第一章肌肉的活动
运动生理学 肌肉活动第一章第五节
sEMG所获得的客观信息,可为医疗保险、工伤保险 等提供重要依据。
sEMG仪工作原理
sEMG仪信号来源
信号来源是运动单位电位,是肌肉收缩过程中所 激活的运动单位动作电位的总和。sEMG通过皮肤表面 的电极片接收到这些电变化信号,并通过放大器放大 显示出来。
由于电极位于覆盖肌肉的皮肤表面,所以,越接 近记录电极的运动单位电位,越容易被记录到,而距 离电极较远的运动单位电位则记录的相对较少(受生 物组织阻抗的影响,电传导衰减)。脂肪(不全绝缘 体)越厚,肌电信号量越少。
在这些活动中,sห้องสมุดไป่ตู้MG是唯一可以实时、动
态观测行进过程中各个相关肌肉的作用、作用开始 时间、终止时间、与其他肌肉间协同关系、身体中 轴各个身体环节在动态稳定中的作用的方法。
sEMG在康复评价中的作用
为客观、定量地评价肌肉做功提供了安全、简易、无 创的方法。
获取有关肌肉做功的有价值信息,不需要用针刺穿皮 肤记录一个或多个运动单位电位变化,直接在皮肤表面即 可获取这些信息。
sEMG在运动分析中的应用
允许直接“查看”肌肉内部 测量肌肉的功能
帮助制定术前术后治疗计划 帮助文件处理和建立训练体制 帮助病人“寻找”和训练他们的肌肉
分析和改善运动能力 监测人体工程学的研究中肌肉的响应
肌电图的应用
1.分析动作。 评价肌肉力量及肌肉活动的协调性。通过肌肉的放电情况, 了解完成该项动作的主要肌群的程度和顺序。
二、sEMG信号的频谱分析(频域分析)
最常用参数是中位频率和平均功率频率。 中位频率(MF)指频率谱被分为相等的两部分的频率。 平均功率频率(MPF)整个事件段内频率谱的平均值。 典型的MF在70-120Hz,相应的时间是10-20ms。 疲劳时,MF和MPF降低。在应用中,也经常用到MF和MPF 曲线的下降斜率,斜率大,表示神经肌肉疲劳快;下降慢,表明 肌肉比较耐受疲劳。
运动生理学第1章 肌肉活动 肌肉的微细结构
肌肉的微细结构一、肌纤维(muscle fiber/myofiber)肌组织(muscle tissue)由特殊分化的肌细胞组成。
呈圆形或多角形,胞核位于纤维的边缘。
肌细胞的形状细长,呈纤维状,故肌细胞通常称为肌纤维。
骨骼肌超微结构示意图肌肉的微细结构二、肌原纤维(myofibril)每个肌纤维含有大量直径1~2μm的纤维状结构,称为肌原纤维。
肌小节(sarcomere)两相邻z线之间肌原纤维为肌小节,它是肌肉收缩和舒张的最基本单位,它包含一个位于中间部分的暗带和两侧各1/2的明带。
肌原纤维myofibril 在电子显微镜下观察骨骼肌的微细结构,可以发现,每个肌细胞都含有大量的纤维状结构,将其称为肌原纤维。
肌原纤维是横纹肌中长的、直径为1~2μm 的圆柱形的结构,是骨骼细胞的收缩单位。
肌原纤维由粗肌丝和细肌丝组装而成,粗肌丝的成分是肌球蛋白,细肌丝的主要成分是肌动蛋白,辅以原肌球蛋白和肌钙蛋白。
肌动蛋白肌球蛋白myomesin肌联蛋白肌纤维muscle fiber肌小节粗肌丝-由肌球蛋白组成横桥Crossbridge功能特征:1.包含与三磷酸腺苷ATP 结合的位点,且只在与细肌丝连结时被激活2.与细肌丝相应位点可逆性结合,倾斜摆动,牵引细肌丝向粗肌丝中部滑行长杆部朝向M 线横向聚合,形成粗肌丝主干球状头部有规则突出在M 线两侧的粗肌丝主干表面,形成横桥细肌丝-由肌动蛋白组成肌动蛋白原肌球蛋白调节蛋白肌钙蛋白肌肉的微细结构三、肌管系统1.横管(transverse tubule):肌细胞膜从表面横向伸入肌纤维内部的膜小管系统。
2.纵管(longitudinaltubule):肌质网系统。
1.横管(T 管)--与肌原纤维垂直--横穿肌节之间,成环状环绕每条肌原纤维,--同一水平横管互相沟通,--内腔与细胞外液相通,可将肌细胞兴奋时出现在细胞膜上的电位变化出入细胞内。
(二)肌管系统2.纵管(L 管)--与肌原纤维平行--包绕肌小节中间部分,近横管时膨大成终池--纵管和终池是Ca2+的储存库在肌肉活动中实现Ca2+的贮存、释放和再聚集。
运动生理学课后题
第一章肌肉活动的能量供应1.能量与生命的关系如何,是怎样实现的?人体生命活动是一个消耗能量的过程,而肌肉活动又是消耗能量最多的一种活动形式。
运动时,人体不能直接利用太阳能、电能等各种物理形式的能量,只能直接利用储存在高能化合物三磷酸腺苷分子中蕴藏的化学能,与此同时糖、脂肪、蛋白质则可通过各自的分解代谢,将储存在分子内部的化学能逐渐释放出来,并使部分能量转移和储存到ATP分子之中,以保证A TP供能的持续性。
