肌肉收缩与舒张
第一章骨骼肌
二、骨骼肌的收缩形式
（四）超等长收缩 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。
第一章骨骼肌
三、骨骼肌不同收缩形式的比较
1.力量 Ø 同一块肌肉，在收缩速度相同的情况下，离心收 缩可产生最大的肌力。离心收缩产生的力量比向心 收缩大50%左右，比等长收缩大25%左右。
第一章骨骼肌
（二）不同肌纤维类型的形态特征： 1.肌纤维直径：快肌纤维较粗，含有较多收缩蛋白，肌 浆网也较发达。 2.毛细血管网：慢肌较丰富。 3.肌红蛋白：慢肌有较多的肌红蛋白所以颜色呈红色。 4.线粒体：慢肌纤维有较多的线粒体，且体积较大。 5.神经支配：快肌纤维有较大的神经元支配，神经纤 维较粗，其传导速度较快。
第一章骨骼肌
第一章骨骼肌
（2）肌丝滑行
终池膜上的钙通道开放 终池内的Ca2+进入肌浆
Ca2+与肌钙蛋白结合 肌钙蛋白的分子结构改变
原肌球蛋白位移， 暴露细肌丝上的结合位点
横桥与结合位点合， 分解ATP释放能量 横桥摆动
牵拉细肌丝朝肌节中央滑行
肌节缩短=肌细胞收缩
第一章骨骼肌
按任意键 飞入横桥摆动动画
第一章骨骼肌
（五）运动时不同类型运动单位的动员： 1.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: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。
第一章骨骼肌
（六）肌纤维类型与运动能力
慢肌纤维特性主要适合耐力性项目的运动，快肌纤维 特性较适合速度、爆发力、力量性项目。所以运动员 的肌纤维类型具有项目特点： Ø时间短、强度大项目运动员：快肌纤维百分比高于 耐力项目运动员和一般人。 Ø耐力项目运动员：慢肌纤维百分比高于非耐力项目 运动员和一般人。 Ø既需要耐力又需速度项目的运动员(如中跑、自行车 等)快肌纤维和慢肌纤维百分比相当。
肌肉收缩原理
肌肉活动
肌肉收缩原理
运动神经纤维兴奋（动作电位的产生） 兴奋的传导
神经-肌肉接头处的兴奋传递 兴奋-收缩耦联？
骨骼肌细胞的收缩？
肌肉的兴奋-收缩耦联
以膜的电变化为特征的兴奋过程和以肌纤维机械变化为基 础的收缩过程之间，存在着某种中介性过程把二者联系起来， 这一过程称为兴奋-收缩耦联。
兴奋-收缩耦联的主要步骤
兴奋传至三联管后，引起横管膜去极化，致使终池上钙离子释放通道大量开放，终池中的 钙离子顺浓度梯度迅速进入到肌浆中， 肌浆钙离子浓度升高约100倍。
细肌丝在肌肉收缩时也没有缩短，只是它们更向暗带中央移动，和粗肌丝发生了更大程度 的重叠。
Ca2＋与肌钙蛋白结合 ↓
肌钙蛋白构型改变 ↓
原肌球蛋白构型改变 ↓
肌动蛋白位点暴露 ↓
横桥与肌动蛋白结合 ↓
ATP分解释放能量 ↓
横桥牵拉细丝向肌节中心滑动 ↓
肌节缩短，肌肉缩短
刺激（兴奋）停止 ↓
终池钙泵回收钙离子 ↓
肌钙蛋白复位 ↓
横桥与肌动蛋白分离，细丝靠弹性滑出
↓ 肌肉舒张
兴奋在神经-肌肉接点的传递 肌肉兴奋-收缩耦联 肌细胞的收缩与舒张
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
直接证据 肌肉收缩时暗 带长度不变，只有明 带发生缩短，同时看 到暗带中央的H带相 应变窄。
肌肉的收缩过程
主要与构成粗细肌丝的蛋白分子活动有关 。 只要肌浆中Ca2浓度不下降，横桥循环运动就不断进行下去，将细肌丝逐步拖向粗肌丝中
央，于是肌小节缩短，肌肉出现缩短。
由于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。
01
第二章 肌肉活动
• 神经肌肉接点的兴奋传递特点： ①化学传递 • 通过化学递质—乙酰胆碱传递。 ②兴奋传递节律是一对一的 • 每次神经纤维兴奋都可引起一次肌肉细胞兴奋。 ③单向传递 • 兴奋只能由神经末梢传向肌肉，而不能相反。 ④时间延搁 • 兴奋的传递要经历递质的释放、扩散和作用等多个环节，
因而传递速度缓慢。 ⑤高敏感性 • 易受化学和其它环境因素变化的影响，易疲劳。
（二）肌肉的兴奋—收缩耦联 • 三个主要环节： （1）电兴奋通过横管系统传向肌细胞深处 （2）三联管结构处的信息传递 （3）终池中的Ca2+释放和再聚积
