运动生理学_02肌肉活动

等的肌肉收缩。
⑵ 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。
(二)拉长收缩（离心收缩） 1 概念：肌肉收缩时产生张力小于外加阻力时，肌肉 虽积极收缩但仍被拉长。 2 作用：制动、减速、克服重力 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
形态学特征 肌纤维的直径 肌浆网（内质网） α-运动神经元 毛细血管网 血液供应 线粒体 在一肌肉中的位置 肌纤维数量 突触小泡 神经肌肉接点 终板面积 神经支配 Ⅰ型（慢肌） 细 不发达 小 较丰富 多 多、大 深部 少 少 无皱折 小 少 Ⅱ（快肌） 粗 发达 大 不太丰富 少 少、小 表浅 多 多 后膜有皱折 大 多
曲 线 特 点
当强度小于A点时（即曲线右侧）无论刺激时间多 长，都不产生兴奋； 当强度小于B点时（即曲线左侧）无论刺激强度多 大，也不产生兴奋； 只有在A、B两点之间，强度、时间呈反相关。
⑵ 基强度:在强度— 时间变 化变率一定时，当刺激强度 低于某一数值时，无任刺激 时间多长，也不引起组织兴 奋，此最低刺激强度。 ⑶ 时值:用两倍基强度刺激 组织，引起组织兴奋所需的 最短持续时间。
(三)等长收缩（静力收缩） 1 概念：肌肉收缩时产生的张力等于外加阻力，虽积 极收缩但长度不变。 2 作用：对运动环节固定、支持和保持身体姿势
如体操中的“十字支撑”、武术中的站桩
三、肌肉收缩的力学特征
（一）肌肉收缩的张力与速度关系 1.力量-速度曲线：同一肌 肉在不同后负荷条件下， 产生的张力与缩短初速 度的坐标图 2 后负荷：肌肉开始收缩 时，才遇到的负荷。 3 产生机制 • 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。
4 应用
P=0 有效增大收缩速度； P=100%P0有效增大张力； P=30%或60%收缩速度和张力全面增加
（二）肌肉收缩的长度与张力关系 1 前负荷—肌肉收缩以前就已遇到的负荷。 2 初长度—肌肉收缩 前所处的长度 3 最适初长度—肌肉 初长度增至某 值时，产生的 生理效应最大， 此长度为~
第四节 肌纤维类型与运动能力
二、缩短收缩、拉长收缩 和等长收缩
(一)缩短收缩(向心收缩) 概念：肌肉收缩时，产生 的张力大于外加阻力时, 肌肉收缩变短,并牵拉骨 杠杆做向心收缩。 特点：收缩时肌肉长度缩 短、起止点相互靠近，因 而引起身体运动。
分为
等张收缩 等动收缩
1、等张收缩:肌肉在收缩时,张力相等,长度发生改变 的收缩. 2、等动收缩 ⑴ 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
遗传学研究表明：肌纤维类型百分比组成很大 程度上决定于遗传。
四、肌纤维类型与运动能力
Costill研究：肌纤维百分比组成具有明显的运动 的项目特异性，如表2-2 时间短、强度大项目运动员（优秀短跑运动员）：快肌 纤维百分比从事耐力项目运动员和一般人高； --FT 丰富（约占70~80%） 耐力项目运动员（优秀长跑运动员）：慢肌纤维百分比 高于非耐力项目运动员和一般人； --ST丰富（约占 70~80%） 既需耐力又需速度项目的运动员(优秀中长跑运动员)： 快肌纤维和慢肌纤维百分比相当。--ST、FT分配相当 但发现有个别例外的现象： 则说明：肌纤维类型的分布是影响运动成绩的因素之 一，但不是唯一的。
二、肌肉的生理特性
（一）、兴奋性
1.兴奋：生物体受到刺激后产生生物电（动作 电位）反应。 2.兴奋性：生物体对刺激发生反应的能力。 3.可兴奋细胞:只需较小刺激强度，便能迅速作 出反应的细胞。 4.反应:生物体受到刺激时，其新陈代谢及外部 表现发生相应的改变。 5.刺激:各种能引起生物体发生反应的环境变化。
一 人类肌纤维的类型