2.不同运动中,ATP供能与间接能源的动用关系?1.A TP是人体内一切生命活动能量的直接来源,而能量的间接来源是指糖、脂肪和蛋白质。
2.糖是机体最主要,来源最经济,供能又快速的能源物质,一克糖在体内彻底氧化可产生4.1千卡的热量,机体正常情况下有60%的热量由糖来提供。
3.在进行剧烈运动时,糖进行无氧分解供能,1分子的糖原或葡萄糖可产生3-2分子的ATP,可利用的热量不到糖分子结构中重热量的5%,能量利用率很低,但产能速率很高。
4.在进行强度不是太大的运动时,糖进行有氧分解供能,此时1分子的糖原或葡萄糖可生成39-38分子的ATP,糖分子结构中的热量几乎全部可以被利用,但产能速率较低。
5.脂肪是一种含热量最多的营养物质,1克脂肪在体内彻底氧化可产生9.3千卡的热量,他是长时间肌肉运动的重要能源。
6.体内脂肪首先通过脂肪动员,分解为甘油和脂肪酸。
甘油经系列反应步骤,可循糖代谢途径氧化,由于肌肉内缺乏磷酸甘油激酶,故甘油直接为肌肉供能的意义不大。
脂肪酸进入细胞后,在线粒体外膜活化,经肉碱转运至内膜,再经ß氧化逐步生成乙酰辅酶,之后经三羧酸循环逐步释放出大量能量供ADP再合成ATP,此过程是脂肪氧化分解供能的主要途径。
蛋白质分解供能是由氨基酸代谢实现的,但蛋白质分解供能很不经济,故一般情况不作为主要供能物质。
3.三种能源系统为什么能满足不同强度的运动需要?这是由他们各自的供能特点所决定的。
第一章 肌肉的活动
56
(一)肌丝收缩的滑行学说
肌肉收缩时肌肉缩短,不是肌 丝的缩短而是肌小节的缩短。 肌肉收缩时,从Z线伸出的细 肌丝在某种力量的作用下向暗 带中央滑行而使肌小节缩短
变构后,使原肌球蛋白位移,暴露出结合位点).
54
粗肌丝和细肌丝的空间排列示意图-3
①粗肌丝头部的横 桥能与细肌丝上的 结合位点可逆性结 合;
②静息时,细肌丝 的肌钙蛋白对原肌 球蛋白有抑制作用; ③原肌球蛋白对肌 动蛋白上结合位点 有覆盖作用。
55
二、肌肉的收缩机制
(一)肌肉收缩的 滑行理论 (二)肌肉收缩的 过程
② Na离子通道激活,失活和K离子通道的开放。
Action Potential:
刺激后,膜对Na+通透 ↓ 膜内外Na+势能贮备 ↓ Na+经通道易化扩散 ↓ 扩散的Na+抵消膜内 负电位,形成正电位 ↓ 直至正电位增加到足以对抗由 浓度差所致的Na+内流
∴ AP的超射值等于Na+平衡电位(+50~+70mV)
45
3、兴奋在神经—肌肉接头的传递的特点 (1)化学传递 递质为乙酰胆碱 (2)兴奋传递是1对1 (3)单向性传递 (4)时间延搁, (0.5—1.0ms) (5)高敏感性 易受化学和其它环境因素影响
46
二、肌纤维的微细结构
肌肉是由肌腹、肌腱、血管和 神经构成。肌腹是肌肉中部 的肌性部分,主要由肌纤维 构成。每条肌纤维的外面均 包有一层结缔组织膜,称肌 内膜。由 100-150条肌纤维 集合在一起形成肌束,外面 包有肌束膜。由若干肌束组 成整块肌腹,外面包有肌外 膜。
35
36
一、肌肉的神经 支配 (一)运动单位 1、定义:一个运 动神经元连同 它的全部神经 末梢所支配的 肌纤维,从功 能上看是一个 肌肉活动的基 本功能单位, 称为运动单位。
王步标运动生理学第一章肌肉与运动
三个主要步骤:
①动作电位沿横管系统 传到肌细胞内部。
②三联管处的信息传
③ 终池中Ca2+释放入肌
浆与肌钙蛋白结合,解.
51
除位阻效应。
2、横桥摆动肌丝滑行
——肌肉收缩
Ca2+与肌钙蛋白结合, 肌钙蛋白构型改变
原肌球蛋白位移,暴露 肌动蛋白上的结合位点
横桥与细肌丝结合, 分解ATP释放能量
横桥摆动,
.
60
2/7
(一)缩短收缩(向心收缩)
肌肉收缩产生的张力 大于外加阻力时,肌肉缩 短,牵拉它附着的骨杠杆 做向心运动,这种收缩形 式称为缩短收缩。
作用:实现各种加速运动
和位移运动
.
61
做功:做正功
例:屈肘、抬腿、挥臂等。
等张收缩
肌肉收缩时,其外加阻 力在整个收缩过程中是恒定 的,当肌张力发展到足以克 服外加阻力后,其张力在收 缩的全过程就不再变化了。 这种收缩形式称为等张收缩 。在运动实际中,不可能有 等张收缩现象。
.
52
牵拉细肌丝向肌节中央滑行
肌节缩短—肌细胞收缩
.
53
.
54
15 / 20
.
55
16 / 20
.
56
17 / 20
3、肌肉的舒张
.
肌膜电位复极化 肌浆网膜Ca2+泵激活
肌浆[Ca2+]↓
Ca2+与肌钙蛋白解离 原肌57 凝蛋白复盖 横桥结合位点 骨骼肌舒张
.
58
19 / 20
.
59
1/7
配的所有快肌纤维组成快运动单位。
.
