骨骼肌机能
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↓
↓
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
↓
产生终板电位(EPP) EPP引起肌膜AP
肌节缩短=肌细胞收缩
细胞间的兴奋传递
神经-肌肉接头示意图
(一)神经-肌肉 接点的结构 ①接头前膜 (终板前膜) ②接头后膜 (终极后膜) ③接头间隙 (终板间隙)
二、肌丝的分子组成
骨骼肌超微结构示意图
肌细胞又称肌纤维，是肌 肉的基本结构和供能单位。
1、肌原纤维和肌小节
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 结构是肌纤维最基本的结 构和供能单位。
肌原纤维结构图
3、肌丝的分子组成 （一）粗肌丝 主要由肌球蛋白组成，呈长杆状且一端有球状 膨大部，称横桥。 横桥：（1）能与细肌丝结合位点发生可逆性结 合。 （2）具有ATP酶作用。
第四节 肌纤维的收缩过程
一、肌丝滑行学说
骨骼肌收缩示意图
赫胥黎等人发现，肌肉缩短时A带的长度不变， 而I带和H区变窄。在肌肉被拉长时，A带的长 度仍然不变，I带和H区变宽。同时发现，无论 肌小节缩短或被拉长时，粗肌丝和细肌丝的长 度都不变，但两种肌丝的重叠程度发生了变化。 根据以上发现，Huxley等人提出了滑行学说。 滑行学说认为：肌肉的缩短是由于肌小节中细 肌丝在粗肌丝之间滑行造成的。即当肌肉收缩 时，由Z线发出的细肌丝在某种力量的作用下 向A带中央滑动，结果相邻的各Z线互相靠近， 肌小节的长度变短，从而导致肌原纤维以至整 条肌纤维和整块肌肉的缩短。
复极相：动作电位的上升支很快由顶点迅速下降，膜内电 位由正变为负，直到接近静息电位的水平，形成电位曲线 下降支，称为复极化。
(三)动作电位的产生原理 AP模式图
动作电位的产生原理
用离子流学说来解释 ：
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
四、细胞间的兴奋传递
一、静息电位
(一)静息电位的概念 细胞处于安静状态时，细胞膜内外所存在的电 位差。因电位差存在于膜的两侧所以又称膜电位，
（二）静息电位产生的原理
用“离子学说”来解释 : ①细胞内外各种离子的浓度分布是不均匀的。
• ②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+ ＞ A• ③静息时，K+的通透性大，Na+的通透性较小 K+外流→细胞内负外正电位差 • ④随着K+外流，细胞膜两侧形成的外正内负的电场力会 阻止细胞内K+的继续外流，当促使K+外流的由浓度差形 成的向外扩散力与阻止K+外流的电场力相等时，K+的净 移动量就会等于零。这时细胞内外的电位差值就稳定在 一定水平上，这就是静息电位。 • 由于静息电位主要是K+由细胞内向外流动达到平衡时的 电位值，所以又称为K+平衡电位。
静息相：细胞处于极化状态，所谓极化是指细胞膜内外
存在外正内负的电位差，即静息电位，是动作电位的初始 状态。 去极相：神经细胞受刺激后，进而细胞膜电位发生反转， 由原来的外正内负转变为外负内正，膜电位由原来-90mV 反转到约+30mV，电位变化为120mV，形成电位变化的上 升支。细胞膜的静息电位由-90mV减小到0mV的过程被称 为去极化，是膜电位消失的过程；细胞膜电位由0mV转变 为外负内正的过程称为反极化。
小结：骨骼肌收缩全过程
1.兴奋传递 运动神经冲动传至末梢
↓
2.兴奋-收缩（肌丝滑行）耦联
↓ ↓
N末梢对Ca2+通透性增加 Ca2+内流入N末梢内
↓
肌膜AP沿横管膜传至三联管
接头前膜内囊泡 向前膜移动、融合、破裂
↓ ↓ ↓ ↓
终池膜上的钙通道开放 终池内Ca2+进入肌浆
↓
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
（2）细肌丝 细肌丝主要由肌动蛋白、原肌球蛋白和肌钙蛋白组 成。呈双螺旋杆状 肌动蛋白：有与横桥的结合位点。 原肌球蛋白：舒张时起位阻效应，阻止横桥与肌动 蛋白的结合位点结合。 肌钙蛋白：能与钙离子发生可逆性结合，解除原肌 球蛋白的位阻效应。
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
二、动作电位
(一)动作电位的概念 可兴奋细胞兴奋时，细胞内产生的可扩 布的电位变化。 动作电位一旦产生就会迅速向四周扩散， 且动作电位是在静息电位的基础上产生的 电位变化。
(二)动作电位的变化过程
动作电位示意图
1.静息相 2.去极相 去极化:-90→0mv 反极化:0→+30mv 3.复极相 +30→-90mv
（2）肌肉力量与运动速度： 在负荷条件相同的情况下，力量越大速度越 快。 （3）肌肉力量与爆发力 在训练过程中是极大限度提高相对爆发力还 是绝对爆发力，取决于所从事运动项目中哪种 素质更为重要。
三、运动员的肌纤维组成与运动单位动员
