运动生理学肌肉的活动课件.ppt
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- 运动 生理学 肌肉 活动 课件
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1、文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系本人改正。骨骼肌特性骨骼肌特性物理特性物理特性骨骼肌在受到外力牵拉或负重时可被拉长,这种特性称为神展神展性性。当外力或负重取消后,肌肉的长度又可恢复,这种特性称为弹弹性性。当外力或负荷取消后肌肉的长度也不是立即恢复,这种现象是由于骨骼肌在被拉长或回缩时肌浆内各分子间的摩擦力造成的。因此骨骼肌具有粘滞性粘滞性。骨骼肌是粘弹体。骨骼肌的物理特性受温度影响,当温度下降时,肌浆内各分子间的摩擦力加大,肌肉的粘滞性增加伸展性和弹性下降;当温度升高时,肌肉粘滞性下降,伸展性和弹性增加。文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联
2、系本人改正。骨骼肌特性骨骼肌特性生理特性生理特性骨骼肌是可兴奋组织,受到刺激后可产生兴奋(即产生动作电位),这种特性称为兴奋性兴奋性。肌肉受到刺激产生兴奋后,立即产生收缩反应,这种特性称为收缩性收缩性。文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系本人改正。骨骼肌生理特性骨骼肌生理特性兴奋性兴奋性引起骨骼肌兴奋必修给予适当的刺激,刺激应满足以下条件(1)刺激强度刺激强度。要使肌肉产生兴奋,刺激必须达到一定强度。引起肌肉兴奋的最小刺激强度称为阈刺激。大于阈刺激强度的刺激称为阈上刺激。低于阈刺激强度的刺激称为阈下刺激。阈刺激可以作为评定组织兴奋性高低的指标。阈刺激小表示组织的兴奋性
3、高,阈刺激大则表示兴奋性低。阈刺激只能引起兴奋性高的肌纤维兴奋,此时参加收缩的肌纤维数量较少,肌肉收缩力量较小,加大刺激强度,参加收缩的肌纤维数目增多,肌肉产生的力量增大。当刺激强度适宜时,整块肌肉中兴奋并参与收缩的肌纤维数目达到最大(一般情况下,不能使整块肌肉中所有的肌纤维都发生收缩),肌肉将产生最大的收缩力量。文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系本人改正。骨骼肌生理特性骨骼肌生理特性兴奋性兴奋性(2)刺激的作用时间。无论刺激强度多大,要使可兴奋组织兴奋,刺激必须持续足够时间。在一定范围内,刺激强度越小,需要刺激的作用时间就越长。相反,刺激强度越大,需要刺激的作用时
4、间就越短。(3)刺激强度变化率。要使可兴奋组织兴奋,刺激必须有足够的变化率。如果用恒定的电流刺激组织,只有通典和断电的瞬间可以引起组织兴奋。而在继续通电的过程中,由于电流强度没有发生变化,组织不产生兴奋。所谓刺激强度变化率是指刺激电流从无到有或由小到大的变化速率。同样电流强度,变化速率越大越容易引起组织兴奋。文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系本人改正。骨骼肌生理特性骨骼肌生理特性收缩性收缩性整块骨骼肌或单个肌细胞受到一次刺激时,先产生一次动作电位,紧接着出现一次机械收缩,称为单收缩单收缩(single twitch)。文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不
5、当之处,请联系本人改正。骨骼肌生理特性骨骼肌生理特性收缩性收缩性给肌肉以连续电脉冲刺激,则肌肉的收缩情况将随刺激的频率而有所不同。若刺激频率过低,每一新的刺激到来时,由前一个刺激引起的收缩和舒张过程已结束,于是产生一连串各自分开的单收缩。如果增加刺激频率,则各刺激所引起的单收缩可以相互融合,若后一刺激均在前次收缩的舒张期结束之前刺激肌肉时,则形成不完全强直收缩(incomplete tetanus)。如果刺激频率继续增加,后一次刺激就会落在前次收缩的收缩期内,形成新的收缩,于是各次收缩的张力变化或长度缩短完全融合或叠加,肌肉处于更强的持续收缩状态,称为完全强直收缩(complete tetan
