肌肉收缩形式与物理特性共27页文档
肌肉收缩
五、训练对肌纤维的影响
（一）运动能引起肌纤维组成的改变。 ① 快肌亚型（Ⅱa和Ⅱb）在训练影响下可相互转化。 ② 专门性的训练可使慢肌纤维和快肌纤维互相转 变，这种转变的中介是快C纤维，即：慢肌纤维 → 快C纤维 →快肌纤维 （二）不同训练形式对肌纤维影响 经常进行体育锻炼或系统的运动训练，可使肌肉 功能得以改善：肌纤维增粗、肌原纤维增多。
二、两类肌纤维的形态、代谢和生理特征
1.形态特征 FT
① 直径大、肌浆网发达
② 大α神经元 ③ 肌红蛋白含量高
ST
直径小、线粒体多而大 毛细血管密度大 小α神经元 肌红蛋白含量低
2.代谢特征： FT ① 无氧代谢酶活性高 ② 糖原含量多
ST 有氧代谢酶活性高 甘油三酯含量高
3.生理特征
①收缩速度：肌肉中快肌纤维收缩速度较快。
（二）兴奋在神经-肌肉接点传递的机制 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骨骼肌神经-肌接头。
二 、肌维的兴奋-收缩耦联
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 肌细胞收缩
第三节 细胞的生物电现象
（一）静息电位：安静时存在于细胞膜内外两侧的电位差 。 特点：内负外正、相对恒定 （二）动作电位：接受刺激后，在细胞膜两侧发生一次可 传 播的电位变化。 （三）膜的极化：生理学将静息电位存在时膜两侧所保持 的 内负外正状态，称为膜的极化。在一定条 件下如细胞受到刺激，膜的极化状态就可 能发生改变。 如膜内电位负值减小，称 为去极化；相反，如膜内电位负值增大， 称超极化；膜去极化后，又恢复到安静时 的极化状态，则称复极化。
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。
生理学 考研资料 肌肉收缩
（二）收缩原理 1、肌丝滑动学说：
（4）横桥ATP酶激活——ATP分解——释放能量—— 此能量使横桥向 M 线的方向摆动——细肌丝在 粗肌丝间向M 线方向滑动——肌节缩短——肌 肉收缩
（5）当肌质中钙离子浓度下降后，肌钙蛋白与钙离子 分离，肌钙蛋白恢复原来构型，原肌球蛋白又掩 盖了结合位点，产生位阻效应，肌动球蛋白分开， 细肌丝从粗肌丝中滑回到原来位置，肌肉舒张。
C、肌钙蛋白（Troponin）：由三个亚基组成。 T亚基：原肌球蛋白结合亚基；I亚基：可与肌动蛋白 结合，阻碍肌动蛋白与肌球蛋白之间的互作。 C亚基： 钙结合蛋白：每个分子可与两个钙离子结合。
2、肌管系统（Sarcotubular System）: （1）横管系统（T管，Transverse Tubule) 由肌膜凹陷横贯深入细胞内而成，包绕每 根肌原纤维，与细胞外液相通。动作电位可由 横管系统传入到肌纤维内部。 （2）纵管系统（L管，Longitudinal Tubule） 相当于一般细胞中的滑面内质网，故亦称 肌质网（Sarcoplasmic Reticulum）。包绕每个 肌节。在明带和暗带交界处膨大成泡状，称之 为：终末池（Terminal Cisterna)。两个终末池 之间有一条横小管，构成所谓的三联管。源自舒张时肌球蛋白横桥
M线
收缩时
M线
原肌球蛋白 肌钙蛋白
肌动蛋白