• 运动神经传来的神经冲动→运动终板→产生动作电位， 并沿肌膜传导→通过横管系统传导到肌纤维内部→深入 到三联管的终池→使终池释放Ca2+ →触发肌丝滑行。
• 分类：非等动收缩和等动收缩
• 非等动收缩（等张收缩）
• 特点：在整个收缩过程中负荷是恒定的；但在不 同的关节角度肌肉收缩产生的张力和收缩速度不 相同。
• 在非等动收缩中所能举起的最大重量是张力最小 的关节角度所能承受的最大重量。
• 非等动收缩发展力量只有关节力量最弱点得到最 大锻练。
• 等动收缩 • 特点：在整个关节范围内肌肉产生的张力始终与
Ach → Ach进入突触间隙→
扩散到达突触后膜（运动终
板） → Ach与突触后膜的受
体结合→引起运动终板对钠
离子的通透性改变→导致运
动终板去极化，形成终板电
位→终板电位通过局部电流
作用，使邻近肌细胞膜去极
化产生动作电位→实现兴奋
由神经传递给肌肉。
胆碱酯酶：2ms内将Ach水解失活，维 持神经—肌肉接头正常的传递功能。
（化学递质）。
• 接点间隙：宽50nm，与细胞 外液相沟通。
简述肌肉收缩和舒张的原理
简述肌肉收缩和舒张的原理
肌丝滑行学说认为,骨骼肌的收缩是肌小节中粗、细肌丝相互滑行的结果。
基本过程是:当肌浆中Ca2+浓度升高时,肌钙蛋白即与之相结合而发生构形的改变,进而引起原肌凝蛋白的构形发生改变,至其双螺旋结构发生某种扭转而使横桥与暴露出的肌纤蛋白上的结合点结合,激活横桥ATP酶,分解ATP获得能量,出现横桥向M线方向的扭动,拖动细肌丝向暗带中央滑动。
粗、细肌丝相互滑行,肌小节缩短,明带变窄,肌肉收缩。
当肌浆网上钙泵回收Ca2+时,肌浆中Ca2+浓度降低,Ca2+与肌钙蛋白分离,使原肌凝蛋白又回到横桥和肌纤蛋白分子之间的位置,阻碍它们之间的相互作用,出现肌肉舒张。
扩展资料
收缩形式
（一）等张收缩与等长收缩
1、等张收缩是指肌肉收缩时，主要表现长度发生改变而张力基本不变的收缩形式。
2、等长收缩是指肌肉收缩时，主要表现张力发生变化而长度基本不变的收缩形式。
（二）单收缩和强直收缩
1、单收缩是指肌肉受到一次短促刺激后出现的一次收缩和舒张。
收缩过程分为潜伏期、收缩期和舒张期三个时期。
2、强直收缩是指肌肉受到连续刺激，当刺激频率达到一定程度时，
后一次收缩落在前一次收缩的过程中发生收缩总和，出现强而持续的收缩。
《运动生理学》高教版冲刺卷(六)-答案
2019年《运动生理学》高教版冲刺卷（六）（100分）注意：考生须将试题答案写在答题纸上，写在试卷上无效！一、名词解释（共5题，每题4分，共20分)1.心动周期【参考答案】心脏的一次收缩和舒张构成一个机械活动周期，称为心动周期。
2.乳酸阈【参考答案】人体在从事递增负荷的运动中，随着运动强度的增加，乳酸浓度逐渐增加，当运动强度超过某一负荷时，乳酸浓度开始急剧上升的转折点，称为乳酸阈。
3.通气血流比值【参考答案】每分肺泡通气量和肺血流量（心输出量）的比值，称为通气/血流比值。
4.红细胞比容【参考答案】红细胞在全血中所占的容积百分比称为红细胞比容。
5.运动性蛋白尿【参考答案】正常人在运动后出现的一过性蛋白尿称为运动性蛋白尿。
二、简答题（共3题，每题10分，共30分）1.简述肌肉收缩与舒张的主要环节？【参考答案】在完整机体内肌肉收缩全过程包括以下主要环节：①兴奋在神经一肌肉接点的传递；②肌细胞的兴奋-收缩耦联；③横桥运动引起肌丝滑行，肌肉收缩；④兴奋中止后，收缩肌肉舒张。
2.恢复过程有哪几个阶段？【参考答案】在运动过程中，人体能源物质的恢复依据其恢复的时间和量可分为运动中的恢复、运动后的恢复和超量恢复三个阶段。
第一阶段，运动时机体表现为能源消耗大于合成，体内能源物质逐渐减少，各器官系统的机能逐渐下降;第二阶段，运动停止后消耗过程减少，恢复过程占优势，能源物质和各器官系统的机能逐渐恢复到原来水平;第三阶段，运动中消耗的能源物质在运动后的一段时间内不仅恢复到原来水平，甚至超过原来水平，这种现象称“超量恢复”，保持一段时间后又回到原来水平。
3.简述动脉血压的成因及影响因素？【参考答案】动脉血压的形成条件：血管内有血液充盈是形成动脉血压的前提条件，如果没有血液充盈，就不会对血管壁造成侧压，心室射血和外周阻力的相互作用是形成动脉血压的两个基本条件。
没有心脏的收缩射血，就不可能产生血压。