35
慢运动单位:由小运动神经元连同它所支 配的所有慢肌纤维组成慢运动单位。
第一章肌肉活动
适宜初长度:引起肌肉收缩张力最大的初长 度称为适宜初长度。 生理机制: 肌肉初长度处于适宜水平时,肌节长度约 2.0~2.2微米,粗、细肌丝正处于最理想的重 叠状态,起作用的横桥数目最多,表现收缩 张力最大。
ห้องสมุดไป่ตู้
第四节 肌纤维类型与运动能力
一、人类肌纤维类型的类型
慢肌(Ⅰ型)ST 快A(Ⅱa) (代谢兼有快、慢肌特征)
膜外为正、膜内为负的极化状态 扩散动力与阻力达到平衡= K+平衡电位
(二)动作电位的产生机制
AP上升支
AP下降支
刺激 少量Na+通道开放 Na+内流→膜电位↓→局部电位 阈电位→Na+通道大量开放
再生式内流 AP上升支 Na+内流停+K+通道开放 K+迅速外流 AP下降支 激活Na+-K+泵 Na+泵出、K+泵回
快肌(Ⅱ型)FT 快B(Ⅱb)(典型快肌) 快C (Ⅱc)(过渡型,未完全分化,数量较少)
两类肌纤维形态特征对比
形态特征
Ⅰ型(慢肌) Ⅱ型(快肌)
肌原纤维直径
细
粗
肌原纤维数量
少
多
肌浆网(内质网)
不发达
发达
线粒体
数量多,容积大 数量少,容积小
Ⅰ、Ⅱ型肌纤维形态特征对比
形态特征 α-运动神经元 突触的囊泡数量
医疗保险的重要依据。
sEMG所获得的客观信息,可为医疗保险、工伤保险 等提供重要依据。
sEMG仪工作原理
sEMG仪信号来源
信号来源是运动单位电位,是肌肉收缩过程中所 激活的运动单位动作电位的总和。sEMG通过皮肤表面 的电极片接收到这些电变化信号,并通过放大器放大 显示出来。
运动生理学课件《第一章:肌肉活动的能量供应》
合成并可迅速分解被直接利用的一 种自由存在 的化学能形式。 ATP的组成:一个大分子的腺苷和三 个磷酸根 在ATP分子结构中的三个磷酸根之间 的结合键中蕴藏着大量的化学能。 生物体一切生命活动的能量都直接 来源于ATP
(一)ATP的分解——放能
ATP酶
ATP
ADP+Pi+能
肌肉收缩就是利用肌细 胞内ATP分解释放出的 能量供肌肉收缩克服阻 力来做功,以实现化学 能向机械能的转化.
运动对脂肪代谢的影响
提高脂肪酸的氧化能力:耐力训练是 提高机体氧化利用脂肪酸供能能力最 有效的措施。 改善血脂异常:耐力运动可促使血浆 甘油三酯降解,增加血浆高密度脂蛋 白(HDL)含量(HDL可防止动脉粥样 硬化) 减少体脂积累 :坚持长期运动可以提 高脂肪酶活性,促进脂肪水解,加速 自由脂肪酸氧化供能,而减少体脂积 累。
(2)糖和糖原
②血糖
血液中的葡萄糖又称血糖,正常人空腹浓度为80120mg%。 血糖是包括大脑在内的中枢神经系统的主要能源。 运动员安静状态下的血糖浓度与常人无异。 血糖浓度是人体糖的分解及合成代谢保持动态平衡的标 志。 饥饿及长时间运动时,血糖水平下降, 运动员会出现工作能力下降及疲劳的征象。 肝糖原可以迅速分解入血以补充血糖,维持血糖的动态 平衡。
人体的糖以血糖、肝糖原和肌糖原的形式 存在,并以血糖为中心,使之处于一种动 态平衡。葡萄糖是人体内糖类的运输形式, 而糖原是糖类的贮存形式
2、糖的分解供能
(1)食物中的糖(多糖或双糖) 血液 。 消化道(单糖) 单糖被吸收进人
一部分合成肝糖原; 一部分随血液运输到肌肉合成肌糖原贮存起来; 进入消 一部分被组织氧化利用; 化道, 另一部分维持血液中葡萄 使双糖 和单糖 糖的浓度。 氧化分解 分解为 食 物
运动生理学(第4课时)-第一章-肌肉的活动2018.8.28
(1)肌肉受到外力的牵张时会反射性地引起收缩。
(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。
骨骼肌收缩的力学表现
(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 50kg×9.8×1m=490焦耳
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。
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
(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=(m×a×D)/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。
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。
肌肉三种收缩形式比较
收缩形式 长度变化
外力与肌 张力关系
对外作功
运动中功能
第一章肌肉的活动
第⼀章肌⾁的活动第⼀篇器官系统运动⽣理学第⼀章肌⾁的活动第⼀节肌⾁的兴奋和收缩第⼆节肌⾁收缩的形式及⼒学分析教学任务通过教学,使学⽣明确肌⾁的神经⽀配及兴奋在神经—肌⾁接头传递过程。
掌握肌纤维的微细结构、肌⾁收缩和舒张的原理和过程,肌⾁收缩的形式和肌⾁收缩的⼒学分析。
教学重点肌纤维的微细结构、肌⾁收缩和舒张的原理和过程,肌⾁收缩的形式和肌⾁收缩的⼒学分析。
教学难点肌⾁的神经⽀配及兴奋在神经—肌⾁接头传递过程。
肌⾁收缩的⼒学分析。
