运动生理学-肌肉活动课件.ppt
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- 运动 生理学 肌肉 活动 课件
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1、邢台学院体育系 张贵婷1 骨骼肌骨骼肌 呼吸呼吸 血液循环血液循环 胃肠道胃肠道 内分泌内分泌 肾肾 感觉器官感觉器官 神经系统神经系统第一篇第一篇 器官系统运动生理学器官系统运动生理学能能量量代代谢谢2、急慢性运动对其功能发展变化的影响、急慢性运动对其功能发展变化的影响1、基本功能、基本功能能能源源物物质质ATP邢台学院体育系 张贵婷2第一章 肌肉的活动本章学习目标:本章学习目标:1、明确肌肉的神经支配肌肉兴奋在神经肌肉接头传递过程明确肌肉的神经支配肌肉兴奋在神经肌肉接头传递过程2、掌握肌纤维的微细结构、肌肉收缩合舒张的原理和过程,、掌握肌纤维的微细结构、肌肉收缩合舒张的原理和过程,肌肉收缩
2、的形式和肌肉收缩的力学分析肌肉收缩的形式和肌肉收缩的力学分析3、掌握肌纤维、掌握肌纤维 的分类,各类肌纤维的形态、供能特征及其与的分类,各类肌纤维的形态、供能特征及其与运动能力的关系。运动能力的关系。4、明确肌纤维类型对训练的适应。、明确肌纤维类型对训练的适应。邢台学院体育系 张贵婷3第一节第一节 肌肉的兴奋和收缩肌肉的兴奋和收缩 肌肉肌肉-单块肌肉单块肌肉=器官器官(肌组织、结缔组织、神经组(肌组织、结缔组织、神经组织、血管网)织、血管网)肌肌束束肌内膜(肌细胞膜)肌内膜(肌细胞膜)肌束膜肌束膜肌外膜肌外膜肌束膜肌束膜肌外膜肌外膜肌束膜肌束膜肌外膜肌外膜肌束膜肌束膜肌外膜肌外膜肌肌肉肉肌原纤
3、维:肌小节肌原纤维:肌小节肌浆、其他细胞器肌浆、其他细胞器邢台学院体育系 张贵婷4 骨骼肌超微结构的模式图骨骼肌超微结构的模式图邢台学院体育系 张贵婷5一、肌肉的神经支配一、肌肉的神经支配(一)运动单位:一个(一)运动单位:一个a-运动神经元连同他的全部神经末梢所运动神经元连同他的全部神经末梢所支配的肌纤维,组成的肌肉收缩的最基本的功能单位称为运支配的肌纤维,组成的肌肉收缩的最基本的功能单位称为运动单位。动单位。一般一个运动单位中的肌纤维数量少则灵活,但力量小;多则一般一个运动单位中的肌纤维数量少则灵活,但力量小;多则力量大,不灵活。运动单位活动遵循力量大,不灵活。运动单位活动遵循“全或无全或
4、无”原则原则 大运大运动神经元:粗大、有髓鞘、传导速度快动神经元:粗大、有髓鞘、传导速度快 与肌肉接触面积大。与肌肉接触面积大。小运运动神经元:较细、有髓鞘、传导速度慢动神经元:较细、有髓鞘、传导速度慢 与肌肉接触面积小。与肌肉接触面积小。运动神经元运动神经元邢台学院体育系 张贵婷6(二)兴奋在神经-肌肉接头的传递1 1、N-MN-M接头的结构接头的结构 接头前膜接头前膜:囊泡内含:囊泡内含 AChACh,并以囊泡为单位释放并以囊泡为单位释放AChACh(称量子释放)。(称量子释放)。接头间隙接头间隙:约:约50-60nm50-60nm。接头后膜接头后膜:又称:又称终板终板膜。膜。存在存在AC
5、hACh受体(受体(N N2 2受受体),体),能与能与AChACh发生特异发生特异性结合。化学门控性钠通性结合。化学门控性钠通道。无电压门控性钠通道。道。无电压门控性钠通道。邢台学院体育系 张贵婷72.N-M2.N-M接头处的兴奋传递过程接头处的兴奋传递过程 当神经冲动传到轴突末梢当神经冲动传到轴突末梢膜膜CaCa2 2通道开放,膜外通道开放,膜外CaCa2 2向膜内流动向膜内流动接头前膜内囊泡移动、融合、破裂,接头前膜内囊泡移动、融合、破裂,囊泡中的囊泡中的AChACh释放释放(量子释放量子释放,quantalquantal release)release)AChACh与终板膜上的与终板膜
