肌肉的活动解析课件.ppt

1、第一章第一章 肌肉的活动肌肉的活动第一节第一节 肌纤维的结构肌纤维的结构第第三三节节 第四节第四节 肌纤维类型及运动能力肌纤维类型及运动能力第二节第二节 肌肉的兴奋和收缩肌肉的兴奋和收缩肌纤维的微细结构1.肌原纤维2.肌管系统3.肌丝的分子组成1 1、肌原纤维和肌小节、肌原纤维和肌小节 骨骼肌超微结构示意图骨骼肌超微结构示意图 l每个肌细胞含有数每个肌细胞含有数百至数千条与肌纤百至数千条与肌纤维长轴平行排列的维长轴平行排列的肌原纤维肌原纤维。直径约。直径约1-21-2微米，纵贯肌微米，纵贯肌细胞全长。细胞全长。l肌小节：肌小节：两条两条Z Z线线之间的结构。之间的结构。肌原纤维的结构示意图肌原

2、纤维的结构示意图 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 2、肌管系统、肌管系统 横小管系统横小管系统:肌细胞肌细胞膜从表面横向伸入膜从表面横向伸入肌纤维内部的膜小肌纤维内部的膜小管系统。管系统。纵小管系统纵小管系统:肌质网肌质网系统系统 。终池终池:肌质网在接近肌质网在接近横小管处形成特殊横小管处形成特殊的膨大。的膨大。三联管结构三联管结构:每一个每一个横小管和来自两侧横小管和来自两侧的终末池构成复合的终末池构成复合体体。肌管系统结构示意图肌管系统结构示意图 肌管系统肌管系统3 3、肌丝的分子组成、肌丝的分子组成细肌丝与粗肌丝结构示意图细肌丝与粗肌丝结构示意图 粗肌

3、丝粗肌丝:头部有一膨大头部有一膨大部部横桥横桥:能与细肌能与细肌丝上的结合位点发生可丝上的结合位点发生可逆性结合逆性结合;具有具有ATPATP酶酶的作用。的作用。细肌丝细肌丝:肌动蛋白肌动蛋白 原肌球蛋白原肌球蛋白 肌钙蛋白：肌钙蛋白：粗肌丝和细肌丝粗肌丝和细肌丝 CaCa+通过和肌钙蛋白结合，诱发横桥和肌动蛋白通过和肌钙蛋白结合，诱发横桥和肌动蛋白之间的相互作用图之间的相互作用图 肌钙蛋白是含有三个亚单位的复合体。亚单位肌钙蛋白是含有三个亚单位的复合体。亚单位I I、亚单位亚单位T T和亚单位和亚单位C C分别对肌动蛋白、原肌球蛋白分别对肌动蛋白、原肌球蛋白和和CaCa+。第二节 肌肉的兴奋

4、与收缩 一、骨骼肌的收缩 二、肌肉的工作形式一、骨骼肌的收缩一、骨骼肌的收缩（一）肌丝滑行学说（一）肌丝滑行学说 骨骼肌收缩示意图 肌丝滑行原理示意图肌丝滑行原理示意图（二）肌纤维收缩的收缩过程（二）肌纤维收缩的收缩过程 1.兴奋兴奋-收缩耦联收缩耦联 三个主要步骤：三个主要步骤：兴奋通过横小管系兴奋通过横小管系统传导到肌细胞内部统传导到肌细胞内部 三联管处的信息传三联管处的信息传递递 肌浆网（纵管系统）肌浆网（纵管系统）中中Ca2+的释放的释放:指终池指终池膜上的钙通道开放，终膜上的钙通道开放，终池内的池内的Ca2+顺浓度梯度顺浓度梯度进入肌浆，触发肌丝滑进入肌浆，触发肌丝滑行，肌细胞收缩。

5、行，肌细胞收缩。Ca2+是兴奋是兴奋-收缩收缩耦联的耦联物耦联的耦联物肌节缩短肌节缩短=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暴露细肌丝上的结合位点位点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CaCa2 2+进入肌浆进入肌浆2.2.肌丝滑行肌丝滑行运动神经冲动传至末梢运动神经冲动传至末梢N N末梢对末梢对CaCa2+2+通透性增加通透

