运动生理-骨骼肌机能课件.ppt

1、第一节第一节 肌纤维的结构肌纤维的结构 第四节第四节 骨骼肌特性骨骼肌特性第三节第三节 肌纤维的收缩过程肌纤维的收缩过程第二节第二节 骨骼肌细胞的生物电现象骨骼肌细胞的生物电现象第七节第七节 肌电的研究与应用肌电的研究与应用第五节第五节 骨骼肌收缩骨骼肌收缩第六节第六节 肌纤维类型与运动能力肌纤维类型与运动能力第一节第一节 肌纤维的结构肌纤维的结构一、肌原纤维和肌小节一、肌原纤维和肌小节二、肌管系统二、肌管系统三、肌丝的分子组成三、肌丝的分子组成第一节第一节 肌纤维的结构肌纤维的结构 肌细胞肌细胞(又称又称肌纤维肌纤维)是肌肉的基本结是肌肉的基本结构和功能单位。成人肌纤维直径约构和功能单位。成

2、人肌纤维直径约6060微微米，长度为数毫米到数十厘米。米，长度为数毫米到数十厘米。每条肌纤维外面包有一层薄的结缔组每条肌纤维外面包有一层薄的结缔组织膜，称为织膜，称为肌内膜肌内膜。许多肌纤维排列成。许多肌纤维排列成束束(即即肌束肌束)，表面被，表面被肌束膜肌束膜包绕。许多包绕。许多肌束聚集在一起构成一块肌肉，外面包肌束聚集在一起构成一块肌肉，外面包以结缔组织膜，称为以结缔组织膜，称为肌外膜肌外膜。第一节第一节 肌纤维的结构肌纤维的结构一、肌原纤维和肌小节一、肌原纤维和肌小节二、肌管系统二、肌管系统三、肌丝的分子组成三、肌丝的分子组成一、肌原纤维和肌小节一、肌原纤维和肌小节骨骼肌超微结构示意图骨

3、骼肌超微结构示意图 l每个肌细胞含有数百至数千条与肌纤维长轴平行排列的肌原纤维。肌原纤维的直径约14微米，纵贯肌细胞全长。每条肌原纤维的全长都由暗带(A带)和明带(I带)呈交替规则排列，在显微镜下呈现有规律的横纹排列，故骨骼肌也称横纹肌。肌原纤维由粗、细两种肌丝按一定规律排列而成。实际上由于粗肌丝的存在而形成了A带。细肌丝连接于Z线，纵贯I带全长，并伸入A带部位，与粗肌丝交错对插。肌原纤维的结构示意图肌原纤维的结构示意图 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 二、肌管系统二、肌管系统l横小管系统横小管系统是肌细胞是肌细胞膜从表面横向伸入肌膜从表面横向伸入肌纤维内部的膜小

4、管系纤维内部的膜小管系统。统。l纵小管系统纵小管系统即肌质网即肌质网系统系统 。l肌质网在接近横小管肌质网在接近横小管处形成特殊的膨大，处形成特殊的膨大，称为称为终池终池 。l每一个横小管和来自每一个横小管和来自两侧的终末池构成复两侧的终末池构成复合体，称为合体，称为三联管结三联管结构。构。肌管系统结构示意图肌管系统结构示意图 三、肌丝的分子组成三、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 粗肌丝粗肌丝:由肌球或称肌凝蛋白组成，其头部有一膨大部横桥:能与细肌丝上的结合位点发生可逆性结合;具有ATP酶的作用,与结合位点结合后,分解ATP提供横桥扭动（肌丝滑行）和作功的能量。

5、和作功的能量。细肌丝细肌丝:肌动蛋白：表面有与横桥结合的位点，静息时被原肌球蛋白掩盖；原肌球蛋白：静息时掩盖横桥结合位点；肌钙蛋白：与Ca2+结合变构后,使原肌球蛋白位移，暴露出结合位点。lCa+Ca+通过和肌钙蛋白结合，诱发横桥和肌动蛋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白之间的相互作用图 l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、原肌分别对肌动蛋白、原肌球蛋白和球蛋白和CaCa+。第二节第二节 骨骼肌细胞的生物电现象骨骼肌细胞的生物电现象一、静息电位一、静息电位二、动

