第一章 骨骼肌机能

产生原理
• 当细胞受到刺激时，膜上NA通道被激活而 开放，NA顺浓度梯度瞬间大量内流，细胞 内正电荷增加，导致电位急剧上升，负电 荷从静息电位水评减少到消失进而出现膜 内为正膜外为负的电位变化，当膜内正电 位所形成的电场力增大到足以对抗NA内流 时膜电位达到一个新的平衡点，即动作电 位。
极
化：静息时膜内外两侧所保持的内正外负状态。
去极化：膜内电位负值减少的状态。
超极化：膜内电位负值增大的状态。 复极化：膜去极化后，又恢复到安静时的极化状态。
动作电位特点
• ① “全或无”现象。任何刺激一旦引起膜去极化达到阈值，动 作电位就会立刻产生，它一旦产生就达到最大值，动作电位的 幅度不会因刺激加强而增大。 • ②不衰减性传导。动作电位一旦在细胞膜的某一部位产生，它 就会间整个细胞膜传播，而且其幅度不会因为传播距离增加而 减弱。 • ③脉冲式。由于不应期的存在使连续的多个动作电位不可能融 合，两个动作电位之间总有一定间隔。
越高，反之亦然。
四)兴奋后恢复过程的兴奋性 变化
组织兴奋性经历4个时期：紧接兴奋之后，出现一个 非常短暂的绝对不应期，历时约0.3ms，兴奋性由原有水 平降低到零，无论测试刺激的强度多大，都不能引起第二 次兴奋；继而出现历时3ms的相对不应期，表现兴奋性逐 渐上升，但仍低于原来水平，需要高于正常阈值的刺激才 能引起兴奋；接着为超常，约12ms，兴奋性高于原来水平， 用低于正常阈值的刺激也可引起第二次兴奋；然后出现一 个长达70ms的低常期最后兴奋性恢复到原有水平。
肌肉的收缩形式与力学特征
单收缩和强直收缩（根据刺激频率的不同）
• 单收缩：整块肌肉或单个肌纤维接受一次 刺激后，先产生一个动作电位，接着进行 一次机械性收缩。 • 强直收缩：肌肉接受间隔时间很短的连续 刺激，而发生的持续缩短状态。可分为不 完全强直收缩和完全强直收缩。
缩短收缩
. ：指肌肉收缩所产生的张力大于外部阻力时，肌
细胞膜（肌膜 ） 肌细胞（肌纤维）的组成：
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
一、肌纤维的微细结构
（一）肌原纤维 每条肌原纤维全长都呈现有规则的明暗交替横纹，因 此骨骼肌也称为横纹肌。 肌原纤维由粗、细两种肌丝按 一定规律排列而成。两 Z 线之间构成肌小节，是肌肉收 缩与舒张的基本功能单位。 （二）肌管系统 肌管系统是指包绕在每一条肌原纤维周围的管状结构， 它由横管系统和纵管系统组成 （三）、肌丝的分子组成 1、粗肌丝：由肌球蛋白组成。 2、细肌丝：由肌动蛋白、原肌球蛋白和肌钙蛋白组成。
2.拉长收缩
• ：当肌肉收缩所产生的张力小于外部阻 力时，肌肉积极收缩但被拉长，这种收 缩形式称为拉长收缩。拉长收缩时肌肉 起止点相离，又称离心收缩。
等长收缩
• 概念：肌肉在收缩其长度不变张力发生改 变的肌肉收缩。 • 这种收缩形式对人体在运动中运动环 节、支持和保持身体某种姿势起到重要作 用。
前负荷:指肌肉收缩前就加在肌肉上的负荷，
它使肌肉预先被拉长,又称初长度。
长度-张力曲线---反映初长度与收缩张力
的关系曲线,这种关系表明在一定范围内, 肌肉产生的张力随初长度的加大而增大。
肌肉长度与肌肉力量的关系图
最 大 主 动 张 力 %
100 75 50
25
70
85
100
115
130
145
肌肉长度%（
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，拉长收缩可产生最大的张力。 拉长收缩产生的力量比缩短收缩大50%左右，比等长收缩大25%左右。
2.代谢
在输出功率相同的情况下，肌肉拉长收缩时所消耗的能量低于缩短收 缩，其耗氧量也低于缩短收缩。肌肉拉长收缩对其他与代谢有关的生 理指标的反应(如心率、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)均低于缩短收缩。
生物电现象
• 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称为静息电位，这种 电位差存在于细胞膜两侧，又称跨膜电位， 或膜电位。 • 动作电位：可兴奋细胞兴奋时，细胞内产 生的可扩布的电位称为动作电位，它是在 静息电位的基础上产生的。