6、上的N N2 2受体结合,受体结合,受体蛋白分子构型改变受体蛋白分子构型改变终板膜对终板膜对NaNa、K K (尤其是尤其是NaNa)通透性通透性终板膜去极化终板膜去极化终板电位(终板电位(endplate potential,EPPendplate potential,EPP)EPPEPP电紧张性扩布至肌膜电紧张性扩布至肌膜去极化达到阈电位去极化达到阈电位爆发肌细胞膜动作电位爆发肌细胞膜动作电位邢台学院体育系 张贵婷8二、肌纤维的微细结构二、肌纤维的微细结构 肌肌束束肌束膜肌束膜肌外膜肌外膜肌束膜肌束膜肌外膜肌外膜肌束膜肌束膜肌外膜肌外膜肌束膜肌束膜肌外膜肌外膜肌肌肉肉肌原纤维:肌小节肌原纤
7、维:肌小节肌浆、其他细胞器(细胞核、线粒体、肌浆、其他细胞器(细胞核、线粒体、糖原、脂滴、肌红蛋白、糖原、脂滴、肌红蛋白、肌管系统肌管系统)肌内膜(肌细胞膜)肌内膜(肌细胞膜)邢台学院体育系 张贵婷9(一)肌原纤维和肌小节(一)肌原纤维和肌小节 邢台学院体育系 张贵婷10 (一)肌原纤维和(一)肌原纤维和肌小节肌小节:肌小节是肌细胞收缩的基本结构肌小节是肌细胞收缩的基本结构和功能单位。和功能单位。=1/2=1/2明带暗带明带暗带1/21/2明带明带 =2=2条条Z Z线间的区域线间的区域邢台学院体育系 张贵婷11横管横管:肌细胞膜从表面横向伸入肌纤维内部的膜管系统。纵管纵管:肌质网系统。终池终
8、池:肌质网在接近横小管处形成特殊的膨大。三联管三联管:每一个横小管和两侧的终池构成。(二)肌管系统(二)肌管系统邢台学院体育系 张贵婷12单根肌纤维,重点显示肌管系统结构单根肌纤维,重点显示肌管系统结构线粒体线粒体肌原纤维肌原纤维肌纤维膜肌纤维膜核核肌浆肌浆三联体三联体终池终池横管横管肌浆网肌浆网Z线线暗带暗带明带明带横管开口横管开口邢台学院体育系 张贵婷13(三)粗肌丝和细肌丝的空间排列示意图(三)粗肌丝和细肌丝的空间排列示意图-1-1粗肌丝粗肌丝头部的头部的横桥横桥能与能与细肌丝细肌丝上的上的结合位点结合位点可可逆性逆性结合结合;静息时,静息时,细肌细肌丝的丝的肌钙蛋白肌钙蛋白对对原肌球蛋
9、白原肌球蛋白有有抑抑制制作用;作用;原肌球蛋白原肌球蛋白对对肌动蛋白上肌动蛋白上结合结合位点位点有有覆盖覆盖作用。作用。邢台学院体育系 张贵婷14粗肌丝和细肌丝的空间排列示意图粗肌丝和细肌丝的空间排列示意图-2 邢台学院体育系 张贵婷15三、肌肉收缩与舒张的原理与过程三、肌肉收缩与舒张的原理与过程暗带长度不变,明带和暗带长度不变,明带和H H区缩小区缩小 (一)肌肉收缩的(一)肌肉收缩的肌丝滑行理论肌丝滑行理论:1.1.肌细胞收缩时肌原纤维的缩短肌细胞收缩时肌原纤维的缩短,并不是肌丝本身缩短并不是肌丝本身缩短,而是细肌丝向而是细肌丝向肌节中央肌节中央(粗肌丝内粗肌丝内)滑行。滑行。因因相邻相邻
10、Z Z线靠近线靠近,即肌节缩短;即肌节缩短;暗带长度暗带长度不变不变,即粗肌丝长度不变;即粗肌丝长度不变;从从Z Z线到线到H H带边缘的距离不变带边缘的距离不变,即细肌丝长度即细肌丝长度不变不变;明带和明带和H H带变窄。带变窄。邢台学院体育系 张贵婷162.2.横桥的循环摆动,细肌丝向肌节中央横桥的循环摆动,细肌丝向肌节中央(粗肌丝内粗肌丝内)滑行,滑行,滑行中由于肌肉的负荷而受阻,便产生张力。滑行中由于肌肉的负荷而受阻,便产生张力。3.3.横桥的循环摆动在肌肉中是非同步地,从而肌肉产横桥的循环摆动在肌肉中是非同步地,从而肌肉产生恒定的张力和连续的缩短。生恒定的张力和连续的缩短。4.4.横
11、桥循环摆动的参入数目及摆动速率,是决定肌肉横桥循环摆动的参入数目及摆动速率,是决定肌肉缩短程度、速度和肌张力的关键因素。缩短程度、速度和肌张力的关键因素。邢台学院体育系 张贵婷17按任意键 飞入横桥摆动动画肌节缩短肌节缩短=肌细胞收缩肌细胞收缩牵拉细肌丝朝肌节中央滑行牵拉细肌丝朝肌节中央滑行横桥摆动横桥摆动横桥与结合位点结合,横桥与结合位点结合,分解分解ATPATP释放能量释放能量原肌球蛋白位移,原肌球蛋白位移,暴露细肌丝上的结合位点暴露细肌丝上的结合位点CaCa2 2+与肌钙蛋白结合与肌钙蛋白结合 肌钙蛋白的构型改变肌钙蛋白的构型改变终池膜上的钙通道开放终池膜上的钙通道开放 终池内的终池内的