6、作电位二、动作电位三、动作电位的传导三、动作电位的传导四、细胞间的兴奋传递四、细胞间的兴奋传递五、肌五、肌 电电一、静息电位一、静息电位l(一一)静息电位的概念静息电位的概念 l细胞处于安静状态时，细胞处于安静状态时，细胞膜内外所存在的细胞膜内外所存在的电位差电位差称为静息电位称为静息电位 。（甲）当（甲）当A A、B B电极都位于电极都位于细胞膜外，无电位改变细胞膜外，无电位改变，证明膜外无电位差证明膜外无电位差。（乙）当（乙）当A A电极位于细胞电极位于细胞膜外，膜外，B B电极插入膜内时，电极插入膜内时，有电位改变，有电位改变，证明膜内、证明膜内、外间有电位差外间有电位差。（丙）当（丙）

7、当A A、B B电极都位于电极都位于细胞膜内，无电位改变，细胞膜内，无电位改变，证明膜内无电位差证明膜内无电位差。静息电位证明实验：静息电位证明实验：4.4.与与RPRP相相关的概念：关的概念：静息电位静息电位:细胞处于相对安静状态时，细胞膜内细胞处于相对安静状态时，细胞膜内外存在的电位差。外存在的电位差。膜电位膜电位:因电位差存在于膜的两侧所以又称为膜因电位差存在于膜的两侧所以又称为膜电位（电位（membrane potentialmembrane potential）。）。习惯叫法习惯叫法:因膜内电位低于膜外，习惯上因膜内电位低于膜外，习惯上RPRP指的指的是膜内负电位。是膜内负电位。RP

8、RP值值:哺乳动物的神经、骨骼肌和心肌细胞为哺乳动物的神经、骨骼肌和心肌细胞为-7070-90mV-90mV，红细胞约为，红细胞约为-10mV-10mV左右。左右。RPRP值描述值描述:RP RP膜内负电位膜内负电位(-70-90mV)=(-70-90mV)=超极化超极化 RPRP膜内负电位膜内负电位(-70-50mV)=(-70-50mV)=去极化去极化(二二)静息电位产生原理静息电位产生原理用用“离子学说离子学说”来解释来解释 :l细胞内外各种离子的浓度分布是不均匀的。细胞内外各种离子的浓度分布是不均匀的。l静息状态下细胞膜对各种离子通透具有选择性。静息状态下细胞膜对各种离子通透具有选择性

9、。l通透性：通透性：K K+ClCl-NaNa+A A-l静息状态时，细胞膜对静息状态时，细胞膜对K K+的通透性大，的通透性大，而对而对NaNa+的通透性较小，的通透性较小，K K+向细胞外流动。向细胞外流动。造成造成细胞细胞外电位高而细胞内电位低的电位差外电位高而细胞内电位低的电位差。l随着随着K K+外流，细胞膜两侧形成的外正内负的外流，细胞膜两侧形成的外正内负的电场力会阻止细胞内电场力会阻止细胞内K K+的继续外流，当促使的继续外流，当促使K K+外流的由浓度差形成的向外扩散力与阻止外流的由浓度差形成的向外扩散力与阻止K K+外外流的电场力相等流的电场力相等时，时，K K+的净移动量就

10、会等于零。的净移动量就会等于零。这时细胞内外的电位差值就稳定在一定水平上，这时细胞内外的电位差值就稳定在一定水平上，这就是这就是静息电位静息电位。由于静息电位主要是。由于静息电位主要是K K+由细由细胞内向外流动达到平衡时的电位值，所以又把胞内向外流动达到平衡时的电位值，所以又把静息电位称为静息电位称为K K+平衡电位。平衡电位。细胞膜内外离子分布不均；细胞膜内外离子分布不均；细胞膜对离子的通透具有选择性细胞膜对离子的通透具有选择性:K K+ClCl-NaNa+A A-静息状态时，细胞膜对静息状态时，细胞膜对K K+的通透性大的通透性大 K K+膜外电位膜外电位(正电场正电场)膜外为正、膜内为

11、负的极化状态膜外为正、膜内为负的极化状态当扩散动力与阻力达到动态平衡时当扩散动力与阻力达到动态平衡时=RPRP结论结论:RPRP的产生主要是的产生主要是K K向膜外扩散的结果。向膜外扩散的结果。RP=KRP=K+的平衡电位的平衡电位第二节第二节 骨骼肌细胞的生物电现象骨骼肌细胞的生物电现象一、静息电位一、静息电位二、动作电位二、动作电位三、动作电位的传导三、动作电位的传导四、细胞间的兴奋传递四、细胞间的兴奋传递五、肌五、肌 电电二、动作电位二、动作电位l(一一)动作电位的概念动作电位的概念l 可兴奋细胞兴奋时，细胞内产生的可扩布的电位变化称为可兴奋细胞兴奋时，细胞内产生的可扩布的电位变化称为动