静息电位产生原理
• 霍奇金的“离子学说”：当细胞处于静息状态时，
肌膜AP沿横管膜传至三联管 ↓ 终池膜上的钙通道开放 终池内Ca2+进入肌浆 ↓ Ca2+与肌钙蛋白结合 引起肌钙蛋白的构型改变 ↓ 原肌凝蛋白发生位移 暴露出细肌丝上与横桥结合位点 ↓ 横桥与结合位点结合 激活ATP酶作用,分解ATP ↓ 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
静息长度）
运动单位的动员
• 运动单位 • 概念：一个α -运动神经元和受其支配的肌纤维所组成的 最基本的肌ຫໍສະໝຸດ Baidu收缩单位 (简称MU)。
运动性运动单位：肌纤维兴奋时发放的冲动频率较高，收 缩力量大，但容易疲劳，氧化酶的含量较低，属于快肌运 动单位。
紧张性运动单位：肌纤维兴奋时冲动频率较低，但发放可
持续较长的时间，氧化酶的含量较高，属于慢肌运动单位。
阈强度：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。 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。
2、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 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，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，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。
慢肌纤维：毛细血管丰富， 收缩速度慢 低强度运动 肌红蛋白、线粒体较多 收缩力量小（较快肌） 训练 肌浆网不发达 抗疲劳力强 择性肥大 小运动 神经元支配 有氧代谢为主 展有氧代谢
骨骼肌收缩的力学表现
（一）后负荷对肌肉收缩的影响-张力与速度的关系
肌肉收缩的快慢和所克服的外 部阻力相关.当负荷较小时,肌肉 缩 收缩速度加快;当负荷较大时, 短 肌肉收缩速度减慢.从力量－速 速 度曲线是可以看出通过不同负 度(cm/s) 荷量的训练，可得到不同的训 练效果。小负荷的训练可使肌 负荷(g) 肉的收缩速度得到提高。用大 10 20 30 40 50 60 负荷进行训练，可提高肌肉力 量。如果要得到最大的输出功 肌肉收缩速度取决于能量释放 率，得到最佳的训练效果，就 速度和肌球蛋白ATP酶活性;而 必须采用最适的负荷和速度。 肌肉收缩时所产生的张力大小, 取决于活化的横桥数目.
1.兴奋传递
2.兴奋-收缩（肌丝滑行）
耦联
运动神经冲动传至末梢 ↓ N末梢对Ca2+通透性增加 Ca2+内流入 N末梢内 ↓ 接头前膜内囊泡 向前膜移动、融合、破裂 ↓ ACh释放入接头间隙 ↓ ACh与终板膜受体结合 ↓ 受体构型改变 ↓ 终板膜对Na+、K+(尤其Na+)的通透性 增加 ↓ 产生终板电位(EPP) ↓ EPP引起肌膜AP
力。 兴奋的本质是动作电位。因此可把兴奋被看作是动作 电位的同义语或动作电位的产生过程。
二）引起兴奋的刺激条件
指细胞所处环境因素的任何变化。任何能量形式的理化因素 的改变，都能构成对细胞的刺激。 包括三个参数：
① 刺激的强度
② 刺激的持续时间 ③ 刺激强度对时间的变化率 在实验中经常使用电刺激
1、阈强度和阈刺激
Vmax
(一)后负荷对肌肉收缩的影响-张力-速度曲线
后负荷：指肌肉开始收缩时才遇到的负荷或阻力。 张力-速度曲线：表明在不同后负荷下进行收缩时, 张力与
速度呈反变关系。
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，做等长收缩；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。
前负荷对肌肉收缩的影响-张力与 长度的关系
肉缩短，并牵引骨杠杆做相向运动的一种收缩形 式。缩短收缩时肌肉起止点相互靠近，又称为向 心收缩。 等动收缩 非等动收缩 （等张收缩）