同理，由于主动脉和大动脉的可扩张性以及小动脉和微动脉对血流产生较大的外周阻力，通常心室一次搏出的70mL血液，只有约1/3在收缩期流至外周，还有2/3被暂时储存于主动脉和大动脉内，主动脉压亦随之升高。
生理复习题
复习题1．名词解释：绝对力量、相对力量三联管绝对力量：是指整体克服和对抗阻力时表现出来的最大肌肉力量。
相对力量：是指以体重、去脂体重、体表面积或肌肉横断面积等为单位表示的最大肌肉力量，这对于以克服自身体重为主的项目十分重要，如体操、跳高等。
三联管：一个横管加两侧的两个终池构成的结构。
2．比较肌肉三种工作形式的特点依据肌肉收缩时长度或/和张力的变化，肌肉收缩的形式可分为缩短收缩、拉长收缩和等长收缩3种，它们的特点为：（1）缩短收缩：肌肉收缩产生的张力大于外加阻力，肌肉长度缩短，做正功。
在人体运动实践中，缩短收缩是实现身体各个环节的主动运动，改变身体姿势，加速跑等原动肌活动的主要收缩形式。
（2）拉长收缩：肌肉收缩产生的张力小于外加阻力，肌肉被拉长，长度增大，做负功。
在人体运动实践中，拉长收缩起着制动、减速和克服重力等作用。
（3）等长收缩：肌肉收缩产生的张力等于外加阻力，肌肉收缩长度不变，做工为零。
在人体运动实践中，等长收缩对运动环节固定、支撑和保持身体某种姿势起重要作用。
3．分析肌肉工作的张力——速度关系、机制及在体育中的应用关系：在后负荷作用下，在一定的范围内，肌肉收缩产生的张力和速度大致呈反比关系；当后负荷增加到某一数值时，张力可达到最大，但收缩速度为零，肌肉只能作等长收缩；当后负荷为零时，张力在理论上为零，肌肉收缩速度达到最大。
肌肉收缩的张力——速度关系提示，要获得收缩的较大速度，负荷必须相应减少；要克服较大阻力即产生较大的张力，收缩速度必须减慢。
机制：根据肌肉滑行理论，肌肉收缩时张力和速度的变化是分别由两种独立机制决定的。
肌肉收缩的张力大小，取决于活化的横桥数目，而收缩速度则取决于肌肉收缩时横桥上能量释放速率和肌球蛋白ATP酶的活性。
当后负荷增加时，活化横桥数目增加，张力增大，相反，却抑制能量释放速率，使收缩速度下降。
应用：训练可以减慢收缩的张力——速度曲线，有训练运动员其张力——速度曲线向右上方偏移，即在相同的力量下，可发挥更快的速度；或在相同的速度下，可表现出更大的力量。
解释肌肉收缩与舒张的学说
解释肌肉收缩与舒张的学说肌肉收缩与舒张是肌肉运动的基本原理，它是指肌肉纤维在运动过程中的收缩和放松状态。
通过了解肌肉收缩与舒张的学说，我们能更好地理解肌肉的运动机制，有助于提高运动表现和训练效果。
首先，我们需要了解肌肉的构成。
肌肉由许多肌纤维组成，每个肌纤维又包含许多肌原纤维。
肌原纤维是组成肌肉的基本结构，它是由许多肌节组成的。
每个肌节内包含一个细胞质液体，其中储存着许多肌球蛋白和肌球蛋白丝。
当肌肉收缩时，肌球蛋白丝会收缩，使肌纤维变短。
这是由神经冲动引起的，神经冲动传递给肌纤维的末端，并释放出一种叫做乙酰胆碱的化学物质。
乙酰胆碱会与肌细胞上的受体结合，引发电化学信号，触发细胞内一系列的化学反应。
这些反应会释放储存在细胞质液体中的钙离子。
钙离子的释放会触发肌球蛋白丝上的肌球蛋白与肌球蛋白丝上的肌动蛋白结合，形成一种叫做交叉桥的结构。
交叉桥会向前推动肌球蛋白丝，使整个肌原纤维缩短。
当神经冲动停止时，肌细胞停止释放乙酰胆碱，钙离子又会被细胞质液体重新吸收。
这使得肌球蛋白丝解离，肌原纤维恢复舒张状态。
需要注意的是，肌肉的收缩与舒张并不是全或无的。
在肌原纤维中，只有一部分的肌球蛋白与肌动蛋白结合形成交叉桥，其余部分仍然保持松弛状态。
当我们进行力量训练时，肌肉的收缩幅度会增加，更多的肌原纤维参与收缩，从而增强肌肉力量。
而在轻度活动中，只有少部分肌原纤维参与收缩，其他肌原纤维仍处于放松状态。
此外，肌肉收缩与舒张的学说还涉及肌肉纤维类型的差异。
肌肉纤维可以分为两种类型：慢肌纤维和快肌纤维。
慢肌纤维收缩缓慢但持久，适用于长时间的低强度运动，如长跑。
而快肌纤维收缩迅速但疲劳快，适用于爆发力强、持续时间较短的高强度运动，如短跑。
了解肌肉收缩与舒张的学说对于运动员和健身爱好者来说具有重要的指导意义。
在进行训练时，我们可以通过增加重量和重复次数来增强肌肉收缩的力量和持久性，从而提高运动表现。