6、性增加 CaCa2+2+内流入内流入N N末梢内末梢内接头前膜内囊泡接头前膜内囊泡向前膜移动、融合、破裂向前膜移动、融合、破裂AChACh释放入接头间隙释放入接头间隙 AChACh与终板膜受体结合与终板膜受体结合受体构型改变受体构型改变终板膜对终板膜对NaNa+、K K+(尤其尤其NaNa+)的通透性增加的通透性增加产生终板电位产生终板电位(EPP)(EPP)EPPEPP引起肌膜引起肌膜APAP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CaCa2+2+进入肌浆进入肌浆CaCa2+2+与肌钙蛋白结合与肌钙蛋白结合 引起肌钙蛋白的构型改

7、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结合激活激活ATPATP酶作用酶作用,分解分解ATPATP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小结：小结：骨骼肌收缩全过程骨骼肌收缩全过程1.1.兴奋传递兴奋传递 2.2.兴奋兴奋-收缩（肌丝滑行）耦联收缩（肌丝滑行）耦联兴奋兴奋-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

8、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3、骨骼肌舒张机制、骨骼肌舒张机制4、单收缩和强直收缩、单收缩和强直收缩 单收缩：潜伏期10ms;收缩期50ms;舒张期60ms(蛙腓肠肌)强直收缩：完全强直收缩不；完全强直收缩 临界融合频率向心收缩向心收缩等长收缩等长收缩离心收缩离心收缩二、肌肉的工作形式二、肌肉的工作形式二、骨骼肌的收缩形式(一一)向心收缩向心收缩 概念：概念：肌肉收缩时，长肌肉收缩时，长度缩短的收缩称为向心度缩短的收缩称为向心收缩。收缩。特点：特点：收缩时肌肉长度收缩时肌肉长度缩短、起止点相互靠近，缩短、起止点相互靠近，

9、因而引起身体运动。因而引起身体运动。等张收缩等张收缩:肌肉在收缩时肌肉在收缩时,张力相等张力相等,长度长度发生改变的收缩发生改变的收缩.等动收缩等动收缩：在整个关节运动范围内肌肉以在整个关节运动范围内肌肉以恒定的速度，且肌肉收缩时产恒定的速度，且肌肉收缩时产生的力量始终与阻力相等的肌生的力量始终与阻力相等的肌肉收缩。肉收缩。等动收缩等动收缩时在整个运动范围内肌时在整个运动范围内肌肉都产生最大张力肉都产生最大张力 等张收缩等张收缩当屈肘举起一恒定负荷时肌当屈肘举起一恒定负荷时肌肉收缩产生的张力随关节角度而变化肉收缩产生的张力随关节角度而变化 等动收缩和等张收缩区别：等动收缩和等张收缩区别：等动收

10、缩时在整个运动范等动收缩时在整个运动范围内都能产生最大的肌张力，围内都能产生最大的肌张力，等张收缩则不能。等张收缩则不能。等动收缩的速度可以根据等动收缩的速度可以根据需要进行调节。需要进行调节。理论和实践证明，等动练习理论和实践证明，等动练习是提高肌肉力量的有效手段是提高肌肉力量的有效手段。等动收缩和等张收缩区别 概念：概念：肌肉在收缩对其长度不变。肌肉在收缩对其长度不变。（静力收缩）（静力收缩）如体操中的如体操中的“十字支撑十字支撑”“”“直角支撑直角支撑”和武术和武术中的中的站桩站桩 (二)等长收缩(三)离心收缩 概念：概念：肌肉在收缩产生张力的同时被拉长的收缩肌肉在收缩产生张力的同时被拉

11、长的收缩 如如下蹲下蹲时时，股四头肌在收缩的同时被拉长，以控，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，起缓冲制重力对人体的作用，使身体缓慢下蹲，起缓冲作用。作用。如如搬运重物搬运重物时时，将重物放下，以及下坡跑和下楼，将重物放下，以及下坡跑和下楼梯等也需要肌肉进行离心收缩。梯等也需要肌肉进行离心收缩。骨骼肌不同收缩形式的比较1.1.力量力量 同一块肌肉，在收缩速度相同的情况下，同一块肌肉，在收缩速度相同的情况下，离心收缩可产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生最大的张力。离心收缩产生的力量比向心收缩大50%50%左左右，比等长收缩大右，比等长收