肌丝滑动学说模式图
2、骨骼肌兴奋－收缩偶联 概念：从肌肉兴奋的电变化开始到导致肌肉收 缩的机械变化的中间过程
三个步骤： 1、电兴奋通过横管系统传向肌细胞深处 2、三联管结构的信息传递 3、肌质网对钙离子的贮存、释放和再贮存
肌肉收缩和舒张的相互转化过程：
（1）单方向传递：原因？？？
受体的位置
肌肉收缩
静 息 电 位 和 动 作 电 位
一、静息电位和动作电位
（二）动作电位 膜电位迅速而短暂波动，称为动作电位 。 除极相 复极相 锋电位 后电位
二、静息电位和动作电位形成的原因
霍奇金(Hodgkin)的离子学说认为，生物电 的产生依赖于细胞膜两侧离子分布的不均 匀性和膜对离子严格选择的通透性，及其 不同条件下的变化，而膜电位产生的直接 原因是离子的跨膜运动。
二、肌管系统
横管和两侧的终池构成所谓三联管结构。 纵管和终池是钙离子的贮库，在肌肉活动 时实现钙离子的贮存、释放和再积聚。三 联管是把肌细胞膜的电变化和细胞的收缩 过程耦联起来的关键部位。
第二节 肌肉的特性
一、肌肉的物理特性
伸展性 弹性 粘滞性
肌肉的物理特性受温度的影响。
二、肌肉的生理特性
第2章 肌肉收缩
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 肌肉中结缔组织对肌肉收缩的影响以及 肌电图在体育科研中的应用也作简要的 介绍。
肌动蛋白 原肌球蛋白 肌钙蛋白
细肌丝的蛋白组成
细肌丝的分子组成
一、肌原纤维
（三）细胞骨架 细胞外骨架 细胞骨架 细胞内骨架
结蛋白
说明肌肉的收缩形式及其特点
说明肌肉的收缩形式及其特点肌肉收缩是指肌肉纤维的缩短和产生力量的过程。
在人体中，肌肉的收缩形式有三种：等长收缩、等长收缩和吐力收缩。
每种收缩形式都有其特点和在不同情况下的应用。
本文将深入探讨这三种收缩形式，并分享我对它们的观点和理解。
一、等长收缩等长收缩是指肌肉纤维在保持长度不变的情况下产生力量。
这种收缩形式也被称为异性收缩或等长吐力收缩。
在等长收缩中，肌肉纤维的长度不发生变化，但肌肉仍能产生力量。
等长收缩的特点在于能够维持身体的姿势和支撑重量。
举个例子，当我们保持站立时，肌肉会持续进行等长收缩来维持身体的平衡。
另外，许多体力活动，如提重物或进行静力支撑，也需要等长收缩来维持身体的姿势和支持。
等长收缩产生的力量主要取决于肌肉纤维的数量和神经肌肉的激活程度。
通过训练，我们可以增加肌肉的数量和改善神经肌肉的协调性，从而提高等长收缩的力量。
我的观点和理解：等长收缩是人体肌肉收缩的重要形式，它在日常生活和许多体力活动中发挥着重要的作用。
通过练习和训练，我们可以提高肌肉的等长收缩力量，以便在各种情况下维持姿势和支持重量。
二、等速收缩等速收缩是指肌肉纤维在产生力量的同时缩短长度。
这种收缩形式也被称为同向收缩或同步收缩。
在等速收缩中，肌肉纤维同时产生力量和缩短长度，使肌肉纤维拉紧。
等速收缩的特点是能够产生较大的力量和速度。
它主要用于各种快速动作，如跑步、跳跃和快速抓取物体等。
肌肉通过等速收缩可以迅速产生力量并快速完成动作。
等速收缩的力量主要取决于肌肉纤维的横截面积和神经肌肉的协调性。
通过力量训练和快速动作的练习，我们可以增加肌肉纤维的横截面积和提高神经肌肉的协调性，从而增强等速收缩的力量和速度。