此外，在制定训练计划时，我们还可以根据肌肉纤维类型选择合适的训练方法，以实现最佳的训练效果。
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。
运动生理学(完整版)
体育学考研专业课运动生理学知识点汇总2009年第二版2014.10绪论1.运动生理学是从人体运动的角度研究人体在体育运动的影响下机能活动变化规律的科学。
2.在一定范围内，经过体内复杂的调节机制，维持不断变化的内环境理化性质保持相对动态平衡的状态称为稳态。
（2003）3.调节是指机体根据内外环境的变化实现体内活动的适应性调整，使机体内部以及机体与环境之间达到动态平衡的生理过程。
4.神经、腺体、肌肉等可兴奋组织受到刺激后产生生物电发应的过程，以及由相对静止转为活动状态或活动由弱变强的表现均称为兴奋。
5.引起组织兴奋地条件：a 一定的强度b 一定的持续时间c 一定的强度-时间变化率。
6.机体或其组成部分的细胞、组织具有感受刺激产生兴奋的能力称为兴奋性。
7.在不同的环境或运动条件刺激下，组织或机体的内部代谢和外部表现所发生的暂时性、应答性功能变化，称为反应。
8.长期系统的运动训练可使机体的结构与功能、物质代谢与能量代谢发生适应性改变，成为适应。
9.在机体内进行各种生理功能的调节时被调节的器官向调节系统发送变化的信息，而调节系统又可以通过回路对调节器官的功能状态施加影响，改变其调节的强度，这种调节方式称为反馈。
（2005）反馈分为正反馈和负反馈两类。
正反馈促使某种生理过程逐渐加强。
10在调控系统中，干扰信息可以直接通过受控装置作用于控制部分，引起输出效应发生变化预测干扰、防止干扰，具有前瞻性的调节特点，称为前馈。
第一章运动的能量代谢1.新陈代谢是生命活动的最基本特征。
2.体内物质代谢过程中所伴随的能量储备、释放、转移和利用称为能量代谢。
3.ATP（三磷三腺苷）是骨骼肌直接能量来源（ATP边合成边分解）。
4.骨骼肌收缩的基本前提是Ca2+存在下骨骼肌粗肌丝的肌球蛋白与细肌丝中的肌动蛋白结合形成复合体肌纤凝蛋白。
5.机体在能量转换过程中维持其A TP恒定含量的现象称为ATP稳态。
6.人体通过摄入体内食物提供人体化学能的物质包括糖类、脂肪和蛋白质。
肌肉的收缩与舒张原理
肌肉的收缩与舒张原理肌肉的收缩与舒张是人体运动的基础，也是人体各种生理活动的基础。
肌肉是由肌纤维组成的，而肌纤维是由肌原纤维组成的，肌原纤维是由肌小球组成的。
肌小球是由肌肉细胞组成的，肌肉细胞是由肌原纤维组成的。
肌肉的收缩与舒张是由神经冲动引起的，神经冲动是由神经元产生的，神经元是由神经细胞组成的。
肌肉的收缩是由神经冲动引起的，神经冲动通过神经元传导到肌肉细胞，使肌肉细胞产生收缩。
肌肉的收缩是由肌小球内的肌原纤维产生的，肌原纤维内的肌纤维产生的。
肌肉的收缩是由肌肉细胞内的肌原纤维内的肌纤维产生的。
肌肉的收缩是由肌肉细胞内的肌原纤维内的肌纤维产生的。
肌肉的舒张是由神经冲动引起的，神经冲动通过神经元传导到肌肉细胞，使肌肉细胞产生舒张。
肌肉的舒张是由肌小球内的肌原纤维产生的，肌原纤维内的肌纤维产生的。
肌肉的舒张是由肌肉细胞内的肌原纤维内的肌纤维产生的。
肌肉的舒张是由肌肉细胞内的肌原纤维内的肌纤维产生的。
肌肉的收缩与舒张是相互作用的，肌肉的收缩是由神经冲动引起的，神经冲动通过神经元传导到肌肉细胞，使肌肉细胞产生收缩。
肌肉的舒张是由神经冲动引起的，神经冲动通过神经元传导到肌肉细胞，使肌肉细胞产生舒张。
肌肉的收缩与舒张是相互作用的，肌肉的收缩与舒张是由神经冲动引起的，神经冲动通过神经元传导到肌肉细胞，使肌肉细胞产生收缩与舒张。
在运动过程中，肌肉的收缩与舒张是不断交替的。
当肌肉收缩时，肌肉细胞内的肌原纤维收缩，肌纤维缩短，肌肉也就收缩了；当肌肉舒张时，肌肉细胞内的肌原纤维舒张，肌纤维伸长，肌肉也就舒张了。
这种收缩与舒张的交替运动，使肌肉能够完成各种复杂的动作，保持人体的姿势和平衡。
总之，肌肉的收缩与舒张是由神经冲动引起的，神经冲动通过神经元传导到肌肉细胞，使肌肉细胞产生收缩与舒张。
肌肉的收缩与舒张是相互作用的，不断交替的，是人体运动的基础。
希望通过本文的介绍，能让大家对肌肉的收缩与舒张原理有更深入的了解。
肌肉的力学特性
（1）突触前过程
膜Ca2＋通道开放，膜外Ca2＋向膜内流动