12、CaCa2 2+进入肌浆进入肌浆肌纤维收缩的分子机制(简介)肌纤维收缩的分子机制(简介)邢台学院体育系 张贵婷18(二)肌肉兴奋收缩和舒张的过程(二)肌肉兴奋收缩和舒张的过程1 1、肌纤维的兴奋、肌纤维的兴奋-收缩耦联:三个主要步骤收缩耦联:三个主要步骤:肌膜电兴奋的传导肌膜电兴奋的传导:指肌膜产生指肌膜产生APAP后后,AP,AP由横管系统由横管系统迅速传向肌细胞深处,到达三联管和肌节附近。迅速传向肌细胞深处,到达三联管和肌节附近。三联管处的信息传递:三联管处的信息传递:(尚不很清楚)(尚不很清楚)肌浆网(纵管系统)中肌浆网(纵管系统)中CaCa2 2+的释放的释放:指终池膜上的钙指终池膜上
13、的钙通道开放,终池内的通道开放,终池内的CaCa2+2+顺浓度梯度进入肌浆,触发肌丝滑行,顺浓度梯度进入肌浆,触发肌丝滑行,肌细胞收缩。肌细胞收缩。CaCa2+2+是兴奋是兴奋-收缩耦联的耦联物收缩耦联的耦联物 邢台学院体育系 张贵婷19肌膜肌膜APAP沿横管膜传至三联管沿横管膜传至三联管 终池膜上的钙通道开放终池膜上的钙通道开放 终池内终池内Ca2+Ca2+进入肌浆进入肌浆 Ca2+Ca2+与肌钙蛋白结合与肌钙蛋白结合 引起肌钙蛋白的构型改变引起肌钙蛋白的构型改变 原肌凝蛋白发生位移原肌凝蛋白发生位移 暴露出细肌丝上与横桥结合位点暴露出细肌丝上与横桥结合位点 横桥与结合位点结合横桥与结合位点
14、结合 激活激活ATPATP酶作用酶作用,分解分解ATP ATP 横桥摆动横桥摆动 牵拉细肌丝朝肌节中央滑行牵拉细肌丝朝肌节中央滑行 肌节缩短肌节缩短=肌细胞收缩肌细胞收缩兴奋兴奋-收缩(肌丝滑行)耦联收缩(肌丝滑行)耦联邢台学院体育系 张贵婷202、横桥运动引起肌丝的滑行、横桥运动引起肌丝的滑行(1)Ca2+Ca2+进入肌浆与肌钙蛋白结引起肌钙蛋白的构型改进入肌浆与肌钙蛋白结引起肌钙蛋白的构型改变,原肌凝蛋白发生位移暴露出细肌丝上与横桥结合变,原肌凝蛋白发生位移暴露出细肌丝上与横桥结合位点位点 ,横桥与结合位点结合激活,横桥与结合位点结合激活ATPATP酶作用酶作用,分解分解ATPATP。横桥
15、摆动,牵拉细肌丝朝肌节中央滑行。横桥摆动,牵拉细肌丝朝肌节中央滑行。(2)横桥头部的摆动,暴露出他上面横桥头部的摆动,暴露出他上面ATPATP结合位点,新的结合位点,新的ATPATP立即与之结合,横桥头部与肌动蛋白分离,横桥中立即与之结合,横桥头部与肌动蛋白分离,横桥中ATPATP通过内源性分解放能,使横桥从倾斜位回到正常位,通过内源性分解放能,使横桥从倾斜位回到正常位,当横桥回到正常位时,头端又与肌动蛋白的下一个位当横桥回到正常位时,头端又与肌动蛋白的下一个位点结合,发生新一次摆动。横桥在肌浆中钙离子下降点结合,发生新一次摆动。横桥在肌浆中钙离子下降前一直结合、摆动、分离,将细肌丝拖向粗肌丝
16、中央,前一直结合、摆动、分离,将细肌丝拖向粗肌丝中央,肌肉缩短肌肉缩短邢台学院体育系 张贵婷213 3、肌肉的舒张、肌肉的舒张兴奋兴奋-收缩耦联后收缩耦联后肌膜电位复极化肌膜电位复极化终池膜对终池膜对Ca2+通透性通透性 肌浆网肌浆网膜膜Ca2+泵激活泵激活肌浆网肌浆网膜膜Ca2+Ca2+与肌钙蛋白解离与肌钙蛋白解离原肌凝蛋白复盖的原肌凝蛋白复盖的 横桥结合位点横桥结合位点骨骼肌舒张骨骼肌舒张邢台学院体育系 张贵婷22第二节肌肉收缩的形式及力学分析第二节肌肉收缩的形式及力学分析一、肌肉收缩的形式:一、肌肉收缩的形式:1.缩短收缩:缩短收缩:肌肉收缩所产生的肌肉收缩所产生的张力张力大于大于外外力
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