我的观点和理解：等速收缩在快速动作中起着重要作用，如运动员的爆发力和速度训练。
通过锻炼和训练，我们可以提高肌肉的等速收缩能力，从而在快速动作中表现出更好的力量和速度。
三、吐力收缩吐力收缩是指肌肉纤维在缩短长度的同时产生力量。
动物生理学-肌肉收缩-课件
粗肌丝-----肌凝蛋白（肌球蛋白）*头部： 横桥（cross-bridge） 与肌动蛋白结合 ATP酶活性（需与肌动蛋白结合 ）*杆部 ： 粗肌丝主杆
细肌丝* 肌动蛋白（肌纤蛋白，actin）组成细肌丝主杆与横挢结合，激活其ATP酶* 原肌球蛋白（tropomysin）阻止肌动蛋白与横挢结合* 肌钙蛋白（tropoin）TnT：与原肌球蛋白结合TnI： 肌动蛋白结合TnC：与Ca2+结合
肌管系统
L管在接近肌小节两端的T管处，形成特殊的膨大，称为终末池(或称连接肌浆网Junctional SR,JSR)，内贮存大量Ca2+ 。
三联管
靠近T管的终末池上有释放Ca2+的通道（或称ryanodine receptor, RYR）。 在与之对置的横管膜或肌膜上有一种L型的Ca2+通道（L-type Ca2+ channel）。
② 等长收缩 实验条件下，将肌肉的两端固定，当肌肉收缩时长度不能缩短，而肌肉收缩过程中只有张力升高。
如体操中的“十字支撑” “直角支撑” 武术中的站桩
2. 影响骨骼肌收缩的因素
前负荷（preload） 肌肉收缩之前所遇到的负荷， 决定初长度 *初长度（initial length） 肌肉收缩之前的长度 *长度-张力曲线
第三节 骨骼肌细胞的兴奋-收缩耦联
1.概念: 将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联系起来的中介机制称为兴奋-收缩耦联(excitation-contraction coupling)。2.结构基础: 肌管系统,关键部位为三联管结构。
肌肉的收缩原理
肌肉的收缩原理一肌肉的收缩过程（一）肌丝滑动学说在十九世纪就已经用光学显微镜观察到肌小节中的带区。
同时还观察到，当肌肉缩短或被牵张时肌小节的长度发生变化。
Andrew F. Huxley和R. Niedergerke用特制的干涉显微镜精确地测量肌小节的长度，在1954年确认了十九世纪的报告，即在肌肉缩短时A带的宽度保持不变，而I带和H区变窄。
在肌肉被牵张时，A带的宽度仍然保持不变，而I带和H区变宽。
同年，Hugh E. Huxley 和Jean Hanson 报告，用相差显微镜观察到在肌小节缩短或被牵张时，肌球蛋白丝和肌动蛋白丝的长度不变，而肌球蛋白丝和肌动蛋白丝重叠的程度发生变化。
主要基于这两方面的证据，H. E. Huxley 和A. F. Huxley 在1954年分别独立的提出肌肉收缩的肌丝滑行学说（sliding-filament theory of muscle contraction）。
这个学说认为在收缩时肌小节的缩短（也就是肌肉的缩短）是细肌丝（肌动蛋白丝）在粗肌丝（肌球蛋白丝）之间主动地相对滑行地结果。
肌小节缩短时，粗肌丝、细肌丝地长度都不变，只是细肌丝向粗肌丝中心滑行。
由于粗肌丝地长度不变，因之A带地宽度不变。
由于肌小节中部两侧地细肌丝向A带中间滑行，逐渐接近，直到相遇，甚至重叠起来，因此H区地宽度变小，直到消失，甚至出现反映细肌丝重叠地新带区。