12、作电位动作电位 。APAP实验现象实验现象(二二)动作电位的变化过程动作电位的变化过程1.1.静息相静息相 在静息时细胞处于极化状态。在静息时细胞处于极化状态。2.2.去极相去极相 细胞膜的静息电位由细胞膜的静息电位由-90mv-90mv减小减小到到0mv0mv的过程被称为去极化，去的过程被称为去极化，去极化是膜电位消失的过程；细极化是膜电位消失的过程；细胞膜电位由胞膜电位由0mV0mV转变为外负内正转变为外负内正的过程称为反极化。反极化的的过程称为反极化。反极化的电位幅度称为超电位幅度称为超射。射。3.3.复极相复极相 动作电位的上升支很快从顶动作电位的上升支很快从顶点点(+30(+30mv

13、mv)快速下降，膜内电位快速下降，膜内电位由正变负，直到接近静息电位由正变负，直到接近静息电位的水平，形成曲线的下降支称的水平，形成曲线的下降支称为复极化时相。所谓复极化是为复极化时相。所谓复极化是指在去极化的前提下膜极化状指在去极化的前提下膜极化状态的恢复。态的恢复。动作电位示意图动作电位示意图abab:动作电位的上升支动作电位的上升支 bcbc:动作电的下降支动作电的下降支abcabc:动作电位的锋电位动作电位的锋电位cdcd:动作电应的后电位动作电应的后电位 动作电位有以下特点：动作电位有以下特点：l“全或无全或无”现象。现象。任何刺激一旦引起膜去极任何刺激一旦引起膜去极化达到阈值，动作

14、电位就会立刻产生，它一旦化达到阈值，动作电位就会立刻产生，它一旦产生就达到最大值，动作电位的幅度不会因刺产生就达到最大值，动作电位的幅度不会因刺激加强而增大。激加强而增大。l不衰减性传导。不衰减性传导。动作电位一旦在细胞膜的某动作电位一旦在细胞膜的某一部位产生，它就会间整个细胞膜传播，而且一部位产生，它就会间整个细胞膜传播，而且其幅度不会因为传播距离增加而减弱。其幅度不会因为传播距离增加而减弱。l脉冲式。脉冲式。由于不应期的存在使连续的多个动由于不应期的存在使连续的多个动作电位不可能融合，两个动作电位之间总有一作电位不可能融合，两个动作电位之间总有一定间隔。定间隔。动作电位的意义：动作电位的意

15、义：AP的产生是细胞兴奋的标志。的产生是细胞兴奋的标志。(三三)动作电位的产生原理动作电位的产生原理条件条件:膜内外存在膜内外存在 NaNa+差差:NaNa+外外 NaNa+内内 110 110；细胞膜对各种离子通透具有选择性。细胞膜对各种离子通透具有选择性。APAP模式图模式图动作电位（动作电位（APAP）的产生机制）的产生机制:APAP上升支上升支APAP下降支下降支(三三)动作电位的产生原理动作电位的产生原理用离子流学说来解释用离子流学说来解释 ：细胞内外各种离子的浓度分布细胞内外各种离子的浓度分布是不均匀的。是不均匀的。细胞膜对各种离子通透具有选细胞膜对各种离子通透具有选择性。择性。膜

16、受刺激，膜受刺激，NaNa+大量内流，膜大量内流，膜去极化至反极化。去极化至反极化。NaNa+平衡电位，平衡电位，K K+快速外流，快速外流，至静息状态。至静息状态。第二节第二节 骨骼肌细胞的生物电现象骨骼肌细胞的生物电现象一、静息电位一、静息电位二、动作电位二、动作电位三、动作电位的传导三、动作电位的传导四、细胞间的兴奋传递四、细胞间的兴奋传递五、肌五、肌 电电三、动作电位的传导三、动作电位的传导l无髓神经纤维上动作电位是以无髓神经纤维上动作电位是以“局部电流局部电流”的形式进行传导的形式进行传导的。的。l有髓神经纤维外面包裹着一层电阻很高的髓鞘，动作电位只有髓神经纤维外面包裹着一层电阻很高

17、的髓鞘，动作电位只能在没有髓鞘的朗飞氏结处产生能在没有髓鞘的朗飞氏结处产生“局部电流局部电流”。第二节第二节 骨骼肌细胞的生物电现象骨骼肌细胞的生物电现象一、静息电位一、静息电位二、动作电位二、动作电位三、动作电位的传导三、动作电位的传导四、细胞间的兴奋传递四、细胞间的兴奋传递五、肌五、肌 电电四、细胞间的兴奋传递四、细胞间的兴奋传递(一一)神经神经-肌肉接头肌肉接头的结构的结构 又称又称运动终板运动终板。l接头前膜接头前膜 (终板前膜终板前膜)l接头后膜接头后膜 (终极后膜终极后膜)l接头间隙接头间隙 (终板间隙终板间隙)神经-肌肉接头示意图 兴奋冲动经过运动终板传递过程示意图兴奋冲动经过运