接点前膜内囊泡中的ACh释放
（2）突触后过程
ACh与终板膜上受体结合
3.N-M接点处的兴奋传递特征:
化学传递：兴奋传递通过化学递质来进行的。 兴奋传递节律是一对一：一次神经兴奋引起一次肌肉兴奋 单向传递运动神经末梢 肌纤维 时间延搁：兴奋的传递要经历递质的释放、扩散和 作用等多个环节，传递速度缓慢。 高敏感性：易受化学和其他环境因素的影响
在RP基础上细胞膜两侧电位的极性发生了一次短暂的倒 转(膜内为正，膜外为负)并可向四周扩布的电位波动，这 种波动称为动作电位。
AP实验现象
极化状态：静息时膜内外 两侧所保持的内负外正状 态称为膜的极化状态。 去极化：膜内的电位负值 减小，称为去极化。 超极化：膜内的电位负值 增大，称为超极化。
峰电位
2.等动收缩(等速收缩)：
肌肉收缩以恒定的速度或同等的强度在整个关节范围 内进行收缩，称为等动收缩
等动收缩是通过专门的等动练习器械实现的，如速度控制器。 例如：自由泳的手臂划水动作就是等动收缩
列表比较
负荷 等张收缩 等动收缩 相等 不等 速度 不等 等 训练强度 不同 等
（二）拉长收缩（离心收缩）
（二）肌肉的兴奋-收缩偶联
兴奋-收缩耦联—— 三个主要步骤： ①肌膜电兴奋的传导:指肌膜产生AP后,AP由横管系 统迅速传向肌细胞深处，到达三联管和肌节附近。 •②三联管处的信息传递： ③肌浆网（纵管系统）中Ca2+的释放:指终池膜上 的钙通道开放，终池内的Ca2+ 顺浓度梯度进入肌浆， 触发肌丝滑行，肌细胞收缩。 ∴Ca2+是兴奋-收缩耦联的耦联物
↓
终板膜对Na+、K+(尤其Na+)
第二章第二节肌肉收缩与舒张原理
肌丝滑行
肌丝滑行
终池膜上的钙通道开放 终池内的Ca2+进入肌浆
Ca2+与肌钙蛋白结合 肌钙蛋白的构型改变 原肌球蛋白位移， 暴露细肌丝上的结合位点 横桥与结合位点结合
分解ATP释放能量 横桥摆动
牵拉细肌丝朝肌节中央滑行 肌节缩短=肌细胞收缩
（三）肌肉的收缩与舒张过程
肌肉收缩时，虽然从外观上可以看到整个肌肉或肌 纤维的缩短，但在肌细胞内并无肌丝或它们所含的分子 结构的缩短或卷曲。而只是在每个肌小节内发生细肌丝 想粗肌丝之间的滑行，出现明带的长度缩短，而暗带长 度不变，相应H区变窄。亦即由Z线发出的细肌丝在某 种力量的作用下，主动向暗带中央移动。结果各相邻Z 线都相互靠近，肌小节长度变短，造成整个肌原纤维、 肌细胞乃至整条肌肉长度的缩短。
（二）肌肉的兴奋—收缩耦联
肌细胞的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机械变化为基础的，它 们有着不同的生理机制，肌肉收缩时，必定存在某种 中介过程把它们联系起来，这一中介过程称为肌肉的 兴奋—收缩耦联。
目前研究认为，肌肉的兴奋—收缩耦联至少包括 三个主要步骤：
1、电兴奋通过横管系统传向肌细胞深处；
（一）肌原纤维和肌小节
骨骼肌
骨骼肌细胞
肌原纤维
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。直径约 1-2微米，纵贯肌 细胞全长。
肌小节：两条Z线 之间的结构。
骨骼肌超微结构示意图
肌原纤维的结构示意图
肌原纤维的结构示意图
• 相邻两Z线间的一段肌原纤维称为肌小节， 它包括中间的暗带和两侧各1/2的明带。
• 肌节又是由更微细的平行排列的粗肌丝 和细肌丝组成的。
• 肌丝及其支持结构是肌原纤维的结构基 础。
运动生理学2第二章 肌肉活动
第二节 肌肉收缩与舒张原理
一、 肌纤维的微细结构
肌细胞（肌纤维）的组成：
细胞膜（肌膜 ）
细胞核（多个）
细胞质（肌浆）：肌原纤维、肌管 系统、线粒体、糖原、脂滴等
1、肌原纤维
肌原纤维呈长纤维状，纵贯于肌纤维全长，直径约为1-2微米。由若干 个肌小节构成。肌小节又是由更微细的肌丝构成。肌丝及其支持结构是肌 原纤维的结构基础。
引起兴奋的刺激条件
强度 时间 强度-时间变化率
2、强度-时间曲线
3、兴奋性的评价指标
阈强度
时值：以2倍基强度刺激组织时， 刚能引起组织兴奋所需的最短作 用时间。
2、兴奋本质
静息电位
动作电位
返回
时值的应用：项目不同，肌肉不同，训练水平不同，
时值不同。
速度练习者＜力量练习者 屈肌＜伸肌 训练水平提高，时值缩短，且拮抗肌之间的比例 缩小，说明协调性提高了。 疲劳后、肌肉损伤或萎缩后时值延长