由于粗肌丝、细肌丝相向运动，粗肌丝地两端向Z线靠近，所以I带变窄。
当肌肉牵张或被牵张时，粗肌丝、细肌丝之间地重叠减少。
肌丝滑行学说根本不同于早期地肌肉收缩学说。
早期有些研究者曾经提出，肌肉收缩是由于蛋白质分子本身地缩短。
蛋白质分子地缩短或是由于折叠型分子增加折叠地结果；或是由于螺旋形分子改变螺旋距或直径地结果。
与此相反，肌丝滑行学说主张长度不变地肌丝主动相对滑行是由于肌球蛋白横桥地活动在肌球蛋白丝与肌动蛋白丝之间产生力的结果。
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。
肌肉收缩类型及特点
肌肉收缩类型及特点一、引言肌肉是人体中最重要的组织之一，也是人体能量消耗的主要来源。
肌肉收缩是人体运动的基础，而不同类型的肌肉收缩对于不同类型的运动有着不同的适应性和特点。
本文将详细介绍肌肉收缩类型及其特点。
二、横纹肌和平滑肌1.横纹肌横纹肌是人体中最常见的一种肌肉类型，也是我们通常所说的“骨骼肌”。
它由多个束状单元构成，每个单元内部由许多平行排列的小丝束组成。
这些小丝束又由许多蛋白质分子构成，其中最重要的两种蛋白质分别为肌球蛋白和肌动蛋白。
2.平滑肌平滑肌分布在全身各个器官中，如血管、胃、小肠等。
与横纹肌不同，平滑肌没有明显可见的条纹状结构。
它们由长而细的单元组成，并通过神经调节或荷尔蒙调节进行控制。
三、三种不同类型的横纹肌收缩1.快速肌收缩快速肌收缩是一种快速而短暂的肌肉收缩，它能够在短时间内产生高强度的力量。
这种类型的肌肉主要分布在人体中需要进行爆发性、高强度运动的部位，如手臂、腿部等。
快速肌收缩主要依赖于ATP（三磷酸腺苷）的供应，而ATP又通过不同的代谢途径得以生成。
2.慢速肌收缩慢速肌收缩是一种相对较慢而持久的肌肉收缩，它能够长时间维持低强度运动。
这种类型的肌肉主要分布在人体中需要进行长时间低强度运动的部位，如背部、腰部等。
慢速肌收缩主要依赖于氧气和脂肪酸等能量物质来供应。
3.快慢混合型收缩快慢混合型收缩是介于快速和慢速之间的一种类型，它具有两者之间特点的混合形式。
这种类型的肌肉主要分布在人体中需要进行中等强度运动的部位，如腹部、臀部等。
四、肌肉收缩类型的适应性不同类型的肌肉收缩对于不同类型的运动有着不同的适应性和特点。
例如，快速肌收缩主要用于爆发性运动，如短跑、举重等；慢速肌收缩主要用于长时间低强度运动，如长跑、游泳等；而快慢混合型收缩则适用于中等强度运动，如篮球、足球等。
此外，不同类型的训练也能够促进肌肉收缩类型的转变。
例如，高强度训练可以促进快速肌纤维数量的增加；而长时间低强度训练则可以促进慢速肌纤维数量的增加。
肌肉生理学揭示肌肉收缩机制和力学特性
肌肉生理学揭示肌肉收缩机制和力学特性肌肉是人体重要的组织之一，对于人体运动和体力活动具有重要的作用。
肌肉的收缩机制和力学特性是肌肉生理学的研究重点。
通过揭示肌肉收缩机制和力学特性，我们能够更好地理解肌肉的功能和运动的原理。
一、肌肉的结构与功能肌肉由许多纤维束组成，每个纤维束内部包含许多肌纤维。
肌纤维中有丰富的蛋白质，其中肌动蛋白和肌球蛋白是肌肉收缩的关键蛋白。
肌肉的主要功能是产生力和实现运动。
二、肌肉收缩的机制肌肉收缩是肌肉纤维中肌动蛋白和肌球蛋白的相互作用过程。
当神经冲动到达肌肉纤维时，肌动蛋白和肌球蛋白发生结合，形成肌肉纤维的重复单位——肌节。