12、缩大25%25%左右。左右。原因：原因：是牵张反射，肌肉受到外力的牵张时会反射性是牵张反射，肌肉受到外力的牵张时会反射性地引起收缩。在离心收缩时肌肉受到强烈的牵张，因此地引起收缩。在离心收缩时肌肉受到强烈的牵张，因此会反射性地引起肌肉强烈收缩。会反射性地引起肌肉强烈收缩。是离心收缩时肌肉中是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。分也产生最大阻力。3.3.代谢代谢 在输出功率相同的情况下，肌肉离心收缩时所消耗的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。肌肉能量

13、低于向心收缩，其耗氧量也低于向心收缩。肌肉离心收缩对其他与代谢有关的生理指标的反应离心收缩对其他与代谢有关的生理指标的反应(如心率、如心率、心输出量、肺通气量、肺换气效率、肌肉的血流量和心输出量、肺通气量、肺换气效率、肌肉的血流量和肌肉温度等肌肉温度等)均低于向心收缩。均低于向心收缩。2.2.肌电肌电l在负荷相同的情况下，离心收缩的在负荷相同的情况下，离心收缩的IEMGIEMG较向心较向心收缩低收缩低 4.肌肉酸疼 很早就发现，肌肉做退很早就发现，肌肉做退让工作时容易引起肌肉让工作时容易引起肌肉酸疼和损伤。近来研究酸疼和损伤。近来研究表明，大负荷肌肉离心表明，大负荷肌肉离心收缩比向心收缩更容易

14、收缩比向心收缩更容易引起肌肉酸疼和肌纤维引起肌肉酸疼和肌纤维超微结构以及收缩蛋白超微结构以及收缩蛋白代谢的变化代谢的变化 。离心收缩、等长收缩和向心收缩后的肌离心收缩、等长收缩和向心收缩后的肌肉酸疼之比较肉酸疼之比较 离心收缩导致的肌肉酸疼最明显，向离心收缩导致的肌肉酸疼最明显，向心收缩导致的肌肉酸疼最不明显心收缩导致的肌肉酸疼最不明显 第二节 肌纤维类型与运动能力 一、肌纤维类型的划分一、肌纤维类型的划分 （一）按颜色（一）按颜色 肌纤维红色的为肌纤维红色的为红肌红肌，象长途飞行的鸽子胸肌是红，象长途飞行的鸽子胸肌是红肌，家鸡的胸肌呈白色的为肌，家鸡的胸肌呈白色的为白肌白肌。这种红白肌之分，

15、。这种红白肌之分，主要和肌纤维内肌红蛋白含量的多少相关。主要和肌纤维内肌红蛋白含量的多少相关。（二）按肌肉收缩的速度（二）按肌肉收缩的速度 不同的肌纤维类型，按其收缩快慢不同，可划分为不同的肌纤维类型，按其收缩快慢不同，可划分为慢肌和快肌慢肌和快肌两种类型。两种类型。（三）按肌肉收缩及代谢特点（三）按肌肉收缩及代谢特点 慢、氧化型慢、氧化型(SO)(SO)，快、糖酵解型，快、糖酵解型(FG)(FG)和快、氧化、糖和快、氧化、糖酵解型（酵解型（FOGFOG）三种类型。）三种类型。(四四)根据收缩特性及色泽根据收缩特性及色泽快白、快红和慢红三种类型。快白、快红和慢红三种类型。(五五)布茹克司布茹克