（A带）
（I带）
返回
粗肌丝和细肌丝
粗肌丝直径约10纳米，其长度与暗带相同，M线则把成束 的粗肌丝固定在一定的位置上。 细肌丝直径约5纳米，由Z线结构向两侧明带伸出，有一段 插入粗肌丝之间（或暗带中）。
肌丝的分子组成
粗肌丝主要由肌球蛋白（myosin，又称肌凝蛋白）分子组成。每条 粗肌丝大约含有200-300个肌球蛋白分子，每个肌球蛋白由两条相同的 重链和四条轻链组成，分子量约为500kD。
机能、代谢特征
收缩速度快 收缩力量大（较慢肌）
易疲劳 无氧代谢为主
与运动的关系
较大强度运动 速度、爆发力训练 快肌纤维选择性肥大 发展无氧代谢
慢肌纤维：毛细血管丰富，
肌红蛋白、线粒体较多
运动生理第二章
49
(二)生理学特征
1.肌纤维类型与收缩速度 快肌纤维收缩速度快，慢
肌纤维收缩速度慢。
2.肌纤维类型与肌肉力量 快肌运动单位的收缩力量
明显大于慢肌运动单位。 3.肌纤维类型与疲劳 不同类型的肌纤维抗疲劳能 力不同。
50
（三）代谢特征
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三、不同类型肌纤维的分布
不同类型骨骼肌纤维在肌肉中所占的百分比， 称为肌纤维类型的百分组成。这种百分组成与 动物种属、肌肉的神经支配特点、肌肉功能、 个体的年龄、性别以及遗传等因素有关，有较 大的个体差异。 人类骨骼肌均由不同类型的肌纤维混合而成， 各类肌纤维的分布是混杂的，但受同一运动神 经元支配的所有肌纤维具有相同的类型。
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上肢肌的II型肌纤维比率介于40-67%，且浅部与深部 的差异不明显； 下肢肌的II型肌纤维比率介于35-82%，波动较大，且 浅、深层之间存在一定程度的分化。 以维持身体姿势为主的骨骼肌， I型肌纤维比率较高。 如： 肌肉 臀大肌、股中肌、股二头肌、比目鱼肌、胫骨前肌
百分比
60%
66%
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非等动收缩
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2）等动收缩 肌肉能以 恒定的速度或 等同的强度收 缩，张力与负 荷是等同的， 肌肉在整个关 节运动范围内 得到最大锻炼。
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（二）拉长收缩（离心收缩）
1.概念：肌肉收缩的张力<外加阻力，肌肉 被拉长。 2.在运动中的作用:制动、减速和克服重力
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（三）等长收缩
1.概念：肌肉收缩的张力=外加阻力，肌 肉长度不变。 2.在运动中的作用：支持、固定和保持 身体某种姿势 。
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二、两类肌纤维的形态、生理和代谢特征
（一）不同肌纤维的形态特征
骨骼肌的收缩和舒张
骨骼肌的收缩和舒张骨骼肌的收缩和舒张人体各种形式的运动，主要是靠一些肌细胞的收缩活动来完成的。
例如，躯体的各种运动和呼吸动作由骨骼肌的收缩来完成；心脏的射血活动由心肌的收缩来完成；一些中空器官如胃肠、膀胱、子宫、血管等器官的运动，则由平滑肌的收缩来完成。
不同肌肉组织在功能和结构上各有特点，但从分子水平来看，各种收缩活动都与细胞内所含的收缩蛋白质，主要与肌凝蛋白和肌纤蛋白的相互作用有关；收缩和舒张过程的控制，也有某些相似之处。
本节以研究最充分的骨骼肌为重点，说明肌细胞的收缩机制。
骨骼肌是体内最多的组织，约占体重的40%。
在骨和关节的配合下，通过骨骼肌的收缩和舒张，完成人和高等动物的各种躯体运动。
骨骼肌由大量成束的肌纤维组成，每条肌纤维就是一个肌细胞。
成人肌纤维呈细长圆柱形，直径约60 μm，长可达数毫米乃至数十厘米。
在大多数肌肉中，肌束和肌纤维都呈平行排列，它们两端都和由结缔组织构成的腱相融合，后者附着在骨上，通常四肢的骨骼肌在附着点之间至少要跨过一个关节，通过肌肉的收缩和舒张，就可能引起肢体的屈曲和伸直。