6、us)。文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系本人改正。骨骼肌的收缩形式骨骼肌的收缩形式向心收缩向心收缩当肌肉收缩时,肌原纤维内的肌动蛋白丝和肌球蛋白丝相对滑动。其滑动幅度,可根据肌肉工作需要而定。肌肉收缩可表现为整块肌肉的长度发生变化,也可以不发生变化。肌肉收缩时,长度缩短的收缩称为向心收缩向心收缩(concentric contraction),又称缩短收缩。向心收缩时肌肉长度缩短、起止点相互靠近,因而引起身体运动。而且,肌肉张力增加出现在前,长度缩短发生在后。向心收缩是骨骼肌主动用力的收缩形式。肌肉向心收缩时,是做功的,其数值为负荷重量与负荷移动距离的乘积。文档仅
7、供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系本人改正。骨骼肌的收缩形式骨骼肌的收缩形式向心收缩向心收缩1.等张收缩肌肉张力在肌肉开始缩短后即不再增加,直到收缩结束。这种收缩形式称为等张收缩等张收缩。在向心收缩过程中,所谓的等张收缩时相对的,尤其是在在体情况下更是如此。由于在肌肉收缩过程中,往往是通过骨的杠杆作用克服阻力做功。在负荷不变的情况下,要使肌肉在整个关节活动范围内以同样的力量收缩是不可能的的。如当肌肉收缩克服重力垂直举起杠铃时,随着关节角度变化,肌肉做功的力矩也会发生变化,因此,需要肌肉用力的程度也不同。在整个运动范围内,肌肉用力最大的一点称为“顶点”。出现“顶点”主要是因
8、为在此关节角度下杠杆效率最差,加上肌肉缩短损失一部分力量,而促成“顶点”的产生。文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系本人改正。2.等动收缩在整个关节运动范围内肌肉以恒定的速度,且外界的阻力与肌肉收缩时肌肉产生的力量始终相等的肌肉收缩称为等动收缩(isotonic contraction)。由于在整个收缩过程中收缩速度是恒定的,等动收缩有时也成为等动收缩。如,自由泳的划水动作就具有等动收缩的特点。等动练习是提高肌肉力量的有效手段。等动练习器可以实现。骨骼肌的收缩形式骨骼肌的收缩形式向心收缩向心收缩文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系本人改正。肌
9、肉在收缩时其长度不变,这种收缩称为等长收缩等长收缩(isometric contraction),又称为静力收缩,不能做机械功。等长收缩有两种情况:(1)肌肉收缩时对抗不能克服的负荷,如试图拉起根本不可能拉起的杠铃时,肱二头肌所进行的收缩就是等长收缩。(2)当其他关节由于肌肉离心收缩或向心收缩发生运动时,等长收缩可使某些关节保持一定的位置,为其他关节的运动创造适宜的条件。要保持一定的体位,某些肌肉就必须做等长收缩。骨骼肌的收缩形式骨骼肌的收缩形式等长收缩等长收缩文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系本人改正。骨骼肌的收缩形式骨骼肌的收缩形式等长收缩等长收缩文档仅供参考,
10、不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系本人改正。肌肉在收缩产生张力的同时被拉长的收缩称为离心收缩(eccentric contraction)。如下蹲时,股四头肌在收缩的同时被拉长,以控制重力对人体的作用,使身体缓慢下蹲,起缓冲作用。离心工作也称为退让工作。如,搬运重物时将重物放下;下坡跑,下楼梯属于离心收缩。离心收缩可防止运动损伤。从高处跳下时,脚先着地,通过反射活动使股四头肌和臀大肌产生离心收缩。肌肉离心收缩的制定作用,减缓了身体的下落速度,不致于使身体造成损伤。离心收缩时肌肉做负功。骨骼肌的收缩形式骨骼肌的收缩形式离心收缩离心收缩文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不