18、动终板传递过程示意图N-MN-M接头处的兴奋传递过程接头处的兴奋传递过程膜膜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)AChACh与终板膜上的与终板膜上的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)通透性通透性第二节第二节 骨骼肌细胞的生物电现象骨骼肌细胞的生物电现象一、静息电位一、静息电位二、动作电位二、动作电位三、动作电位的传导三、动作电位的传导四、细胞

19、间的兴奋传递四、细胞间的兴奋传递五、肌五、肌 电电l骨骼肌在兴奋时，会由于肌纤维动作电位的传导和骨骼肌在兴奋时，会由于肌纤维动作电位的传导和扩布而发生电位变化，这种电位变化称为肌电。用扩布而发生电位变化，这种电位变化称为肌电。用适当的方法将骨骼肌兴奋时发生的电位变化引导、适当的方法将骨骼肌兴奋时发生的电位变化引导、放大并记录所得到的图形，称为放大并记录所得到的图形，称为肌肌电图。电图。引导肌电信号的电极可分为两大类，引导肌电信号的电极可分为两大类，一类是针电极一类是针电极，另一类是表面电极另一类是表面电极。1.1.针电极针电极2.2.表面电极表面电极l轻度用力时用针电极轻度用力时用针电极从从2

20、020个不同部位记录个不同部位记录到的正常人肱二头肌到的正常人肱二头肌的运动单位电位的运动单位电位 不同程度收缩时骨骼肌肌电不同程度收缩时骨骼肌肌电图（表面电极引导）图（表面电极引导）一、肌丝滑行学说一、肌丝滑行学说 骨骼肌收缩示意图 二、肌纤维收缩的分子机制二、肌纤维收缩的分子机制肌丝滑行原理示意图肌丝滑行原理示意图 1.1.兴奋兴奋-收缩耦联收缩耦联 三个主要步骤：三个主要步骤：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由横管系由横管系统迅速传向肌细胞深处，到达三联管和肌节附近。统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

21、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:指终池膜上指终池膜上的钙通道开放，终池内的的钙通道开放，终池内的CaCa2+2+顺浓度梯度进入肌浆，顺浓度梯度进入肌浆，触发肌丝滑行，肌细胞收缩。触发肌丝滑行，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

22、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肌钙蛋白的构型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

23、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

24、：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）耦联四、骨骼肌舒张机制四、骨骼肌舒张机制兴奋兴奋-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l一、骨骼肌的物理特性一、骨骼肌的物理特性l伸展性：伸展性：骨骼肌在受到外力牵拉或负重骨骼肌在受到外力牵拉或负重时可被拉长，这种特性。时可被拉长，这种特性。l弹性：弹性：而当

25、外力或负重取消后，肌肉的而当外力或负重取消后，肌肉的长度又可恢复，这种特性。长度又可恢复，这种特性。l粘滞性：粘滞性：肌浆内各分子之间的相互摩擦肌浆内各分子之间的相互摩擦作用所产生的。作用所产生的。l可见骨骼肌不是一个完整的弹性体，而可见骨骼肌不是一个完整的弹性体，而是一个粘弹性体。是一个粘弹性体。l1.1.生理特性生理特性l兴奋性兴奋性l传导性传导性l收缩性收缩性l2.2.引起兴奋的刺激条件引起兴奋的刺激条件l刺激强度：引起肌肉兴奋的最小刺激刺激强度：引起肌肉兴奋的最小刺激强度称为阈刺激。阈上刺激、阈下刺激强度称为阈刺激。阈上刺激、阈下刺激 l刺激的作用时间刺激的作用时间 l刺激强度变化刺激

26、强度变化率率 第五节第五节 骨骼肌收缩骨骼肌收缩一、骨骼肌的收缩形式一、骨骼肌的收缩形式 (一一)向心收缩向心收缩 l肌肉收缩时，长度肌肉收缩时，长度缩短的收缩称为向缩短的收缩称为向心收缩。向心收缩心收缩。向心收缩时肌肉长度缩短、时肌肉长度缩短、起止点相互靠近，起止点相互靠近，因而引起身体运动。因而引起身体运动。l在向心收缩过程中，在向心收缩过程中，所谓的所谓的等张收缩是等张收缩是相对的相对的 。当屈肘举起一恒定负荷时肌肉收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缩产生的张力随关节角度而变化(二二)等长收缩等长收缩l肌肉在收缩对其长度不变，这种收缩称为等长肌肉在收缩对其长度不变