肌蛋白的结合和解离在肌肉收缩过程中起着重要作用。
三、肌肉收缩的力学特性1. 肌肉张力-T关系：肌肉收缩过程中，张力和肌肉长度（或者相对长度）之间存在着一定的关系。
当肌肉处于最佳长度状态时，张力最大，称为最大等长收缩。
2. 肌肉力度-F关系：肌肉的力度取决于肌肉纤维的数量和类型、收缩速度以及神经激活水平。
肌肉力度-F关系呈现出特定的模式，即力度随肌肉长度而变化。
3. 肌肉收缩速度-力度关系：肌肉的收缩速度对力度有影响。
一般情况下，肌肉在高速收缩时的力度较低，而在低速收缩时的力度较高。
4. 肌肉的可塑性：肌肉可通过适当的锻炼和训练而发生改变，肌肉纤维的数量、类型和代谢能力都能得到调整。
肌肉生理学的研究对于理解肌肉收缩机制和力学特性非常重要，它不仅帮助我们理解肌肉的基本功能，还可以指导我们进行合理的训练和康复计划。
通过进一步了解肌肉的结构和功能，我们可以更好地了解人体的生物力学特性和运动原理。
因此，肌肉生理学的研究对于人类运动和健康至关重要。
总结起来，肌肉生理学的研究可以揭示肌肉收缩的机制和力学特性。
肌肉收缩主要通过肌动蛋白和肌球蛋白的结合和解离来完成，肌肉的结构与功能以及肌肉的张力-T关系、力度-F关系、收缩速度-力度关系等也是肌肉生理学研究的重点。
通过深入研究肌肉生理学，我们能够更好地了解肌肉的功能和运动机制，从而指导合理的锻炼和康复计划。
肌肉收缩电子版
第一章肌肉收缩本章教学目的与要求：掌握神经肌肉兴奋的产生、传导和兴奋在神经肌肉接点的传递，肌肉收缩的滑行理论、肌肉收缩的形式、力学特征。
了解肌电图概念及其在体育实践中的应用。
本章的教学重点：引起兴奋的刺激条件；单收缩和强直收缩；后负荷和前负荷对肌肉工作影响；难点：兴奋产生的机制；肌肉的收缩过程；肌肉的张力与速度关系。
第一节：神经肌肉的兴奋性与生物电现象第二节：肌肉的收缩原理第三节：肌肉收缩的形式与力学特征[提要] 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；此外肌肉中结缔组织对肌肉收缩的影响以及肌电图在体育科研中的应用也作简要的介绍。
在完整的机体内，肌肉的收缩是由神经冲动引起的，即来自中枢神经系统的神经冲动传至脊髓运动神经元后，经运动神经纤维传递给所支配的肌纤维，从而引起肌肉收缩。
因此，阐述肌肉的收缩，应包括神经肌肉的兴奋性，兴奋的产生、传导、传递，以及肌肉的收缩过程、机制、形式及其力学特征等基本内容。
第一节神经肌肉的兴奋性和生物电现象一、兴奋和兴奋性概念。
1、兴奋性：生物体具有对刺激发生反应的能力，称之为兴奋性。
兴奋性是神经肌肉最重要的生理特性。
例如，将制备好的蛙的坐骨神经- 腓肠肌标本置于一定的环境下，刺激坐骨神经干，几乎立即出现肌肉收缩。
该实验表明，神经肌肉具有兴奋性。
在体内除了神经肌肉具有兴奋性外，其它组织和细胞也都具有兴奋性，但以神经、肌肉和腺细胞兴奋性最高，用较小的刺激强度就能表现出某种反应，习惯上将它们称为可兴奋细胞(Excitable Cell)。
2、动作电位：接受刺激后，在细胞膜两侧发生一次可传播的电位变化，称动作电位。
从这个意义上讲，兴奋性又特指组织细胞接受刺激具有产生动作电位的能力，而兴奋(Excitation)则是产生动作电位本身或动作电位同义语。