我们的生产劳动、各种体力活动等，都是许多骨骼肌相互配合的活动的结果。
每个骨骼肌纤维都是一个独立的功能和结构单位，它们至少接受一个运动神经末梢的支配，并且在体骨骼肌纤维只有在支配它们的神经纤维有神经冲动传来时，才能进行收缩。
因此，人体所有的骨骼肌活动，是在中枢神经系统的控制下完成的。
一、神经-骨骼肌接头处的兴奋传递运动神经纤维在到达神经末梢处时先失去髓鞘，以裸露的轴突末梢嵌入到肌细胞膜上称作终板的膜凹陷中，但轴突末梢的膜和终板膜并不直接接触，而是被充满了细胞外液的接头间隙隔开，其中尚含有成分不明的基质；有时神经末梢下方的终板膜还有规则地再向细胞内凹入，形成许多皱褶，其意义可能在于增加接头后膜的面积，使它可以容纳较多数目的蛋白质分子，它们最初被称为N-型乙酰胆碱受体，现已证明它们是一些化学门控通道，具有能与ACh特异性结合的亚单位。
肌肉收缩——精选推荐
2 ．肌肉的收缩过程每条肌原纤维都有色浅的明带I带和色深的暗带A交替排列，明带中央有一条色深的线为Z线，暗带中央有色浅的H带，H带中央有一条色深的线为M线.相邻两个Z线之间的一段肌原纤维称为肌节，包括1/2 I带+A带+1/2 I带是骨骼肌收缩的基本结构单位。
从肌细胞兴奋开始，肌肉收缩的过程应包括三个互相衔接的环节：细胞兴奋触发肌肉收缩，即兴奋-- 缩耦联；横桥运动引起肌丝滑行；和收缩肌肉的舒张。
（1 ）兴奋-- 收缩耦联兴奋-- 收缩耦联至少包括三个步骤：动作电位通过横管系统传向肌细胞深处；三联管结构传递信息；纵管系统对Ca 2+ 的释放和再聚积。
（2 ）横桥运动引起肌丝滑行一般认为肌肉收缩的基本过程是：当肌浆Ca 2+ 的浓度升高时，细肌丝上对Ca 2+ 有亲和力的肌钙蛋白结合足够Ca 2+ ，引起自身分子构型发生变化。
这种变化又传递给原肌球蛋白分子，使后者构型亦发生变化，其结果，原肌球蛋白分子的双螺旋体从肌动蛋白双螺旋结构的沟沿滑到沟底，抑制因素被解除，肌动蛋白上能与横桥结合的位点暴露出来。
横桥与肌动蛋白结合形成肌动球蛋白，后者激活横桥上ATP 酶的活性，在Mg 2+ 参与下，横桥上的ATP 分解释放能量，横桥获得能量，向粗肌丝中心方向倾斜摆动，牵引细肌丝向粗肌丝中央滑行。
当横桥角度发生变化时，横桥上与ATP 结合的位点被暴露，新的ATP 与横桥结合，横桥与肌动蛋白解脱，并恢复到原来垂直的位置。
紧接着横桥又开始与下一个肌动蛋白的位点结合，重复上述过程，进一步牵引细肌丝向粗肌丝中央滑行。
（3 ）收缩肌肉的舒张，当刺激终止后，Ca 2+ 与肌钙蛋白结合消除，肌钙蛋白恢复到原来构型，继而原肌球蛋白也恢复到原来构型，肌动蛋白上与横桥结合的位点重新被掩盖起来，肌丝由于自身的弹性回到原来位置，收缩肌肉产生舒张。
(二)肌肉的收缩过程在完整机体内，肌肉的收缩是由运动神经以冲动形式传来的刺激引起的。
神经冲动经神经肌肉接头传至肌膜，首先引起肌细胞兴奋，继而触发横桥运动，产生肌肉收缩，收缩肌肉又必须舒张才能进行下一次收缩。
肌丝相对滑动的原理和机制
肌丝相对滑动的原理和机制肌肉丝是机体内一种特殊的细胞结构，由肌肉纤维组成。
其相对滑动是肌肉收缩和舒张运动的基础原理之一。
为了更好地理解肌丝相对滑动的机制，我们需要从肌肉的结构入手。
肌丝的结构可分为粗肌丝和细肌丝。
粗肌丝主要由肌纤维蛋白组成，细肌丝主要由肌球蛋白组成。
肌纤维蛋白和肌球蛋白都属于蛋白质家族，是一种具有高度有序的螺旋结构。
当肌肉受到刺激时，神经冲动会引起肌肉的收缩。
此时，神经末梢释放的乙酰胆碱会与肌肉纤维结合，进而释放出钙离子。
钙离子会调节粗肌丝上的肌球蛋白，并与肌纤维蛋白相互作用，从而使肌纤维蛋白发生构象改变。
在构象改变的过程中，肌纤维蛋白上的球蛋白结构会解开，暴露出肌纤维蛋白上的结合位点。
这时，细肌丝的肌球蛋白能够与暴露出的结合位点相结合。
当肌球蛋白结合到肌纤维蛋白上时，肌肉就会发生收缩。
在肌球蛋白与肌纤维蛋白结合的过程中，肌纤维蛋白会发生收缩，并拉动肌球蛋白产生滑动。
这个过程涉及到肌肉内部的一系列分子和化学反应，其中最重要的是肌球蛋白与肌纤维蛋白之间的相互作用。
肌球蛋白和肌纤维蛋白之间的相互作用主要通过钙离子的调节来实现。
当肌肉收缩时，钙离子被释放到肌纤维蛋白上，从而促使肌纤维蛋白发生构象改变。