16、司(Brooks(Brooks，1970)1970)型和型和型；型；型中又根据对型中又根据对NADHNADH（四唑）还原酶的（四唑）还原酶的显色反应不同分为显色反应不同分为a a、b b和和c c三个亚型。三个亚型。二、不同类型肌纤维的形态、机能及代谢特征(一一)不同肌纤维的形态特征不同肌纤维的形态特征形态学特征形态学特征型（慢肌）型（慢肌）（快肌）（快肌）在一肌肉中的位置在一肌肉中的位置肌纤维的直径肌纤维的直径肌纤维数量肌纤维数量肌浆网（内质网）肌浆网（内质网）突触小泡突触小泡-运动神经元运动神经元神经肌肉接点神经肌肉接点终板面积终板面积肌节肌节Z Z线宽度（埃）线宽度（埃）毛细血管网毛细血

17、管网血液供应血液供应神经支配神经支配深部深部细细少少不发达不发达少少小小无皱折无皱折小小800-1000800-1000较丰富较丰富多多少少表浅表浅粗粗多多发达发达多多大大后膜有皱折后膜有皱折大大400-500400-500不太丰富不太丰富少少多多 (二二)生理学特征生理学特征 1.1.肌纤维类型与收缩速度肌纤维类型与收缩速度 快肌纤维收缩速度快，慢肌纤维收缩速快肌纤维收缩速度快，慢肌纤维收缩速度慢。度慢。2.2.肌纤维类型与肌肉力量肌纤维类型与肌肉力量 快肌运动单位的收缩力量明显大于慢肌运快肌运动单位的收缩力量明显大于慢肌运动单位。动单位。无训练者无训练者(A)(A)和快肌纤维百分比不同的运

18、动员和快肌纤维百分比不同的运动员(B)(B)的的力量力量-速度曲线快肌纤维百分比高者，力量速度曲线快肌纤维百分比高者，力量-速度曲速度曲线向右上方转移线向右上方转移 3.3.肌纤维类型与疲劳肌纤维类型与疲劳 不同类型的肌纤维抗疲不同类型的肌纤维抗疲劳能力不同。劳能力不同。如图可以认为和慢肌纤如图可以认为和慢肌纤维相比，快肌纤维在收维相比，快肌纤维在收缩时能产生较大的力量，缩时能产生较大的力量，但容易疲劳。但容易疲劳。快肌纤维和慢肌纤维与疲劳的关系快肌纤维和慢肌纤维与疲劳的关系(三)代谢特征 三、运动时不同类型运动单位的动员 在运动中不同类型的肌纤维参与工作的程度依运在运动中不同类型的肌纤维参与

19、工作的程度依运动强度而定。动强度而定。在运动训练时，采用不同强度的练习可以发展不在运动训练时，采用不同强度的练习可以发展不同类型的肌纤维。为了增强快肌纤维的代谢能力，同类型的肌纤维。为了增强快肌纤维的代谢能力，训练计划必须包括大强度的练习；如果要提高慢训练计划必须包括大强度的练习；如果要提高慢肌纤维的代谢能力，训练计划就要由低强度、持肌纤维的代谢能力，训练计划就要由低强度、持续时间较长的练习组成。续时间较长的练习组成。l高耐克等人让受试者以高耐克等人让受试者以2/32/3最大摄氧量强度运动，发现慢肌最大摄氧量强度运动，发现慢肌纤维中的糖原首先被消耗，继而转向快肌纤维。甚至当慢肌纤维中的糖原首先

20、被消耗，继而转向快肌纤维。甚至当慢肌纤维中的糖原完全空竭时，快肌纤维中还有糖原剩余。而以纤维中的糖原完全空竭时，快肌纤维中还有糖原剩余。而以150%150%最大摄氧量强度运动时，快肌纤维中的糖原首先被消耗。最大摄氧量强度运动时，快肌纤维中的糖原首先被消耗。这说明：在以较低的强度运动时，慢肌纤维首先被动员；而这说明：在以较低的强度运动时，慢肌纤维首先被动员；而在运动强度较大时，快肌纤维首先被动员在运动强度较大时，快肌纤维首先被动员。四、肌纤维类型与运动项目 1.1.一般人的肌纤维组成一般人的肌纤维组成 研究方法：研究方法：常常用针刺活检取样法、开放性活检常常用针刺活检取样法、开放性活检取样法或尸