27、，这种收缩称为等长收缩，又称为收缩，又称为静力收缩静力收缩。l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 (三三)离心收缩离心收缩l肌肉在收缩产生张力的同时被拉长的收缩称为肌肉在收缩产生张力的同时被拉长的收缩称为离心收缩离心收缩。l如如下蹲下蹲时，股四头肌在收缩的同时被拉长，以时，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，起控制重力对人体的作用，使身体缓慢下蹲，起缓冲作用。再如缓冲作用。再如搬运重物搬运重物时，将重物放下，以时，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。及下坡跑和下楼梯等也需要肌肉进行离心

28、收缩。(四四)等动收缩等动收缩 l在整个关节运动范围内肌肉在整个关节运动范围内肌肉以恒定的速度，且肌肉收缩以恒定的速度，且肌肉收缩时产生的力量始终与阻力相时产生的力量始终与阻力相等的肌肉收缩称为等的肌肉收缩称为等动收缩等动收缩。l等动收缩和等张收缩具有本等动收缩和等张收缩具有本质的不同。肌肉进行等动收质的不同。肌肉进行等动收缩时在整个运动范围内都能缩时在整个运动范围内都能产生最大的肌张力，等张收产生最大的肌张力，等张收缩则不能。此外，等动收缩缩则不能。此外，等动收缩的速度可以根据需要进行调的速度可以根据需要进行调节。因此，节。因此，理论和实践证明，理论和实践证明，等动练习是提高肌肉力量的等动练

29、习是提高肌肉力量的有效手段。有效手段。等动收缩时在整个运动范围等动收缩时在整个运动范围内肌肉都产生最大张力内肌肉都产生最大张力 (五五)骨骼肌不同收缩形式的比较骨骼肌不同收缩形式的比较1.1.力量力量l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，离心离心收缩可产生最大的张力。离心收缩产生的力量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比向心收缩大50%50%左右，比等长收缩大左右，比等长收缩大25%25%左右。左右。l原因：原因：是牵张反射，肌肉受到外力的牵张时是牵张反射，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会反射性地引起收缩。在离

30、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强烈的牵张，因此会反射性地引起肌肉强烈收缩。缩。是离心收缩时肌肉中的弹性成分被拉长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分也产生而产生阻力，同时肌肉中的可收缩成分也产生最大阻力。最大阻力。3.3.代谢代谢l在输出功率相同的情况下，肌肉离心收缩时所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。肌肉离心收缩对其他与代谢有关的生心收缩。肌肉离心收缩对其他与代谢有关的生理指标的反应理指标的反应(如心率、心输出量、肺通气量、如心率、心输出量

31、、肺通气量、肺换气效率、肌肉的血流量和肌肉温度等肺换气效率、肌肉的血流量和肌肉温度等)均均低于向心收缩。低于向心收缩。2.2.肌电肌电l在等速向心收缩和离心收缩时，在一定范围内，在等速向心收缩和离心收缩时，在一定范围内，积分肌电积分肌电(IEMG)(IEMG)与肌肉张力成正比。在负荷相同与肌肉张力成正比。在负荷相同的情况下，离心收缩的的情况下，离心收缩的IEMGIEMG较向心收缩低较向心收缩低 4.4.肌肉酸疼肌肉酸疼l很早就发现，肌肉做很早就发现，肌肉做退让工作时容易引起退让工作时容易引起肌肉酸疼和损伤。近肌肉酸疼和损伤。近来研究表明，大负荷来研究表明，大负荷肌肉离心收缩比向心肌肉离心收缩比

32、向心收缩更容易引起肌肉收缩更容易引起肌肉酸疼和肌纤维超微结酸疼和肌纤维超微结构以及收缩蛋白代谢构以及收缩蛋白代谢的变化的变化 离心收缩、等长收缩和向心收缩后离心收缩、等长收缩和向心收缩后的肌肉酸疼之比较的肌肉酸疼之比较 离心收缩导致的肌肉酸疼最明显，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向心收缩导致的肌肉酸疼最不明显 二、骨骼肌收缩的力学表现二、骨骼肌收缩的力学表现(一一)绝对力量与相对力量绝对力量与相对力量l绝对肌力：绝对肌力：某一块肌肉做最大收缩时所产生的张某一块肌肉做最大收缩时所产生的张力。肌肉的绝对肌力和肌肉的横断面大小有关，力。肌肉的绝对肌力和肌肉的横断面大小有