这个过程类似于锁和钥匙的结合，肌球蛋白就是钥匙，肌纤维蛋白就是锁。
当肌纤维蛋白发生构象改变时，它会通过减小肌球蛋白结合位点之间的距离，拉动肌球蛋白相对滑动，使肌纤维蛋白和肌球蛋白之间的结合位点发生“断续结合”。
这个过程类似于齿轮与齿轮之间的相互作用，当一个齿轮运动时，另一个齿轮也会跟着滑动。
肌丝相对滑动的机制主要依靠肌纤维蛋白和肌球蛋白之间的相互作用，同时还依赖于钙离子的调节。
肌肉收缩和舒张运动的对称性使得这种相对滑动的机制成为可能。
总结起来，肌丝相对滑动的原理和机制是由肌纤维蛋白和肌球蛋白之间的相互作用所驱动的。
当肌肉受到刺激，钙离子的释放会调节肌纤维蛋白的构象改变，从而拉动肌球蛋白的相对滑动。
肌肉收缩与舒张的作用
肌肉收缩与舒张的作用
肌肉收缩与舒张的作用主要体现在以下几个方面：
1.维持姿势：肌肉收缩和舒张有助于维持身体的姿势，使身体保持稳定。
例如，当身体处于站立姿势时，腿部和腹部肌肉的收缩和舒张帮助身体保持平衡，防止摔倒。
2.运动：肌肉收缩和舒张是实现运动的关键。
当肌肉收缩时，会产生力量，使身体部位移动。
而肌肉的舒张则有助于放松肌肉，为下一次收缩做准备。
例如，当进行举重训练时，肌肉的收缩会推动杠铃上升，而肌肉的舒张则使肌肉放松，避免过度疲劳。
3.保护关节：肌肉收缩和舒张有助于保护关节，减少关节受到外力的冲击。
例如，当跌倒时，肌肉的快速收缩可以吸收冲击力，减轻关节的负担。
4.维持体温：肌肉收缩和舒张有助于维持体温的稳定。
例如，当感到寒冷时，肌肉会收缩以产生热量，帮助身体保暖。
5.促进血液循环：肌肉收缩和舒张有助于促进血液循环。
当肌肉收缩时，会挤压血管，使血液流动加快。
这有助于将氧气和营养物质输送到肌肉组织中，同时也有助于排出代谢废物。
总之，肌肉收缩和舒张在维持身体姿势、实现运动、保护关节、维持体温和促进血液循环等方面都起着重要的作用。
肌肉收缩
教学目标： 教学目标：
细胞的生物电现象。 细胞的生物电现象。 肌肉收缩的力学特征。 肌肉收缩的力学特征。 掌握运动对骨骼肌纤维的影响。 掌握运动对骨骼肌纤维的影响。 了解肌电图在体育科学中的应用。 了解肌电图在体育科学中的应用。
教学重点与难点： 教学重点与难点：
静息电位和动作电位形成的机制。 静息电位和动作电位形成的机制。 不同类型骨骼肌纤维的区分方法。 不同类型骨骼肌纤维的区分方法。 不同类型骨骼肌纤维的特征以及 骨骼肌纤维类型与运动的关系。 骨骼肌纤维类型与运动的关系。
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（二）动作电位(action potential，AP) ，
1.概念： 1.概念：是指各种可 概念 兴奋细胞受刺激后， 兴奋细胞受刺激后， RP的基础上 的基础上， 在RP的基础上，膜 内外电位发生的快 速倒转和复原的过 程。 2.波形 2.波形
Ap分期（以神经细胞为例） 分期（以神经细胞为例） 分期
二、肌肉收缩的力学特征
（一）后负荷对肌肉收缩 的影响—— ——张力与速度 的影响——张力与速度 关系 后负荷： 后负荷：后负荷是 肌肉收缩开始之后所遇 到的负荷 。 速度曲线： 力-速度曲线：固定 前负荷不变, 前负荷不变,让肌肉在不 同的后负荷条件下进行 等张收缩。 等张收缩。把肌肉所产 生的张力和缩短初速度 绘成坐标曲线。 绘成坐标曲线。
St.
V ( 0.01 ) …… ( ) ( ) …… ( ) ( ) ( ) threshold intensity max. intensity
2、强度-时间曲线 强度强度-时间曲线： 强度 时间曲线：引起组织兴奋所需的阈强度和刺激的作 时间曲线 用时间呈反变关系。如果以刺激强度变化为纵坐标， 用时间呈反变关系。如果以刺激强度变化为纵坐标，刺 激的作用时间为横坐标， 激的作用时间为横坐标，将引起组织兴奋所需的刺激强 度和时间的上述关系，描绘在直角坐标系中， 度和时间的上述关系，描绘在直角坐标系中，可得到一 条曲线，称强度-时间曲线。 条曲线，称强度 时间曲线。 时间曲线 基强度： 基强度：刺激的强度低于某 一强度时， 一强度时，无论刺激的作用 时间怎样延长， 时间怎样延长，都不能引起 组织兴奋， 组织兴奋，这个最低的或者 最基本的阈强度，称为基强 最基本的阈强度， 度。