（1）运动员肌纤维具有的项目特点:
时间短、大强度项目运动员：快肌纤维百分比从 事耐力项目运动员和一般人高；
第五节、骨骼肌的收缩形式与力学特征
一、骨骼肌收缩形式 (一)向心收缩
概念：肌肉收缩时，长度缩短的收缩称为向心收 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。
等动收缩
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张力始终与阻力相等的肌肉收缩。 由于在整个收缩过程中速度是恒定的，等动收缩也被称
二、骨骼肌的生理特点及兴奋条件
1.生理特性 • ①兴奋性 • ②传导性 • ③收缩性 2.引起兴奋的刺激条件 • ①刺激强度：引起肌肉兴奋的最小刺激 强度称为“阈刺激” • 阈上刺激、阈下刺激 • ②刺激的作用时间 • ③刺激强度变化率
第三节、骨骼肌的生物电现象
一、静息电位
二、动作电位
三、动作电位的传导
动作电位有以下特点：
（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。动作电位的意义： AP的产生是细胞兴奋的标志
运动生理学
运动生理学：运动生理学是人体生理
学的一个分支，是研究人体运动能力和 对运动的反应与适应过程的科学。
第一章、骨骼肌机能
第一节 肌肉的微细结构
第二节 肌肉的特性
第三节 细胞的生物现象 第四节 肌肉的收缩原理
第五节 肌肉的收缩形式与力学特征
第六节 肌纤维类型与运动能力
第一节、肌纤维的结构
一、肌原纤维和肌小节
静息电位产生的生理机制
①细胞膜内外离子分布不均
②细胞膜对离子的通透具有选择性:K+＞Cl-＞Na+＞A③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 ④当扩散动力与阻力达到动态平衡时=RP
结论:RP的产生主要是K＋向膜外扩散的结果。
∴RP=K+的平衡电位
（三）等长收缩
概念：肌肉在收缩对 其长度不变。 （静力收缩） 如体操中的 “十字 支撑” “直角支撑” “平板支撑”和武术 中的站桩
二、骨骼肌收缩的力学表现
(一)绝对力量与相对力量
绝对肌力：某一块肌肉做最大收缩时所产生的张力。肌肉的绝对 肌力和肌肉的横断面大小有关，肌肉的横断面越大，其绝对肌力 越大。 相对肌力：肌肉单位横断面积(一般为l平方厘米肌肉横断面积) 所具有的肌力。 绝对力量：在整体情况下，一个人所能举起的最大重量。在一般 情况下，体重越大绝对力量越大。 相对力量：如果将某人的绝对力量除以他的体重，即每公斤体重 的肌肉力量。
二、肌纤维力量与运动
（1）力量－速度曲线：肌肉收缩的快慢和所克 服的阻力有关，逐渐增加负荷时肌肉力量也逐渐 增加，肌肉收缩的速度则逐渐下降。肌肉收缩时 产生张力的大小，取决于活化的横桥数目；而收 缩速度则取决于能量释放和肌球蛋白ATP酶活性， 与活化横桥数目无关。如果要达到最大的输出功 率，得到最佳的训练效果，就必须采用最合适的 负荷和速度。
横桥与结合位点结合 分解ATP释放能量
肌丝滑行过程
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
第二节、骨骼肌特性
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。
如搬运重物时，将重物放下，以及下坡跑和 下楼梯等也需要肌肉进行离心收缩。
超等长收缩
概念：指骨骼肌工作先做离心式拉长，继而 做向心式收缩的一种复合式收缩形式。 • 特征：骨骼肌在做离心收缩时被拉长，肌 肉牵张反射器感受刺激产生兴奋，弹性势 能增加并随主动向心收缩产生的张力形成 合力，骨骼肌收缩力瞬间提高。例深蹲跳 骨骼肌最终收缩的力量是由肌肉被拉长的 长度和速度所决定的，而肌肉被拉长速度 则比长度更为重要。
第六节、肌纤维类型与运动能力
一、肌纤维类型的划分
（一）按颜色肌纤维红色的为红肌，象长途飞行 的鸽子胸肌是红肌，家鸡的胸肌呈白色的为白肌。 这种红白肌之分，主要和肌纤维内肌红蛋白含量 的多少相关。 （二）按肌肉收缩的速度不同的肌纤维类型，按 其收缩快慢不同，可划分为慢肌和快肌两种类型
快肌纤维收缩速度快，力量大；相对慢肌纤维 运动持续能力较差，运动时间较短。
为等速收缩，等动收缩的速度可以根据需要进行调节。
因此在整个运动范围内都可产生最大的肌张力。例自由 泳划水动作
理论和实践证明，等动练习是提高肌肉力量的有效手段。
（二）离心收缩
概念：肌肉在收缩产生张力的同时被拉长的
收缩
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。
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； 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。
↓
Ca2+与肌钙蛋白结合 引起肌钙蛋白的构型改变