11、当之处,请联系本人改正。超等长收缩(plyometric contraction)是指骨骼肌工作时先做离心式拉长,继而做向心式收缩的一种复合式收缩形式。其优点在于,在做离心收缩工作时,肌肉先被迅速拉长,在肌肉被拉长过程中,肌肉的牵张感受器受到刺激并产生兴奋,导致肌肉产生牵张反射性收缩。当肌肉被拉长后所产生的弹性势能,拉长后产生的牵张反射性收缩,以及主动向心收缩所产生的力量形成合力时,肌肉将产生较大收缩力。跳深练习时股四头肌进行的就是一种典型的超等长收缩。完成超等长练习时,肌肉最终收缩力量的大小是由肌肉在离心收缩中被拉长的速度和被拉长的长度所决定,而且肌肉被拉长的速度比被拉长的长度更重要。骨骼肌
12、的收缩形式骨骼肌的收缩形式超等长收缩超等长收缩文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系本人改正。人体大多数位移运动都是由离心收缩和向心收缩重叠,形成一种经济而高效的牵拉-缩短循环运动。这时因为在向心收缩前产生离心收缩,使肌肉中的弹性成分被牵拉而伸长以贮存弹性能,从而使其后的缩短收缩利用这一弹性贮存能,产生更大的力量和更大的运动速度。肌肉弹性成分这种作用实际上是实现收缩力的第二种机制,是提高有节奏的(如跑步)和弹性反冲性(跳远)运动效率的根据。例如跑步中发挥蹬地力量的肌群(如股四头肌、臀大肌等)在蹬地前所做的伸展,实际上是利用它来贮存能量,以便其后将它转化为向前的推进力而增
13、进跑速。另外,弹性成分的伸展可吸收一部分力,可以起到缓冲作用。肌肉弹性成分对收缩力学的影响肌肉弹性成分对收缩力学的影响文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系本人改正。肌肉弹性成分对收缩力学的影响肌肉弹性成分对收缩力学的影响文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系本人改正。文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系本人改正。1.力量同一块肌肉,在收缩速度相同的情况下,离心收缩可产生最大的张力。离心收缩产生的力量比向心收缩大50%左右,比等长收缩大25%左右。离心收缩产生较大张力的原因:(1)肌肉受到外力的牵张时会反射性地引起收缩。
14、(2)离心收缩时肌肉中的弹性成分被拉长而产生阻力,同时肌肉中的可收缩成分也产生最大阻力。肌肉在向心收缩时,一部分张力在作用于负荷之前,先要拉长肌肉中的弹性成分。一旦肌肉中的弹性成分被充分拉长,肌肉收缩产生的张力才会作用于外界负荷上。因此肌肉收缩产生的张力,有一部分是用来克服弹性阻力的,这就使实际表现出来的张力小于实际肌肉收缩产生的张力。向心收缩、等长收缩和离心收缩的比较向心收缩、等长收缩和离心收缩的比较文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系本人改正。文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系本人改正。2.肌电在等速向心收缩和离心收缩时,肌电与肌张力在
15、一定范围内呈直线关系。积分肌电(IEMG)值与肌肉张力成正比。在负荷相同的情况下,离心收缩的积分肌电较向心收缩低。3.代谢在输出功率相同的情况下,肌肉离心收缩时所消耗的能量低于向心收缩,其耗氧量也低于向心收缩。肌肉离心收缩时其他与代谢相关的生理指标的反应(如心率、心输出量、肺通气量、肺换气效率、肌肉的血流量和肌肉温度等)均低于向心收缩。4.肌肉酸疼肌肉做退让工作时容易引起肌肉酸疼和损伤。肌肉大负荷离心收缩引起肌肉酸疼和肌纤维超微结构改变以及收缩蛋白代谢的变化最显著,等长收缩次之,向心收缩最低。向心收缩、等长收缩和离心收缩的比较向心收缩、等长收缩和离心收缩的比较文档仅供参考,不能作为科学依据,请
16、勿模仿;如有不当之处,请联系本人改正。肌肉三种收缩形式比较肌肉三种收缩形式比较缩短收缩缩短收缩拉长收缩拉长收缩收缩形式收缩形式外力与肌外力与肌张力关系张力关系长度变化长度变化运动中功能运动中功能对外作功对外作功缩短缩短拉长拉长不变不变小于张力小于张力大于张力大于张力等于张力等于张力固定,支持,能源之一固定,支持,能源之一能源,产生加速度能源,产生加速度正功正功负功负功无功无功减速,贮存势能减速,贮存势能等长收缩等长收缩文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系本人改正。(一)绝对力量与相对力量某一块肌肉做最大收缩时所产生的张力为该肌肉的绝对肌力绝对肌力。取决于肌肉横断面积,