33、关，肌肉的横断面越大，其绝对肌力越大。肌肉的横断面越大，其绝对肌力越大。l相对肌力：相对肌力：肌肉单位横断面积肌肉单位横断面积(一般为一般为l l平方厘米平方厘米肌肉横断面积肌肉横断面积)所具有的肌力。所具有的肌力。l在整体情况下，一个人所能举起的最大重量称为在整体情况下，一个人所能举起的最大重量称为该人的绝对力量。该人的绝对力量。和体重有关，在一般情况下，和体重有关，在一般情况下，体重越大绝对力量越大。如果将某人的绝对力量体重越大绝对力量越大。如果将某人的绝对力量被他的体重除，可得到此人的相对力量，即每公被他的体重除，可得到此人的相对力量，即每公斤体重的肌肉力量。斤体重的肌肉力量。(二二)肌

34、肉力量与运动肌肉力量与运动 1.1.力量力量-速度曲线速度曲线 l肌肉收缩时产生的肌肉收缩时产生的张张力大小力大小，取决于，取决于活化活化的横桥数目的横桥数目；l收缩速度收缩速度则取决于则取决于能能量释放速率和肌球蛋量释放速率和肌球蛋白白ATPATP酶活性酶活性，与活，与活化的横桥数目无关化的横桥数目无关。力量力量-速度曲线（离体肌肉）速度曲线（离体肌肉）2.2.肌肉力量与运肌肉力量与运动速度动速度l肌肉力量增加肌肉力量增加可以提高运动可以提高运动速度。速度。握推力量不同的人在不握推力量不同的人在不同负荷下的运动时间同负荷下的运动时间 l3.3.肌肉力量与爆发力肌肉力量与爆发力l人体运动时所输

35、出的功率，实际上就是运动生理学中所说的爆发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。力，是指人体单位时间内所做的功。l在某些运动项目中，如投掷、短跑、跳跃、举重、拳击和橄榄球在某些运动项目中，如投掷、短跑、跳跃、举重、拳击和橄榄球等项目，运动员必须有较大的爆发力。等项目，运动员必须有较大的爆发力。l在训练中是极大限度地提高相对爆发力还是绝对爆发力，取决于在训练中是极大限度地提高相对爆发力还是绝对爆发力，取决于在所从事的运动项目中哪种素质更为重要。如短跑、跳跃等项目在所从事的运动项目中哪种素质更为重要。如短跑、跳跃等项目的运动员应保持较轻的体重，使肌

36、肉的相对力量得到提高。同时的运动员应保持较轻的体重，使肌肉的相对力量得到提高。同时又要通过训练使肌肉的收缩速度得到提高。对需要提高绝对爆发又要通过训练使肌肉的收缩速度得到提高。对需要提高绝对爆发力的运动员，如投掷项目运动员、美式橄榄球防守运动员及相扑力的运动员，如投掷项目运动员、美式橄榄球防守运动员及相扑运动员等，应增加肌肉的体积，提高运动员的绝对爆发力。这样运动员等，应增加肌肉的体积，提高运动员的绝对爆发力。这样可能使加速度有所下降，但不应下降到引起绝对爆发力下降的水可能使加速度有所下降，但不应下降到引起绝对爆发力下降的水平。问题在于找到使绝对爆发力与加速度两者结合能达到最佳运平。问题在于找

37、到使绝对爆发力与加速度两者结合能达到最佳运动能力的那一点。动能力的那一点。三、运动单位的动员三、运动单位的动员 (一一)运动单位运动单位l概念：概念：一个一个-运动神经元和受其支配的肌纤维所组成运动神经元和受其支配的肌纤维所组成的最基本的肌肉收缩单位的最基本的肌肉收缩单位 (简称简称MU)MU)。l运动性运动单位运动性运动单位的肌纤维兴奋时发放的冲动频率较高，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。快肌运动单位。l紧张性运动单位紧张性运动单位的肌纤维兴奋时冲动频率较低，但发的肌纤维兴奋时冲动频率

38、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。l运动单位的大小是不同的。一个运动单位中的肌纤维运动单位的大小是不同的。一个运动单位中的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数目因肌肉不同而有所差别。眼外直肌每个运动单位只有只有5-75-7条肌纤维，而腓肠肌有条肌纤维，而腓肠肌有200200多条肌纤维。一般多条肌纤维。一般说来，一个运动单位中的肌纤维数目越少就越灵活，说来，一个运动单位中的肌纤维数目越少就越灵活，而越多则产生的张力越大。每个运动单位又可分成许而越多则产生的张力越大。每个运动单位又可分成许多亚