（一）根据组织化学染色法 慢肌Ⅰ型（ST） 快A （Ⅱa） 快肌Ⅱ型（FT） 快B （Ⅱb） 快C （Ⅱc） 快收缩糖酵解型（FG） （二 ）按代谢特点分 快收缩氧化酵解型（FOG 慢收缩氧化型（SO） 肌纤维类型的百分比构成：不同类型的肌纤维在肌肉 中所占的百分比
二、两类型肌纤维的形态、代谢及生理特征 (一)不同肌纤维的形态特征
第二章 肌肉活动 目的：1掌握两类肌纤维的特点； 2掌握训练对两类肌纤维的影响 3掌握兴奋产生的机理 4掌握肌肉收缩机理及收缩形式
第一节 肌肉的特性
一、骨骼肌的物理特性
• 伸展性：骨骼肌在受到外力牵拉或负重时可被拉长 的特性。
• 弹性：而当外力或负重取消后，肌肉的长度又可恢 复的特性。 • 粘滞性：肌浆内各分子之间的相互摩擦作用所产生 的特性。
头部有一膨大部——横桥: ①能与细肌丝上的结合位 点发生可逆性结合;
②具有ATP酶的作用。 肌动蛋白 2 细肌丝: 原肌球蛋白 肌钙蛋白：
1）肌动蛋白：单个呈球开形，构成细丝时，呈双螺旋 状，一端固定于z线上，其上有与肌球蛋白结合点 2）原肌球蛋白：呈双螺旋结构与肌动蛋白平行排列， 安静时，覆盖结合点。 3）肌钙蛋白：呈球形，含有三个亚单位的复合体。亚 单位I、亚单位T和亚单位C分别对肌动蛋白、原肌球蛋 白和Ca2+。
3、神经-肌肉接头的兴奋传递特点 1）化学性传递 2）兴奋呈1对1传递 3）单向性传递 4）时间延搁（0.5～1.0mv） 5）高敏感性(易受化学和其它环境因素影响,易疲劳)
（二） 肌肉的兴奋-收缩耦联 肌肉的收缩是由运动神经冲动刺激引起的。 1.兴奋-收缩偶联概念： 肌细胞兴奋过程以细胞膜的电变化为特征与肌 丝滑行为基础的收缩过程之间联系中介
二、肌管系统
1 横管（T）系统: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（L）系统: 肌质网系统 终池:肌质网在接近横小 管处形成特殊的膨大。 3 三联管结构:每一个横 管 与其想邻的终末池构成复 合结构.
二、肌肉收缩与舒张 （一）、兴奋在神经肌-肉接点的传递 1、神经-肌肉接点的结构
①接头前膜(终板前膜)
②接头间隙(终板间隙) ③接头后膜(终板后膜)
2、神经-肌肉接点传递的机制 运动神经末梢去极化 Ca2+进入神经膜内 兴奋—分泌偶联
突 Ach的释放 神经分泌 触 传 R—Ach 化学接受 递 终板电位 肌膜锋电位 肌肉收缩 兴奋—收缩偶联
兴奋冲动经过运动终板传递 过程示意图
三、局部兴奋 1 局部兴奋：细胞膜受到阈下刺激，局部Na+通道少量 开放，产生局部较小的电位改面变。
2 局部兴奋的特点：
不是“全或无”的
只作电紧张性扩布
没有不应期
时间总和 空间总和
有总和现象
第二节
1 组成 收缩成分
肌肉收缩与舒张原理
单块肌肉的组成
肌纤维 产生张力 结缔组织 支持 弹性成分 神经组织 营养 血管 调节 2 组成成分之关系 串联 ① 结构关系 并联 弹性成分贮存收缩成分收缩时释放的能 量，后反弹释放增加力量或速度 ② 功能关系 弹性成分缓冲收缩成分产生的张力，保 护作用
2 兴奋-收缩耦联的过程 ①兴奋通过横管系统传导到肌细胞内部 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-收缩偶联的耦联物
（三）肌肉的收缩与舒张过程
1.骨骼肌收缩过程 终池膜上的钙通道开放 终池内的Ca2+进入肌浆
第三节
肌肉的收缩形式与力学特征
一 单收缩和强直收缩
（一）单收缩 单收缩—肌细胞受一次刺激后， 先产生一次运动电位，紧接着出 现一次机械收缩。 潜伏期—肌细胞受到刺激到开始收缩的时间 （二）强直收缩 强直收缩—肌肉受间隔很短的刺激, 如后一刺激在前一刺激引起收缩的 舒张期结束前达到,肌肉处于一定的 持续缩短状态 完全性强直收缩 分类 非完全性强直收缩
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
2、骨骼肌舒张过程 兴奋-收缩耦联后 肌膜电位复极化 终池膜对Ca2+通透性↓ 肌浆网膜Ca2+泵激活 肌浆网膜[Ca2+]↓ Ca2+与肌钙蛋白解离 原肌凝蛋白复盖的 横桥结合位点 骨骼肌舒张