17、而肌纤维数量和肌纤维粗细又决定了横断面积大小。相对肌力相对肌力说明每条肌纤维力量的大小。相对力量=绝对肌力/体重。骨骼肌收缩的力学表现骨骼肌收缩的力学表现体重73kg,抓举175kg绝对肌力:175kg相对肌力:175/73=2.397文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系本人改正。抓举挺举骨骼肌收缩的力学表现骨骼肌收缩的力学表现文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系本人改正。骨骼肌收缩的力学表现骨骼肌收缩的力学表现文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系本人改正。身高1.5m,体重48kg,抓举95kg升高1.65m,体重
18、74.4kg,抓举128kg骨骼肌收缩的力学表现骨骼肌收缩的力学表现9548=1.97912874.4=1.720文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系本人改正。(二)肌肉力量与运动1.力量-速度曲线肌肉收缩的快慢和所克服的外部阻力相关。当负荷较小时,肌肉收缩速度加快;当负荷较大时,肌肉收缩速度减慢。实验证明,逐渐增加负荷量时,肌肉收缩力量也逐渐增加,而收缩速度则逐渐降低。当负荷量刚好超过极限负荷时,肌肉张力达到最大值,但此时的收缩速度为零。肌肉所做的外功为零。如果逐渐减小负荷量,肌肉收缩速度逐渐加快。当负荷量为零时,肌肉收缩速度达到最大值,此时肌肉所做的功从理论上讲也
19、是零。肌肉收缩时产生的张力大小,取决于活化的横桥数目;收缩速度则取决于能量释放的速率和肌球蛋白ATP酶活性。小负荷训练发展速度,大负荷训练发展力量。骨骼肌收缩的力学表现骨骼肌收缩的力学表现文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系本人改正。(二)肌肉力量与运动2.肌肉力量与爆发力人体运动时所输出的功率,实际上就是运动生理学中所说的爆发力,是指人体单位时间内所做的功。P=(maD)/t相对爆发力:短跑、跳跃绝对爆发力:投掷、相扑在机体中,爆发力的产生还与神经中枢的骨骼肌总体控制有关,如运动单位的募集、主动肌、拮抗肌、固定肌之间的协调配合。骨骼肌收缩的力学表现骨骼肌收缩的力学表
20、现文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系本人改正。(二)肌肉力量与运动3.肌肉的机械功和功率W(功)=F(力)D(距离)。功的单位是焦耳(J)。1焦耳=0.1019千克米;或1千克米=9.8焦耳(J)。一位运动员将重50千克的杠铃上举1米高,此时,他所做的机械功将为50kg9.81m=490焦耳骨骼肌收缩的力学表现骨骼肌收缩的力学表现功率:即为单位时间内所做的功。P=W/t=F D/t。功率反映爆发力大小。文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系本人改正。(一)运动单位一个-运动神经元和受其支配的肌纤维所组成的基本肌肉收缩单位称为运动单位(moto
21、r unit,简称MU)。根据生理功能的不同,可将运动单位分为两类,即运动性运动单位(kinetic motor unit)和紧张性运动单位(tonic motor unit)。运动性运动单位的肌纤维兴奋时发放的冲动频率较高,收缩力量大,但容易疲劳,氧化酶的含量较低,属于快肌运动单位。紧张性运动单位的肌纤维兴奋时冲动频率较低,但发放可持续较长的时间,氧化酶的含量较高,属于慢肌运动单位。运动单位的大小是不同的。一个运动单位中肌纤维数目因肌肉不同而有所差别。眼外直肌每个运动单位只有57条肌纤维,而腓肠肌有200多条肌纤维。一个运动单位中的肌纤维数目越少越灵活,但产生的力量小,而越多则产生的张力越大
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