教学⽅法与⼿段结合多媒体课件进⾏课堂讲授教学内容授课过程:复习上节课的主要内容新课引⼊:第⼀篇器官系统运动⽣理学第⼀章肌⾁的活动第⼀节肌⾁的兴奋和收缩⼈体的肌⾁分为⾻骼肌、⼼肌和平滑肌三⼤类。
⾻骼肌的主要活动形式是收缩和舒张。
通过舒缩活动完成运动、动作,维持⾝体姿势。
⾻骼肌的活动是在神经系统的调节⽀配下,在机体各器官系统的协调活动下完成的。
肌纤维(肌内膜)集中形成肌束(肌束膜),肌束集中形成肌⾁(肌外膜)。
每⼀块肌⾁都是⼀个器官。
肌⾁两端为肌腱,跨关节附⾻。
⼀、肌⾁的神经⽀配(⼀)运动单位1、脊髓运动神经元发出的运动神经纤维通过终板⽀配⾻骼肌的运动。
⼀个运动神经元和它所⽀配的全部⾻骼肌纤维所组成的结构和机能单位叫做⼀个运动单位。
运动单位的⽣理特点是作为⼀个整体活动。
运动单位是最基本的肌⾁收缩单位。
2、运动单位的分类:(1)运动性(快肌)运动单位—⼤运动单位:冲动频率⾼,收缩⼒量⼤,易疲劳,氧化酶含量低。
⼤运动单位中(如腓肠肌)肌纤维数⽬多,收缩时产⽣的张⼒⼤。
(2)紧张性(慢肌)运动单位—⼩运动单位:冲动频率低,持续时间长,氧化酶含量⾼。
⼩运动单位中(如眼外直肌)肌纤维数⽬少,收缩时⽐较灵活。
同⼀运动单位肌纤维兴奋收缩同步;同⼀肌⾁中属不同运动单位的肌纤维兴奋收缩不⼀定同步。
(因神经冲动的不同频率及肌纤维的兴奋性)3.运动单位的动员(1)概念:参与活动的运动单位数⽬和神经发放冲动频率的⾼低结合,形成运动单位的动员。
第1章 肌肉活动 肌肉的收缩与舒张原理
概念
肌肉细胞兴奋过程是以膜的电变化为特征的, 而肌细胞的收缩过程是以肌纤维的机械变化为基础 ,而它们有着不同的生理机制,那么,将肌细胞产 生动作电位的电兴奋过程与肌丝滑行的机械收缩联 系起来的中介机制或过程,称为兴奋-收缩耦联( excitation-contraction coupling)。
结构基础——三联管结构
横管系统:走向与肌原纤维相垂直,它由肌膜向细胞内凹入而 成。电兴奋通过横管系统传向肌细胞的深处。
纵管系统:走向和肌原纤维平行,包绕每个肌小节的中间部分 ,在近横管时官腔膨大成终池。
三联管系统:由一横管和两侧的终池构成,是Ca2+的贮存库。 是把肌膜的电变化与肌膜的收缩过程耦联起来的关键部位。
2.三联管结构处的信息传递
动作电位传递到三联管后,引起横管膜去极化, 致使终池上Ca2+释放通道大量开放。
3.肌浆网对钙离子释放和再聚积
Ca2+释放通道开放后,终池中的Ca2+顺浓度梯 度迅速进入到肌浆中,使肌浆Ca2+浓度比静息时提 高了大约100倍, 为与细肌丝上肌钙蛋白结合提供 了物质基础,将启动肌肉收缩过程。
过程
包括三个主要步骤: 1.电兴奋通过横管系统传向肌细胞的深处; 2.三联管结构处的信息传递; 3.肌浆网(即纵管系统)对钙离子释放和再聚积。
1.电兴奋通过横管系统传向肌细胞的深处
这一过程主要是横 管系统的作用。
横管膜实际上是肌膜 的延续部分,当肌细胞兴 奋时,动作电位可以沿着 凹入肌细胞内部的横管系 统传导,深入到三联管结 构和肌小节的近旁。
请看动画演示
运动生理学(第4课时)-第一章-肌肉的活动2018.8.28
骨骼肌的收缩形式—等长收缩
骨骼肌的收缩形式—离心收缩
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—超等长收缩
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。
绝对肌力:175kg 相对肌力:175/73=2.397
体重73kg,抓举175kg
骨骼肌收缩的力学表现
抓举
挺举
骨骼肌收缩的力学表现
骨骼肌收缩的力学表现
身高1.5m,体重48kg,抓举95kg 95÷48=1.979
升高1.65m,体重74.4kg, 抓举128kg
128÷74.4=1.720
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。
运动生理学课件第一章肌肉活动
4.动作电位的传导
在膜上任何一处产生的动作电位都将沿着整个细 胞膜扩布,即传导。沿着神经纤维传导的动作电 位呈脉冲式的锋电位,称神经冲动。
2020/3/15
运动生理学
12
2020/3/15
运动生理学
13ห้องสมุดไป่ตู้
2020/3/15
运动生理学
14
特征:
01
02
03
生理完整性
双向传导
不衰减和相对 不疲劳性
运动生理学
31
2020/3/15
运动生理学
32
(二)肌肉收缩的长度与张力关系
适宜初长度时,肌肉收缩产生的张力最大。
2020/3/15
运动生理学
33
2020/3/15
运动生理学
34
第四节 肌纤维类型与运动能力
一、不同类型骨骼肌纤维的形态结构和功能特征 (一)骨骼肌纤维类型的划分方法 • “慢肌”和“快肌” • 慢缩强氧化型、快缩强氧化酵解型和快缩强酵解型 • Ⅰ型和Ⅱ型以及Ⅱa、Ⅱb和Ⅱc三种亚型
3. Scott K Powers, Edward Howley. Exercise Physiology: Theory and Application to Fitness and Performance.McGraw-Hll,2007.