39、单位。每个亚单位由多亚单位。每个亚单位由10-3010-30条肌纤维组成条肌纤维组成。l (二二)运动单位动员运动单位动员l 肌肉收缩时产生张力的大小与兴奋的肌纤肌肉收缩时产生张力的大小与兴奋的肌纤维数目有关。肌肉收缩时参与的肌纤维数日越维数目有关。肌肉收缩时参与的肌纤维数日越多，产生的张力就越大。由于肌肉中所有的肌多，产生的张力就越大。由于肌肉中所有的肌纤维都属于不同的运动单位，因此同时兴奋的纤维都属于不同的运动单位，因此同时兴奋的运动单位数目决定了张力的大小。运动单位数目决定了张力的大小。l 张力不但与兴奋的张力不但与兴奋的运动单位数目运动单位数目有关，而有关，而且也与运动神经元传到肌纤维

40、的且也与运动神经元传到肌纤维的冲动频率冲动频率有关。有关。参与活动的运动单位数目与兴奋频率的结合，参与活动的运动单位数目与兴奋频率的结合，称为运动单位动员称为运动单位动员(简称简称MUI)MUI)。运动单位动员。运动单位动员也可称为运动单位募集也可称为运动单位募集。第六节第六节 肌纤维类型与运动能力肌纤维类型与运动能力l一、肌纤维类型的划分一、肌纤维类型的划分 l（一）按颜色（一）按颜色l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，象长途飞行的鸽子胸肌是红肌，家鸡的胸肌呈白色的为子胸肌是红肌，家鸡的胸肌呈白色的为白肌白肌。这种红白肌之分，主要和肌纤维。这种红白肌之分，主要和肌纤维内肌

41、红蛋白含量的多少相关。内肌红蛋白含量的多少相关。l（二）按肌肉收缩的速度（二）按肌肉收缩的速度l不同的肌纤维类型，按其收缩快慢不同，不同的肌纤维类型，按其收缩快慢不同，可划分为可划分为慢肌和快肌慢肌和快肌两种类型。两种类型。l（三）按肌肉收缩及代谢特点（三）按肌肉收缩及代谢特点l可划分为慢、氧化型可划分为慢、氧化型(SO)(SO)，快、糖酵解型，快、糖酵解型(FG)(FG)和快、氧化、糖酵解型（和快、氧化、糖酵解型（FOGFOG）三种）三种类型类型。l（四）根据运动单位的工作性质（四）根据运动单位的工作性质 l可划分为运动性运动单位和紧张性运动单可划分为运动性运动单位和紧张性运动单位。位。l(

42、五五)根据收缩特性及色泽根据收缩特性及色泽可将肌纤维划分为快白、快红和慢红三种可将肌纤维划分为快白、快红和慢红三种类型。类型。l(六六)布布茹克司茹克司(Brooks(Brooks，1970)1970)l将肌纤维分为将肌纤维分为型和型和型，型，型中又根据型中又根据对对NADHNADH（四唑）还原酶的显色反应不同分为（四唑）还原酶的显色反应不同分为a a、b b和和c c三个亚三个亚型。型。l(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型（慢肌）（快肌）在一肌肉中的位置肌纤维的直径肌纤维数量肌浆网（内质网）突触小泡-运动神经元神经肌肉接点终板面积肌节Z线宽度（埃）毛细血管网血液供应

43、神经支配深部细少不发达少小无皱折小800-1000较丰富多少表浅粗多发达多大后膜有皱折大400-500不太丰富少多l (二二)生理学特征生理学特征l 1.1.肌纤维类型与收缩速度肌纤维类型与收缩速度l 快肌纤维收缩速度快，慢肌纤维收缩速度慢。快肌纤维收缩速度快，慢肌纤维收缩速度慢。l 在人体的骨骼肌中，快肌运动单位与慢肌运动在人体的骨骼肌中，快肌运动单位与慢肌运动单位是相互混杂的，一般不存在单纯的快肌与慢肌。单位是相互混杂的，一般不存在单纯的快肌与慢肌。但每块肌肉中快肌与慢肌运动单位的分布比例是不但每块肌肉中快肌与慢肌运动单位的分布比例是不同的。同的。l 2.2.肌纤维类型与肌肉力量肌纤维类型

