肌肉收缩的形式及力学分析

肌肉力量增加可以提高运动速度。
邢台学院体育系 张贵婷 握推力量不同的人在不同负荷下的运动时间
（四）肌肉收缩的总和 1、单收缩： 整块肌肉或单个肌纤维接受一次刺激后， 产生一个动作电位→ 进行一次机械性收缩。
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2、强直收缩： 肌肉接受间隔时间很短的连续刺激→发生 的持续缩短状态。
肌肉收缩的形式 邢台学院体育系 张贵婷
强直收缩是各次单收缩的机械叠加现象。 • 强直收缩并非动作电位的叠加，动作电位始 终是分离的，所以强直收缩的收缩幅度和收缩力 比单收缩大。
①不完全强直收缩:当新刺激落在前一次收缩的 舒张期,所出现的强而持久的收缩过程称之。 ② 完全强直收缩: 当新刺激落在前一次收缩的 缩短期,所出现的强而持久的收缩过程称之。
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2、运动对肌肉结缔组织的影响： （1）长期运动可提高肌腱的抗张力量和抗断 裂力量。 肌腱是由成束的胶元纤维组成。
肌腱横截面积远小于肌肉，但抗张应力很大。 -1 运动时肌腱抗张应力约350—420kg.cm ，其安全应 力大约为断裂应力的三分之一，为210kg.cm-1。 肌腱抗张应力通常超过其骨上附着点的抗张应力。 因而运动损伤时，常导致肌腱撕脱而不是断裂。
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(五)肌肉的弹性成分：
1、肌肉的弹性成分是结缔组织。
弹性成分和肌肉的收缩成分呈串联或并联关系。
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弹性成分包括： 肌肉的结缔组织(包括肌肉两端的肌腱和肌 肉内部的肌内膜、肌束膜、肌外膜),肌节中的 Ｚ线和Ｍ线等。 1、当收缩成分收缩时，弹性成分被拉长，将一 部分能量以弹性势能的形式贮存起来； 2、当能量贮存足够大时，以弹性反作用力形式 释放出来，克服负荷阻力，使负荷产生移动。
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（2）肌肉的长度： 决定肌肉工作时能缩短的最大距离。 每块肌肉中肌小节的长度相对是一样的。 肌肉长度大，表明串联着的肌小节数量多， 肌肉收缩时，缩短的程度就大。 肌纤维平行排列的肌肉，在其它条件相同 时，其机械功的大小与肌肉长度成正相关 （即肌肉越长，缩短的距离越大，肌肉作功 能力就越大）。
三种肌肉收缩形式的比较
二、肌肉收缩的力学分析
（一）肌肉收缩的张 力—速度关系：
力量-速度曲线：
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 活性，与活化的横桥数目 无关。
邢台学院体育系 张贵婷 力量-速度曲线（离体肌肉）
（二）肌肉收缩的长度—张力关系：
肌节最适初长（2.02.2m）：粗细肌丝重叠 佳，肌缩速度、幅度和 张力最大； 大于最适初长：粗细肌 丝重叠↓，肌缩速度、 幅度和张力↓； 小于最适初长：粗细肌 丝重叠↓，肌缩速度、 幅度和张力虽然↑，但 不如最适初长时。
等动收缩和等张收缩区别 等动收缩时在整个运动范围内都能产生最 大的肌张力，等张收缩则不能。 等动收缩的速度可以根据需要进行调节。
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源自文库
邢台学院体育系 张贵婷 等动收缩时在整个运动范围内肌肉都产生最大张力
(二)拉长收缩（离心收缩）：肌肉在收缩 产生张力的同时被拉长的收缩。
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。 搬运重物时：将重物放下、 下坡跑和下楼梯等需要肌 肉进行离心收缩。
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（三）肌肉收缩能力的改变对肌肉收缩的影响： 肌肉收缩能力：指与负荷无关、决定肌缩效 应的内在特性。 肌肉收缩能力↑→肌缩速度、幅度和张力↑ 肌肉收缩能力↓→肌缩速度、幅度和张力↓
调节和影响肌肉收缩能力的内在因素： 神经递质、体液物质、病理因素和药物等。 如甲状腺素和体育锻炼能提高心肌肌球蛋白的 ATP酶 活性，增强心肌收缩力。老年人因心肌肌球蛋白分子 邢台学院体育系 张贵婷 结构的改变，ATP酶活性降低，心肌收缩力减弱。
2.肌电
在负荷相同的情况下，离心收缩的IEMG较向心收缩低。
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3.代谢
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 向心收缩。
肌肉离心收缩，心率、心输出量、肺通气 量、肺换气效率、肌肉的血流量和肌肉温度等 均低于向心收缩。
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(三)等长收缩
肌肉在收缩对其长度不变。
（为静力收缩）
如体操中的“十字支撑”、“直角支撑”
和武术中的站桩 。
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骨骼肌不同收缩形式的比较 1.力量
同一块肌肉，在收缩速度相同的情况下，离心收缩 可产生最大的张力。
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。
4.肌肉酸疼
肌肉做退让工作时容 易引起肌肉酸疼和损伤。 研究表明，大负荷肌 肉离心收缩比向心收缩 更容易引起肌肉酸疼和 肌纤维超微结构以及收 缩蛋白代谢的变化 。
离心收缩、等长收缩和向心收缩后的 肌肉酸疼之比较 离心收缩导致的肌肉酸疼最明显， 邢台学院体育系 张贵婷 向心收缩导致的肌肉酸疼最不明显
当屈肘举起一恒定负荷时肌肉收缩产生的张力随关节 邢台学院体育系 张贵婷 角度而变化
1、等张收缩:
肌肉在收缩时, 张力相等,长度发 生改变的收缩.
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2、等动收缩
在整个关节运动范围内肌肉以恒定的速度， 且肌肉收缩时产生的力量始终与阻力相等的肌 肉收缩。
等动练习是提高肌肉力量的有效手段。
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(六)肌肉的功率和机械功
1、肌肉的做功 物体在力的作用下移动—该力对物体作功。 其值等于力和物体沿力方向移动距离的乘积。 公式表示： W（功）＝F（力）· S（距离）cosθ （θ为F和S之间夹角）
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肌肉作功主要是指肌肉作的机械功。 肌肉机械功的大小取决于： 肌肉收缩时产生的张力和肌肉长度变化。 （1）肌肉的生理横断面： 是肌肉所有肌纤维横断面积的总和。 在其它条件相同下，肌肉生理横断面愈大， 包含的肌纤维也愈多，它所产生的张力也愈大。
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长期运动可提高肌腱的抗张力量和抗断裂力量 ☆运动训练可提高肌腱的抗张应力，特别是肌 腱与骨结合区的结合能力和力量，使肌腱能承 受更大的拉力。 ☆肌腱工作能力的提高可能与运动导致肌腱增 粗和胶元含量增加有关。
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（2）长期运动可使肌中结缔组织肥大。 肌肉超负荷训练后，在引起肌肉肥大的 同时，肌中结缔组织也相应增加。