2020/3/15
运动生理学
57
本章思考
1.静息电位和动作电位的形成机制及其传导特征有何不同。 2.试述肌肉分子结构及其肌肉收缩的肌丝滑行理论。 3.试比较不同类型肌纤维结构、代谢和功能特点。 4.简述肌肉收缩的“力量-速度关系”曲线。 5.试分析不同电极记录到的肌电图的异同点。
2020/3/15
运动生理学(第3课时)-第一章-肌肉的活动2018.8.21
二、细胞的生物电现象—静息电位产生原理
所以钾离子外流是静息电位形成的基础。随着钾离子外流,细 胞膜两侧形成的外正内负的电场力会阻止细胞内钾离子的继续 外流,当促使钾离子外流的由浓度差形成的的向外扩散力与阻 止钾离子外流的电场力相等时,钾离子的静移动量就会等于零。 这时细胞内外的电位差值就稳定在一定水平上,这就是静息电 位。由于静息电位主要是钾离子由细胞内向细胞外流动达到平 衡时的电位值,所以又把静息电位称为钾离子平衡电位。
二、细胞的生物电现象—神经肌肉接头的兴奋传递
神经-肌肉接头的兴奋传递过程:
1.运动神经未稍去极化,膜对钙离子的通透
性增高。 2.钙离子进入接头前膜内,接头前膜释放乙 酰胆碱进入接头间隙。 3.乙酰胆碱与终板膜结合,产生肌膜终板电 位,引发肌膜动作电位(肌肉兴奋)。
4、兴奋后乙酰胆碱被接头间隙和终板模上的 胆碱酯酶水解而失去作用。
二、细胞的生物电现象—静息电位产生原理
因此,如果细胞膜允许离子自由通过的话,它们将以扩散的方式顺浓 度梯度产生钾离子和有机负离子的外流(由细胞内向细胞外流动)以 及钠离子和氯离子的内流(由细胞外向细胞内流动)。但是细胞膜对 离子的通透是有选择的。当细胞处于静息状态时,细胞膜对钾离子的 通透性大,而对钠离子的通透性小,仅为钾离子通透性的1/100-1/50, 面对有机负离子则几乎没有通透性,所以就行成在静息时钾离子向细 胞外流动。离子的流动必然伴随着电荷的转移,结果使细胞内因丧失 带正电荷的钾离子而电位下降,同时使细胞外因增加带正电荷的钾离 子而电位上升,这就必然造成细胞外电位高而细胞内电位低的电位差。
二、细胞的生物电现象—动作电位的传导
动作电位一旦在细胞膜的某一点产生,就沿着细胞膜向各个方向传播,直 到整个细胞都产生动作电位为止。这种在单一细胞上动作电位的传播叫做 传导(conduction)。如果发生在神经纤维上,动作电位的传导是双向的。
运动生理学习题20131225
第一章肌肉的活动一、名词解释1.运动单位:一个脊髓α-运动神经元或脑干运动神经元和受其支配的全部肌纤维所组成的肌肉收缩的最基本的单位称为运动单位。
2.兴奋-收缩偶联:在以膜的点变化为特征的兴奋过程和以肌丝滑行行为基础的收缩过程之间,必定存在着某种中介过程把二者联系起来,这一过程叫兴奋—收缩偶联。
3.等张收缩:在整个收缩过程中负荷是恒定的,由于关节角度的变化,引起肌肉收缩力与负荷不相等,收缩速度也变化。
4.等动收缩:在整个关节范围内肌肉所产生的张力始终与负荷相同,肌肉能以恒定速度进行收缩。
5.等长收缩:当肌肉收缩产生的张力等于外力时,肌肉虽然积极收缩,但长度并没变化,这种收缩称为等长收缩。
6.拉长收缩:当肌肉收缩时所产生的张力小于外力时,肌肉虽积极地收缩但仍然被拉长了,这种收缩称为拉长收缩。
二、选择题1、实现肌细胞收缩和舒张的最基本单位( C)。
A. 肌纤维,B.肌原纤维,C.肌小节,D.肌球蛋白。
2、依据滑行理论,骨骼肌收缩表现为( B)。
A.明带缩短,H带不变,B.明带缩短,H带变窄或消失,C.暗带缩短,H消失,D.暗带长度不变,H带不变。
3、位于肌浆网两端的终末池是(B )。
A.实现肌纤维内外物质交换的场所,B.Ca2+的贮库,C. Ca2+和Mg2+的贮库,D.Na+的释放库。
4、与慢肌纤维相比,属快肌纤维的形态特征是(C )。
A.肌纤维直径粗,毛细血管丰富,B.肌纤维直径粗,线粒体数目多,C.肌纤维直径粗,肌浆网发达,D.肌纤维直径细,线位体数目少。
5、与快肌纤维相比,属慢肌纤维的形态特征是(B )。
A.肌纤维直径较大,受大α神经元支配,B.肌纤维直径较小,毛细血管的密度高,C.肌纤维直径大,线粒体数量多,D.肌纤维直径较小,肌浆网发达。
6、属于慢肌纤维代谢特征的是(C )。
A.糖原含量低,糖酵解能力高,B.糖酵解能力低,乳酸脱氢酶的活性高,C.糖酵解能力低,氧化脂肪能力高,D.糖原含量高,有氧氧化能力强。
第一章 肌肉活动的能量供应讲解
③小肠内的消化 小肠内的消化是整个消化过程中是重要的阶段。主要
消化液是胰液、胆汁和小肠液。小肠的机械性消化有三种: 一是小肠紧张性收缩,二是分节运动,三是小肠蠕动。
(三)脂肪代谢
脂肪是一种含能量最多的营养物质。1克脂肪在体内 彻底氧化可产生38.94千焦(9.3千卡)热能。人体内脂肪储量 很大,是长时间肌肉运动的重要能源。脂肪还是构建细胞 的组成成分,能促进脂溶性维生素的吸收和利用。对内脏 和机体起着保护垫和热垫的作用。
