肌肉收缩的力学分析

1、不同类型肌纤维的形态学特征
肌纤维直径：快肌粗大；
超微结构：慢肌Z线和M线较宽；（电镜下慢 肌纤维M线显示5条高密度线）
肌浆网：快肌发达（是慢肌2倍）；
神经支配：支配快肌的运动神经元体积大， 神经传导速度快；
毛细血管密度：慢肌丰富；（1：0.8）
线粒体：慢肌中数量多，体积大；
肌红蛋白：慢肌含量多；
一般人股外肌快慢肌纤维各占50%，但个体 差异较大，慢肌百分比高者可达85%，低者 仅为15%。
以维持身体姿势为主的骨骼肌，慢肌百分 比较高（大于60%）。
骨骼肌纤维类型没有明显的性别差异，但 肌纤维面积有显著性差异。
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3、运动员骨骼肌纤维分布特征
运动员的肌纤维百分组成具有明显的运动 项目特异性。
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4、运动时不同类型肌纤维的动员
强度低、负荷较小时，慢肌纤维首先被动 员参与工作；
负荷较大时，快肌纤维参与工作。（阈值 较高）
提示：运动单位的动员具有选择性，且与 运动强度有关。
为了增进快肌的代谢能力，必须进行大强 度的训练；
为了增强慢肌的代谢能力，必须进行小强 度的训练。
体内骨骼肌收缩都属于完全强直收缩.
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第三节 肌纤维类型与运动能力
（一）骨骼肌纤维类型的分类
1、根据色泽和机能划分：红肌又称慢肌； 白肌又称快肌
2、根据组织化学染色方法划分 根据肌纤维ATP酶染色方法，可将肌纤维分
为Ⅰ型和Ⅱ型。 Ⅰ型肌相当于慢肌，Ⅱ型肌相当于快肌。 Ⅱ型又进一步分为Ⅱa、Ⅱb、Ⅱc三种亚型。
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二、肌肉收缩的形式
（一）缩短收缩 1.等张收缩 所加负荷不变，产生的张力随关节角度改
变而改变，因而其收缩速度在不同关节角 度也有所不同。 所谓等张收缩，实际上是指负荷在关节某 一角度时的张力。
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2.等动收缩 等动练习器能将负荷随关节运动的进程而
精确调整。 （二）拉长收缩 此时肌肉所出生的张力小于负荷。 （三）等长收缩 张力等于负荷。
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2）原理 张力大小，取决于活化的横桥数目
收缩速度，取决于能量释放速率和肌球蛋 白ATP酶的活性，与活化的横桥数目无关。
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3.收缩能力对肌肉收缩的影响
肌肉的状态是可以改变的。 能力降低因素 缺氧、酸中毒、肌肉中能源物质缺乏等 能力提高因素 钙离子、咖啡因、肾上腺素等。
克），损伤程度小， B、肌纤维类型的无损伤检测 a、肌肉力量 与快肌百分比呈正相关，研究
发现：一般人最大随意伸膝肌肉力量与快 肌%呈中高度相关，相关系数为0.55-0.90。
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三、肌肉的外部表现
1.单收缩 整块骨骼肌或单个肌细胞受到一次短促的
刺激时，先是产生一次动作电位，紧接着 出现一次机械收缩，后者称为单收缩。 根据收缩时肌肉所处的负荷条件不同，单 收缩可以是等长的，也可以是等张的。 在正常体内，当骨骼肌在运动神经的支配 下进行自然收缩时，几乎是无例外地接受 来自神经的连续刺激。
收缩蛋白：快肌含量多。
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2、不同类型肌纤维的生理机能特征 肌肉收缩力量：
肌肉收缩速度：
抗疲劳能力：
3、不同类型肌纤维代谢特征 能源物质含量：快肌中ATP、CP含量高，
糖原含量高；
代谢酶活性：快肌中ATP酶催化速度快，乳 酸脱氢酶活性高；慢肌中有氧氧化酶的活 性高。
肌纤维氧化脂肪的能力是快肌的4倍。
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连续的脉冲刺激
频率较低时－单收缩；
频率增加到某一限度时，后来的刺激有可 能在前一次收缩的舒张期结束前即到达肌 肉，于是肌肉就表现为不完全强直收缩， 在描记曲线上形成锯齿形。
刺激频率继续增加，肌肉就有可能在前一 次收缩的收缩期结束以前开始新的收缩， 于是各次收缩叠加，这就是完全强直收缩。
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（三）不同类型肌纤维的分布特征 不同类型肌纤维在肌肉中所占的百分比称
为肌纤维类型的百分构成。 1、动物骨骼肌纤维分布特征 不同种类动物骨骼肌纤维的分布特征不同 骨骼肌中不同类型肌纤维的分布是混杂的
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2、一般人骨骼肌纤维分布特征
人类骨骼肌纤维类型的分布是混杂的，不 同肌肉中快慢肌比例有较大的差异。
耐力专项：慢肌%高 速度专项：快肌% 高 力量专项：快肌%高
但肌纤维构成并不是决定运动成绩的唯一 因素。
4、遗传因素对肌纤维类型分布的影响
通过对单卵双生子骨骼肌两类肌纤维分布 的研究发现：人类肌纤维的百分组成具有 较高的遗传度，男子为99.5%，女子为92.2%。
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（四）运动训练与肌纤维类型 1、肌纤维类型与选材 是科学选材的重要指标之一。 肌纤维类型检测方法： A、肌肉活检——取微量肌组织（<50毫
第二节 肌肉收缩的力学分析
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一、肌肉的收缩
能影响肌肉收缩时作功能力或其力学表现 的因素至少有三个，即前负荷、后负荷和 肌肉本身的功能状态（即肌肉收缩能力）。
前负荷——在肌肉收缩前就加在肌肉上的 负荷。
前负荷使肌肉具有一定的初长度。 后负荷——是在肌肉开始收缩时才能遇到
的负荷，它不增加肌肉的初长度，但能阻 碍收缩时肌肉的缩短。
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1.前负荷对肌肉收缩的影响
1）现象 肌肉长度增加 到稍长于静息 长度时，产生 最大张力。
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2）原理 肌肉的最适初长度产生最大张力 肌肉被前负荷拉长时对每一肌小节中粗、
细肌丝相互关系。 弹性成分
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2.后负荷对肌肉收缩的影响
1）现象 肌肉的收缩
速度随负荷。 的增加而减 小，但肌肉 张力却增大。 肌肉产生的 张力和当时 的缩短速度 呈反比。
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3、根据代谢特征划分
慢氧化型（SO）、快氧化型（FOG）、快 酵解型（FT）。
4、根据基因蛋白划分
根据肌肉收缩蛋白中肌球蛋白重链（MHC） 的基因表达，
可将肌纤维的MHC分为Ⅰa、Ⅰc、Ⅱa、 Ⅱac、Ⅱc、Ⅱab和Ⅱb 7种类型。
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（二）骨骼肌纤维类型的形态、机能特点和 运动特征