44、与肌肉力量l 肌肉收缩的力量与单个肌纤维的直径和运动单肌肉收缩的力量与单个肌纤维的直径和运动单位中所包含的肌纤维数量有关。由于快肌纤维的直位中所包含的肌纤维数量有关。由于快肌纤维的直径大于慢肌纤维，而且快肌运动单位中所包含的肌径大于慢肌纤维，而且快肌运动单位中所包含的肌纤维数量往往多于慢肌运动单位。因此，快肌运动纤维数量往往多于慢肌运动单位。因此，快肌运动单位的收缩力量明显大于慢肌运动单位。单位的收缩力量明显大于慢肌运动单位。l无训练者无训练者(A)(A)和快肌纤维百分比不同的运动和快肌纤维百分比不同的运动员员(B)(B)的力量的力量-速度曲线快肌纤维百分比高者，速度曲线快肌纤维百分比高者，力

45、量力量-速度曲线向右上方转移速度曲线向右上方转移 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劳不同类型的肌纤维抗疲劳能力不同。图能力不同。图1-251-25比较了人的比较了人的快肌纤维和慢肌纤维的抗疲劳快肌纤维和慢肌纤维的抗疲劳特性。当以每秒特性。当以每秒180180的角速度的角速度重复完成最大用力伸膝运动时，重复完成最大用力伸膝运动时，在开始阶段股外肌中快肌纤维在开始阶段股外肌中快肌纤维百分比为百分比为61%61%的受试者，其伸膝的受试者，其伸膝时股外肌的肌肉力量远远大于时股外肌的肌肉力量远远大于快肌纤维百分比为快肌纤维百分比为38%38%的受试者。的受试者。而当继续进行

46、重复收缩时，快而当继续进行重复收缩时，快肌纤维百分比为肌纤维百分比为38%38%的受试者的的受试者的力量下降速度较慢，而快肌纤力量下降速度较慢，而快肌纤维占维占61%61%的受试者的力量下降速的受试者的力量下降速度较快，并且很快低于快肌纤度较快，并且很快低于快肌纤维百分比较低的受试者。由此维百分比较低的受试者。由此可以认为和慢肌纤维相比，快可以认为和慢肌纤维相比，快肌纤维在收缩时能产生较大的肌纤维在收缩时能产生较大的力量，但容易疲劳。力量，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(三三)代谢特征代谢特征三、运动时不同类型运动单位的动员三、运动时不同类型运动单位的

47、动员l 在运动中不同类型的肌纤维参与工作的程度依在运动中不同类型的肌纤维参与工作的程度依运动强度而定。高耐克运动强度而定。高耐克(GollnickGollnick)等人让受试者以等人让受试者以2/32/3最大摄氧量强度运动，发现慢肌纤维中的糖原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。甚至当慢肌纤维首先被消耗，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。中的糖原完全空竭时，快肌纤维中还有糖原剩余。而以而以150%150%最大摄氧量强度运动时，快肌纤维中的糖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，

48、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；而在运动强度较大时，快肌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。纤维首先被动员。l 在运动训练时，采用不同强度的练习可以发展在运动训练时，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，不同类型的肌纤维。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；如果要提高慢肌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、持续时纤维的代谢能力，训练计划就要由低强度、持续时间较长的练习组成。间较长的练习组成。四、肌纤维类型与运动项目四、肌纤维类型与运动项目

49、1.1.一般人的肌纤维组成一般人的肌纤维组成l在研究一般人的肌纤维组成时，常常用针刺活在研究一般人的肌纤维组成时，常常用针刺活检取样法、开放性活检取样法或尸检法来获得检取样法、开放性活检取样法或尸检法来获得身体中骨骼肌肌纤维组成的数据。身体中骨骼肌肌纤维组成的数据。l表表2-52-5表示的是不同的作者用计刺话检法取得表示的是不同的作者用计刺话检法取得的实验结果。从表中可以看出男女受试者上下的实验结果。从表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肢肌肉的慢肌纤维百分比平均为40-60%40-60%，但从，但从每个受试者来看，慢肌纤维百分比最低的为每个受试者来看，慢肌纤维百分比最低的为

50、24%24%，最高的为，最高的为74.2%74.2%，相差的范围很大。说明，相差的范围很大。说明在一般人中肌纤维的百分比分布范围很大。在一般人中肌纤维的百分比分布范围很大。受试者肌 肉ST%变化范围作 者男（19）股外肌57.72.5Burke等男（11）腓肠肌52.638.0-73.2Costil等女（10）腓肠肌51.027.4-72.0Costil等男（8）腓肠肌46.73.7Coyle等男（14）腓肠肌43.924.0-72.9Gollnick等男（14）三角肌45.233.5-58.3Gollnick等男（9）股外肌43.826.0-60.6Green等男（69）股直肌53.912.