1. 脂肪的储存与动员:
脂肪细胞可摄取血液中过多的自由脂肪酸(FFA), 并与甘油结合形成甘油三酯储存起来,这称为脂肪储存。 当血液FFA水平下降时,储存在脂肪细胞内的脂肪在激素 敏感脂肪酶的作用下,逐步分解为脂肪酸和甘油,释放入 血,以供给其他组织氧化利用,此过程称为脂肪动员。
(二)中低强度的长时间运动 运动的前期以启动 糖有氧氧化供能为主,后期随着糖的消耗程度增加而逐 渐过渡到以脂肪氧化供能为主。
三、肌肉活动时影响能量代谢的因素分析
(三)递增速度的力竭性运动 运动开始阶段,由 于运动强度小,能耗速率低,有氧氧化系统能量输出能满 足其需要,故启动有氧氧化系统(主要是糖氧化分解)。 随着运动负荷的逐渐增大,当有氧供能达到最大输出功 率,仍不能满足因负荷增大而对ATP的消耗时,必然导致 ATP与ADP比值明显下降,此时必然动用输出功率更大的无 氧供能系统。
(二)耗能与产能之间的匹配
肌肉活动随着运动强度的变化而对能量需求有所不 同,强度越大,耗能也越大,这要求产能速率必须与耗能 强度相匹配。否则,运动就不能以该强度持续运动,这是 由ATP供能的连续性决定的。
第一章肌肉活动第三节肌肉收缩的形式和力学特征
第一章肌肉活动第三节肌肉收缩的形式和力学特征肌肉收缩是肌肉活动中最重要的过程之一、它指的是肌纤维在神经冲动的刺激下产生的力量,使肌肉收缩或缩短。
肌肉收缩的形式可以分为等长收缩和等张收缩,其力学特征包括肌肉产生的力量、速度和能量消耗等。
一、肌肉收缩的形式1.等长收缩:在等长收缩过程中,肌肉的长度保持不变。
这种收缩形式主要用于肌肉的抗阻力工作,如举重运动等。
这种收缩时,肌纤维的长度缩短,但所产生的力量无法克服外部阻力,因此肌肉的长度保持不变。
2.等张收缩:在等张收缩过程中,肌肉的张力保持不变,其长度会发生改变。
这种收缩形式主要用于运动和作战等需要肌肉能够产生力量的活动中。
当肌纤维在神经冲动的刺激下收缩时,所产生的力能够克服外部阻力,从而使肌肉长度发生变化。
二、肌肉收缩的力学特征1.力量:肌肉收缩产生的力量主要由两个因素决定:一是肌肉纤维的横截面积,即肌肉的肌纤维数量;二是肌肉纤维的收缩力量,即肌纤维的收缩能力。
这两个因素相互作用决定了肌肉收缩产生的总力量。
2.速度:肌肉收缩的速度与力量密切相关。
一般来说,肌肉产生的力量越大,收缩速度就越慢;反之,肌肉产生的力量越小,收缩速度就越快。
这是因为肌肉纤维收缩时产生的力量与速度之间存在一个反向关系。
3.能量消耗:肌肉收缩产生的能量消耗取决于肌肉的收缩速度和力量大小。
通常情况下,肌肉收缩的能量消耗与收缩力量成正比,与收缩速度成反比。
如果收缩速度增加,肌肉消耗的能量也会增加。
三、肌肉收缩相关的生理机制肌肉收缩的过程涉及到肌纤维的收缩蛋白质-肌动蛋白和肌球蛋白。
当神经冲动到达肌纤维的末端时,会释放出乙酰胆碱,刺激肌纤维内膜上的乙酰胆碱受体。
这会触发肌纤维中的线粒体释放大量的能量并使肌动蛋白与肌球蛋白的交互作用,进而导致肌纤维的收缩。
总结起来,肌肉收缩的形式包括等长收缩和等张收缩。
肌肉收缩的力学特征包括力量、速度和能量消耗。
肌肉收缩的生理机制涉及到肌动蛋白和肌球蛋白的交互作用。
王步标版运动生理学 第一章 肌肉的活动
(二)代谢特征
1、能源物质 2、糖原贮量 3、代谢酶活性
慢肌纤维(Ⅰ型)
甘油三酯
快肌纤维(Ⅱ型)
ATP、CP、肌糖原 多 无氧化酶活性高 糖酵解能力高
少 有氧化酶活性高 有氧化能力高
(三)功能特征
1、收缩速度 2、收缩力量 2、抗疲劳性能力
慢 小 强 快 大 弱
二、运动时快肌和慢肌纤维的募集
运动时运动单位的募集取决于所需要的力量水平。
研究还表明:随年龄增加慢肌纤维百分比增加。
(二)训练对肌纤维横断面积的影响
训练使肌纤维选择性肥大: ①力量训练可使快肌纤维出现选择性肥大。 ②速度训练可使快、慢肌纤维面积均增加,但快肌增加 多于慢肌增加。 ③耐力训练可使慢肌纤维出现选择性肥大。
等张收缩
肌肉收缩时,其外加 阻力在整个收缩过程中是 恒定的,当肌张力发展到 足以克服外加阻力后,其 张力在收缩的全过程就不 再变化了。这种收缩形式 称为等张收缩。在运动实 际中,不可能有等张收缩 现象。
等张收缩时,肌肉产生的张 力随关节角度而变化
等张收缩动画演示
等动收缩:肌肉在进行缩短收缩时,在整个关节运动范
• 机制:大运动神经元兴奋阈高。 • 应用:训练负荷的安排要合理。
三、肌纤维类型与运动成就
不同的肌纤维适合于不同的运动项目
• • 慢肌纤维适合于耐力项目运动; 快肌纤维适合于速度与力量性项目。
• 研究表明表1-2,优秀耐力运动员ST百分比较高, 速度运动员FT百分比较高。
应用:运动选材
当然,选拔运动员时除选择肌纤维优势外,还要考虑 生理、心理、生化、心血管功能和技战术等因素。