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。 • 理论和实践证明，等动练习是提高肌肉力 量的有效手段。
兴奋性的评价指标
阈强度是评定组织兴奋性高低的最简易指标。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，阈强度越高，则组织 兴奋性越低。 时值:是以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。是衡量神经兴奋性最常用的指标，兴
奋性与时值也是呈倒数关系，时值越小，神经肌肉兴奋性
① 伸展性：肌肉在外力作用下可被拉长，为肌肉的 伸展性。 ② 弹性：当外力消失时，肌肉又恢复到原来形状， 为肌肉的弹性。 ③ 粘滞性：肌肉内部各蛋白分子相互摩擦产生的 内部阻力为肌肉的粘滞性。 肌肉的物理特性受温度的影响。当肌肉温度 升高时，肌肉的粘滞性下降，伸展性和弹性增加。
生理特性
肌肉的生理特性是指肌肉的兴奋性和收缩性。肌肉
影响静息电位的因素：
• ① 细胞外K+浓度 • ② 膜对K+和Na+的相对通透性 • ③ 钠-钾泵活动的水平
化： 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。 2、去极化： 静息电位减小的过程或状态。 3、超极化: 静息电位增大的过程或状态。 4、复极化： 细胞膜去极化后再向静息电位方向恢复的过程称为 复极化。 5、反极化： 去极化至零电位后膜电位如进一步变为正值，称为 反极化；膜电位高于零电位的部分称为超射。 1\极
运动单位动员
• 肌肉收缩时参与的肌纤维数目越多，产生的张力就越大。 • 张力不但与兴奋的运动单位数目有关，而且也与运动神经 元传到肌纤维的冲动频率有关.
肌膜电位复极化
骨 骼 肌 舒 张 机 制
终池膜对Ca2+通透性↓ 肌浆网膜Ca2+泵激活 肌浆网膜[Ca2+]↓ 原肌球蛋白复盖的 横桥结合位点 Ca2+与肌钙蛋白解离 骨骼肌舒张
骨骼肌特性
• 1、物理特性 • 伸展性 • 弹性 • 粘滞性 • 2、生理特性 • 兴奋性 • 收缩性
一、肌肉的物理特性
细胞膜对K的通透性大，而对NA离子的通透性小，所以就 在静息时K向细胞外流动。使细胞外因增加带电正电荷的 K而电位上升。当促使K外流的由浓度差形成的内外扩散 力与阻止K外流的电场力相等时，细胞内外的电位差就稳 定在一个水平上，形成静息电位。 • 产生的前提：1、细胞内外各种离子分布不均匀 2、细胞膜对各种离子通透具有选择性
第一章骨骼肌机能
体育系1105班席耀婷
人体各种形式的运动主要是靠肌细胞的收缩 活动来完成。 • 肌肉的分类 • 骨骼肌：完成躯体的各种随意运动、呼吸 运动等 • 心肌：完成心肌的射血活动 • 平滑肌：完成中空器官的运动
第一节 肌肉的微细结构
• 肌肉是由成束排列的肌细胞组成，肌细胞 外形呈细长圆柱状，又称肌纤维，是肌肉 结构和功能的基本单位。
不同类型肌纤维的特征
• • • • 形态特征 机能、代谢特征 快肌纤维： 较大， 较大强度运动 收缩蛋白较多， 度、爆发力训练 肌浆网发达， 快肌纤维选择性肥大 大运动神经元支配 无氧代谢 与运动的关系 收缩速度快 收缩力量大（较慢肌） 易疲劳 速
•
• • • •
无氧代谢为主
发展
较 耐力 慢肌纤维选 发
肌肉收缩形式的比较
收缩
形式 向心缩短
肌肉长度 外力与肌张力 运动中的 肌肉对外 能量
变化 缩短 比较 <肌张力 >肌张力 =肌张力 功能 加速 减速 固定
收缩
肌肉
疼 最小 最大 居中
所作的功 供给率 力量 正 负 零 增加 减少 最小 最大
离心拉长 拉长 等长 不变
<缩短收缩 居中
3、肌肉酸痛： 近来研究表明，大负荷肌肉拉长收缩比缩短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 。
在刺激的作用下具有产生兴奋的特性，称兴奋性。 肌肉兴奋后产生收缩反应的特征为收缩性。 兴奋在前，收缩在后 可兴奋组织：神经、肌肉和腺体。
一）兴奋和兴奋性概念
兴奋：是指生物体具有对刺激发生反应的能力。 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。
兴奋性：指组织细胞接受刺激具有产生动作电位的能