21、检法来获得身体中骨骼肌肌纤维组成取样法或尸检法来获得身体中骨骼肌肌纤维组成的数据。的数据。从从表表2-52-5中可以看出男女受试者上下肢肌肉的慢肌中可以看出男女受试者上下肢肌肉的慢肌纤维百分比平均为纤维百分比平均为40-60%40-60%肌纤维的百分比分布范围很大：肌纤维的百分比分布范围很大：慢肌纤维百分比慢肌纤维百分比最低的为最低的为24%24%，最高的为，最高的为74.2%74.2%表2-5 一般人的肌纤维组成受试者受试者肌肌 肉肉ST%ST%变化范围变化范围作作 者者男（男（1919）股外肌股外肌57.757.72.52.5BurkeBurke等等男（男（1111）腓肠肌腓肠肌52.65

22、2.638.0-73.238.0-73.2CostilCostil等等女（女（1010）腓肠肌腓肠肌51.051.027.4-72.027.4-72.0CostilCostil等等男（男（8 8）腓肠肌腓肠肌46.746.73.73.7CoyleCoyle等等男（男（1414）腓肠肌腓肠肌43.943.924.0-72.924.0-72.9GollnickGollnick等等男（男（1414）三角肌三角肌45.245.233.5-58.333.5-58.3GollnickGollnick等等男（男（9 9）股外肌股外肌43.843.826.0-60.626.0-60.6GreenGreen等等

23、男（男（6969）股直肌股直肌53.953.912.212.2JanssonJansson等等男（男（2323）股外肌股外肌46.046.013.013.0KomiKomi等等男（男（1010）股外肌股外肌44.044.0-ThorstenssonThorstensson等等男（男（1414）股外肌股外肌46.346.328.2-74.228.2-74.2胜田等胜田等女（女（4 4）三角肌三角肌57.557.540.1-68.340.1-68.3PrincePrince等等女（女（4 4）三角肌三角肌35.435.427.2-42.127.2-42.1PrincePrince等等2.运动员的肌

24、纤维组成 具有项目特点具有项目特点:时间短、强度大项目运动员：时间短、强度大项目运动员：快肌纤维百分比从快肌纤维百分比从事耐力项目运动员和一般人高；事耐力项目运动员和一般人高；耐力项目运动员：耐力项目运动员：慢肌纤维百分比高于非耐力项慢肌纤维百分比高于非耐力项目运动员和一般人；目运动员和一般人；既需要耐力又需速度项目的运动员既需要耐力又需速度项目的运动员(如中跑、自行如中跑、自行车等车等)：快肌纤维和慢肌纤维百分比相当：快肌纤维和慢肌纤维百分比相当。男运动员肌纤维类型分布男运动员肌纤维类型分布 女运动员肌纤维类型分布女运动员肌纤维类型分布 五、训练对肌纤维的影响(一一)肌纤维选择性肥大肌纤维选

25、择性肥大 萨尔萨尔庭庭(Saltin(Saltin)发现耐力训练可引起慢肌纤维选择性发现耐力训练可引起慢肌纤维选择性肥大，速度、爆发力训练可引起快肌纤维选择性肥大肥大，速度、爆发力训练可引起快肌纤维选择性肥大。萨尔庭对萨尔庭对6 6名成年男受试者进行了名成年男受试者进行了5 5个月的长跑训练。在训练前后测定了个月的长跑训练。在训练前后测定了受试者的最大摄氧量、慢肌纤维百分比、慢肌纤维面积、琥珀酸脱氢酶受试者的最大摄氧量、慢肌纤维百分比、慢肌纤维面积、琥珀酸脱氢酶活性和磷酸丙糖激酶等指标后发现，受试者的最大摄氧量、慢肌纤维面活性和磷酸丙糖激酶等指标后发现，受试者的最大摄氧量、慢肌纤维面积、琥珀酸脱氢酶活性和磷酸丙糖激酶在训练后都显著提高了，但慢肌积、琥珀酸脱氢酶活性和磷酸丙糖激酶在训练后都显著提高了，但慢肌纤维百分比却没有明显提高纤维百分比却没有明显提高 。(二)酶活性改变 返回返回