收缩慢力量小肌纤维收缩快但代谢似st快肌纤维型慢肌纤维型快肌纤维型一形态特征1结构特征肌纤维直径肌浆网肌球蛋白atp酶活性线粒体毛细血管2神经支配运动单位的肌纤维数数量较多体积大密度大小神经元慢运动单位数量较少体积小密度小大神经元快运动单位二代谢特征1能源物质2糖原贮量3代谢酶活性慢肌纤维型快肌纤维型甘油三酯有氧化酶活性高有氧化能力高三功能特征1收缩速度2收缩力量2抗疲劳性能力无氧化酶活性高糖酵解能力高低强度运动时优先使用st随强度增加fta和b依次被动用
第一章 肌肉活动题库四川民族学院
第一章肌肉活动一、选择题1.组织兴奋后处于绝对不应期时,其兴奋性为()A零 B无限大 C正常 D正常水平以下2.若减少细胞外液中Na+浓度,可导致()A静息电位绝对值增大 B动作电位幅度降低C动作电位幅度增大 D静息电位绝对值降低3.动作电位的特点之一是()A刺激强度小于阈值时,出现低幅度动作电位B刺激强度达到阈值后,再增加刺激强度动作电位幅度增大C动作电位一经产生,便可沿细胞膜做电紧张性扩布D动作电位一经产生,便可沿细胞膜以局部电流方式进行传导4.在神经肌肉接点处乙酰胆碱与终膜受体结合,可触发终膜()A对Ca2+通透性增大 B对Na+通透性增大和对K+通透性减小C对Na+和K+通透性都增大 D对Na+通透性减小和对K+通透性增大5.下列有关兴奋在神经肌肉接点传透特征的错误叙述是()A电传递 B单项性C时间延搁 D易受药物或其他环境因素的影响6. 比肌力是评价人体力量素质的一个重要生理指标,下列有关比肌力的叙述错误的是()A比肌力指单位肌肉横断面的最大肌力B运动实践中比肌力的大小可用单位体重所能举起的最大重量来表示C从事跑、跳和技巧等项目的运动员,比肌力较绝对肌力更重要D训练使肌肉围度更大,比肌力反而减少7.肌肉初长度的大小在一定范围内取决于()A被动张力 B前负荷C后负荷 D前后负荷之和8.实现肌肉收缩和舒张的最基本结构单位是()A肌纤维 B肌原纤维 C肌小节 D运动单位9.快肌纤维与慢肌纤维相比,其形态特征是()A肌纤维直径粗,毛细血管丰富 B肌纤维直径粗,线粒体数目多C肌纤维直径粗,肌浆网发达 D肌纤维直径细,毛细血管少10.慢肌纤维与快肌纤维相比,其形态特征是()A肌纤维直径较大,由a神经元支配B肌纤维直径较小,毛细血管的密度高C肌纤维直径较大,线粒体数量多D肌纤维直径较小,肌浆网发达11.下列哪一选项属于快肌纤维的生理特征()A兴奋阈值低、收缩速度慢 B收缩速度快、抗疲劳能力差C收缩速度快、力量小 D收缩力量大、能持久12.目前认为骨骼肌细胞实现兴奋-收缩耦联的关键因素是()A兴奋沿横管系统传至肌细胞内部B兴奋沿肌浆网传播触发Ca2+的释放C三联管兴奋引起终末池释放Ca2+DCa2+与肌钙蛋白亚单位Ⅰ的结合13.通过长期的耐力训练可使肌纤维中()A线粒体数目和体积增加,琥珀酸脱氢酶活性提高B线粒体数目和体积增加,乳酸脱氢酶活性提高C线粒体数目增加,而体积不变D乳酸脱氢酶和琥珀酸脱氢酶活性都提高14.人体在进行用膝纵跳时,股四头肌的工作特点是()A只做等张收缩 B先做拉长收缩再做等张收缩C只做等动收缩 D先做等张收缩再做拉长收缩15.有关肌纤维类型能否相互转换一直是学术界争论的问题,综合近年来的研究资料可以认为,通过长期的定向训练()A两类肌纤维可以互变 B两类肌纤维完全不能互变C可以使快肌转变为慢肌 D可以使快肌转变为慢肌二、判断题1.如果组织受刺激后,使显著活动转为相对静止,或从活动较强转为活动较弱,称为抑制。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
2020/6/16
6
一、兴奋和兴奋性概念
兴奋:在生理学中,将组织受刺激后产生动 作电位的过程或动作电位本身称为兴奋。
兴奋性:组织这种受刺激后产生兴奋的能力 称为来自奋性。2020/6/16
7
二、引起兴奋的刺激条件
三条件缺一不可:
1、刺激强度(阈刺激或以上) 2、刺激作用时间(最短作用时间) 3、一定的刺激变化速率(反比)
400 110 420
10
540
蛙神经和肌肉
15
120
3
120 2.5 120
哺乳运动肌肉
10
140
150 4 140
2020/6/16
25
(二)静息电位产生机制
膜 通 道 的 选 择 性 通 透
2020/6/16
Na+
K+
A-
Cl-
26
(二)静息电位产生机制K+
第一章 肌肉的活动
第一节 肌肉的兴奋与收缩 第二节 肌肉收缩的形式及力学征 第三节 肌纤维类型与运动
2020/6/16
1
第一章 肌肉收缩
教学目的与要求: 1、骨骼肌纤维的分类方法。 2、掌握运动对骨骼肌纤维的影响。 3、了解肌电图在体育科学中的应用。 教学重点与难点: 1、不同类型骨骼肌纤维的区分方法。 2、不同类型骨骼肌纤维的特征以及骨骼肌纤
意义:强度-时间曲线揭示了组织兴奋的普遍规律, 在体内一切可兴奋组织都可以绘制出类似的曲线。