(二)生理学特征
收缩速度 收缩力量 抗疲劳能力 无氧能力 有氧能力 FT 快 大 弱 高 低 ST 慢 小 强 低 高
三、不同类型肌纤维的分布
研究方法：常常用针刺活检取样法、开放性活检取 样法或尸检法来获得身体中骨骼肌肌纤维组成的 数据。 从表2-1中可以看出男女受试者上下肢肌肉的慢肌纤 维百分比平均为40-60% 肌纤维的百分比分布范围很大：慢肌纤维百分比最 低的为24%，最高的为74.2%
细胞膜内外离子分布不均 细胞膜对离子的通透具有选择性:K+＞Cl-＞Na+＞Pr-
静息状态时，细胞膜对K+的通透性大
[K+] ↑→膜外电位↑(正电场) 膜外为正、膜内为负的极化状态 当扩散动力与阻力达到动态平衡时 产生静息电位 主要由K＋向膜外扩散的结果
2）、动作电位的机理 （1）动作电位的机理 ①细胞内外各种离子的浓度分布不均匀 ②细胞膜对各种离子通透具有选择性 ③膜受刺激， Na+大量内流，膜去极化至反极化 ④ Na+平衡电位， K+快速外流，至静息状态
（二）引起兴奋的刺激条件
引起兴奋的刺激条件 ①一定刺激强度 ②一定刺激作用持续时间 ③一定刺激强度变化率 (三)阈强度和阈刺激 1.阈刺激:凡是能引起组织产生兴奋的最小刺激。 2.阈强度（阈值）:在一定刺激时间和强度-时间变化 率不变，能引起组织产生兴奋的最小刺激强度 。 是评定的最简易指标 （四）强度—时间曲线 ⑴ 强度— 时间曲线：用方波电刺激，固定强度— 时 间变化率不变，观察刺激强度与持续时间关系所绘 的坐标图。
3、静息电位和动作电位形成的原因(霍奇金离子学说) 1） 静息电位产生原理 （1）浓度梯度 膜内K+高，膜外Na+高 机理 （2）膜通透性 只对K+有一定通透性 （3）电场力 静息状态下细胞膜对各种离子通透具有选择性。 通透性：K+ ＞ Cl- ＞ Na+ ＞ Pr-
Βιβλιοθήκη Baidu结：静息电位产生的生理机制：
2）静息电位证明实验
（甲）当A、B电极都位于细 胞膜外，无电位改变，证明 膜外无电位差。 （乙）当 A 电极位于细胞膜 外， B电极插入膜内时，有 电位改变，证明膜内、外间 有电位差。 （丙）当A、B电极都位于细 胞膜内，无电位改变，证明 膜内无电位差。
2、动作电位 1） 动作电位的概念 细胞膜受到有效刺激 时，在受刺激处细胞膜内外 所所发生的一次短促的、可 逆的、并可沿膜向四周传播 的电位波动。 测静息电位 2） 测量 阴极示波器 刺激膜 去极化: -90→0mv 超 射: 0→+30mv 超极化: 电位负得越来越大 复极化：+30→-90mv
（2）动作电位有关特点：
“全或无”现象:无任何种刺激一旦引起膜去极
化
达到阈值，动作电位就会立刻产生，并且就会达到最
大值，动作电位的幅度、波型、变化过程不会因刺激
加强而改变，也不会随传播距离增加而变化。
因为：动作电位由阈电位触发
电位幅度与Na+、K+浓度及膜通透性有关与刺激
强度无关
（3） 动作电位传导： 动作电位一旦在细胞膜的某一部位产生，它就会 在整个细胞膜传播，而且其幅度不会因为传播距离增 加而减弱。 （局部电流）
一、肌肉的微细结构 肌纤维是肌肉收 缩功能的结构单位 (一)粗肌丝和细肌丝 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：两条相邻Z线之间的结构。 是肌肉收缩和舒张的最基本单位. 肌节由粗、细两肌丝构成
(二)肌丝的分子组成 1 粗肌丝:由肌球蛋白组成
（五）兴奋后恢复过程的兴奋变化
不同组织具有不同的兴奋性,同一组织在不同生 理条件下,其兴奋性也不相同,但组织受到刺激后, 兴奋性出现规律性变化: 1 绝对不应期 2 相对不应期 3 超常期 4 低常期
（六）兴奋的本质 1、 静息电位 2）静息电位的概念 （1）静息电位细胞处于安 静状态时，细胞膜内外 所存在的电位差 标本 （2） 测量 阴极示波器 微电极 （3） 极化状态:细胞安静 时，膜电位稳定在某值 时的状态