2020/6/16
10
(二)强度—时间曲线
强 度
时值
2020/6/16
基强度
时间
11
三、兴奋性的评价指标
(一)阈强度:是评定组织兴奋性高低的 最简易指标。测定阈强度时只须固定一适 中的刺激作用时间,再由低向高逐渐增加 刺激的强度,便能获得刚能引起组织反应 所需的最低刺激强度,这就是阈强度。兴 奋性与阈强度呈倒数关系,即引起组织兴 奋所需要的阈强度越低,表明组织的兴奋 性越高,反之则反。
2020/6/16
8
(一)阈强度与阈刺激
阈强度:通常把在一定刺激作用时间和 强度—时间变化率下,引起组织兴奋的 这个临界刺激强度,称为阈强度或阈值。 阈刺激:具有这种临界强度的刺激,称 为阈刺激,强度小于阈值的刺激为阈下 刺激,强度大于阈值的刺激为阈上刺激
2020/6/16
9
(二)强度—时间曲线
14
四、兴奋后恢复过程兴奋性变化
绝对 不应期
相对 不应期
超常期
低常期
恢复
兴奋性: (0) (较低) (较高 ) ( 较低) (正常)
2020/6/16
15
四、兴奋后恢复过程兴奋性变化
时期 绝对不应期 相对不应期
超常期 低常期
2020/6/16
历时 0.3ms 3ms 12ms 70ms
兴奋性 0 ↑
细胞膜的离子通道(电压依从式与化学依从式) 细胞膜离子通道的选择性通透(静息时对K+通透,受 到刺激后对Na+通透)。
2020/6/16
20
2020/6/16
21
图1-2 静息电位和动作电位
2020/6/16
22
图1-3 单一神经动作电位的实验模式图
2020/6/16
23
(二)静息电位产生机制
强度-时间曲线:以刺激强度变化为纵坐标,刺激 的作用时间为横坐标,将引起组织兴奋所需的刺激 强度和时间的变化关系,描绘在直角坐标系中,可 得到一条曲线,称强度-时间曲线。
基强度:刺激的强度低于某一强度时,无论刺激的 作用时间怎样延长,都不能引起组织兴奋,这个最 低的或者最基本的阈强度,称为基强度。
2020/6/16
18
2020/6/16
19
(一)静息电位和动作电位
动作电位定义:指可兴奋组织接受刺激而兴奋时,在静息电位的基础上发
生的膜电位由去极化到反极化与复极化的过程,其机制是细胞受到刺激后, 该处对Na的通透性突然增加,对K的通透性暂时降低,造成膜两侧电位差减 少
基本概念:内正外负(-90mv——+30mv——~-90mv) 细胞膜内外离子的分布(膜内Na+,A-;膜外K+,Cl-)
静息电位(跨膜电位、膜电位、K平衡电位 )定义:细胞未
受到刺激时存在于细胞膜内外两侧的电位差。人体神经、肌肉细胞的静息电 位是—90毫伏,其机制是K离子外流所致。
基本概念:外正内负(-70~-90mv) 细胞膜内外离子的分布(膜内K+,A-;膜外Na+,Cl-) 细胞膜的离子通道(电压依从式与化学依从式) 细胞膜离子通道的选择性通透(静息时对K+通透,受 到刺激后对Na+通透)。
max ↓
刺激 不反应 高于正常 低于正常 高于正常
16
五、神经肌肉细胞的生物电现象
(一)静息电位(RP Resting Potential) 和动作电位(AP Action Potential)
(二)静息电位和动作电位产生机制 (三)动作电位的传导 (四)局部兴奋
2020/6/16
17
(一)静息电位和动作电位
维类型与运动的关系。
2020/6/16
2
导言
本章系统阐述神经肌肉的兴奋性,含兴奋的产 生、传导和兴奋在神经肌肉接点的传递,认为 这是完整机体内肌肉收缩的生理学基础;根据 肌丝滑行理论着重对肌细胞的收缩过程与机制, 以及肌肉收缩的形式和力学特征进行分析;此 外对肌纤维的类型与运动能力的关系也作简要 的介绍。
静 息 ( 膜 ) 电 位
2020/6/16
外正
24
(二)静息电位产生机制
性膜 内 外 离 子 分 布 的 不 均 匀
Na+
K+ A-
Cl-
神经和肌肉细胞膜内、外某些离子的浓度
细胞
细胞内浓度/mmol·l-1 细胞外浓度/mmol·l-1
Na+ K+ CL- Na+ K+ CL-
枪乌贼巨轴突
50
2020/6/16
3
第一节 肌肉的兴奋与收缩
2020/6/16
4
本节主要内容
一。神经肌肉的兴奋和生物电现象 二。肌肉收缩的原理
2020/6/16
5
神经肌肉的兴奋和生物电现象
一、兴奋和兴奋性的概念 二、引起兴奋的刺激条件 三、兴奋性的评价指标 四、兴奋后恢复过程的兴奋性变化 五、神经肌肉的生物电现象 六、兴奋在神经肌肉接头的传递
2020/6/16
12
三、兴奋性的评价指标
(二)时值:以2倍基强度刺激组织, 刚能引起组织兴奋所需的最短作用时间。
兴奋性与时值亦呈倒数关系,即时值越 小,组织的兴奋性越高, 反之则反。
2020/6/16
13
四、兴奋性变化过程
5个时期: 绝对不应期 相对不应期 超常期 低常期 恢复正常
2020/6/16