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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
↓
产生终板电位(EPP) EPP引起肌膜AP
肌节缩短=肌细胞收缩
细胞间的兴奋传递
神经-肌肉接头示意图
(一)神经-肌肉 接点的结构 ①接头前膜 (终板前膜) ②接头后膜 (终极后膜) ③接头间隙 (终板间隙)
二、肌丝的分子组成
骨骼肌超微结构示意图
肌细胞又称肌纤维，是肌 肉的基本结构和供能单位。
1、肌原纤维和肌小节
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 结构是肌纤维最基本的结 构和供能单位。
肌原纤维结构图
3、肌丝的分子组成 （一）粗肌丝 主要由肌球蛋白组成，呈长杆状且一端有球状 膨大部，称横桥。 横桥：（1）能与细肌丝结合位点发生可逆性结 合。 （2）具有ATP酶作用。
第四节 肌纤维的收缩过程
一、肌丝滑行学说
骨骼肌收缩示意图
赫胥黎等人发现，肌肉缩短时A带的长度不变， 而I带和H区变窄。在肌肉被拉长时，A带的长 度仍然不变，I带和H区变宽。同时发现，无论 肌小节缩短或被拉长时，粗肌丝和细肌丝的长 度都不变，但两种肌丝的重叠程度发生了变化。 根据以上发现，Huxley等人提出了滑行学说。 滑行学说认为：肌肉的缩短是由于肌小节中细 肌丝在粗肌丝之间滑行造成的。即当肌肉收缩 时，由Z线发出的细肌丝在某种力量的作用下 向A带中央滑动，结果相邻的各Z线互相靠近， 肌小节的长度变短，从而导致肌原纤维以至整 条肌纤维和整块肌肉的缩短。
复极相：动作电位的上升支很快由顶点迅速下降，膜内电 位由正变为负，直到接近静息电位的水平，形成电位曲线 下降支，称为复极化。
(三)动作电位的产生原理 AP模式图
动作电位的产生原理
用离子流学说来解释 ：
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
四、细胞间的兴奋传递
一、静息电位
(一)静息电位的概念 细胞处于安静状态时，细胞膜内外所存在的电 位差。因电位差存在于膜的两侧所以又称膜电位，
（二）静息电位产生的原理
用“离子学说”来解释 : ①细胞内外各种离子的浓度分布是不均匀的。
• ②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+ ＞ A• ③静息时，K+的通透性大，Na+的通透性较小 K+外流→细胞内负外正电位差 • ④随着K+外流，细胞膜两侧形成的外正内负的电场力会 阻止细胞内K+的继续外流，当促使K+外流的由浓度差形 成的向外扩散力与阻止K+外流的电场力相等时，K+的净 移动量就会等于零。这时细胞内外的电位差值就稳定在 一定水平上，这就是静息电位。 • 由于静息电位主要是K+由细胞内向外流动达到平衡时的 电位值，所以又称为K+平衡电位。
静息相：细胞处于极化状态，所谓极化是指细胞膜内外
存在外正内负的电位差，即静息电位，是动作电位的初始 状态。 去极相：神经细胞受刺激后，进而细胞膜电位发生反转， 由原来的外正内负转变为外负内正，膜电位由原来-90mV 反转到约+30mV，电位变化为120mV，形成电位变化的上 升支。细胞膜的静息电位由-90mV减小到0mV的过程被称 为去极化，是膜电位消失的过程；细胞膜电位由0mV转变 为外负内正的过程称为反极化。
小结：骨骼肌收缩全过程
1.兴奋传递 运动神经冲动传至末梢
↓
2.兴奋-收缩（肌丝滑行）耦联
↓ ↓
N末梢对Ca2+通透性增加 Ca2+内流入N末梢内
↓
肌膜AP沿横管膜传至三联管
接头前膜内囊泡 向前膜移动、融合、破裂
↓ ↓ ↓ ↓
终池膜上的钙通道开放 终池内Ca2+进入肌浆
↓
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
（2）细肌丝 细肌丝主要由肌动蛋白、原肌球蛋白和肌钙蛋白组 成。呈双螺旋杆状 肌动蛋白：有与横桥的结合位点。 原肌球蛋白：舒张时起位阻效应，阻止横桥与肌动 蛋白的结合位点结合。 肌钙蛋白：能与钙离子发生可逆性结合，解除原肌 球蛋白的位阻效应。
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
二、动作电位
(一)动作电位的概念 可兴奋细胞兴奋时，细胞内产生的可扩 布的电位变化。 动作电位一旦产生就会迅速向四周扩散， 且动作电位是在静息电位的基础上产生的 电位变化。
(二)动作电位的变化过程
动作电位示意图
1.静息相 2.去极相 去极化:-90→0mv 反极化:0→+30mv 3.复极相 +30→-90mv
（2）肌肉力量与运动速度： 在负荷条件相同的情况下，力量越大速度越 快。 （3）肌肉力量与爆发力 在训练过程中是极大限度提高相对爆发力还 是绝对爆发力，取决于所从事运动项目中哪种 素质更为重要。
三、运动员的肌纤维组成与运动单位动员
（1）运动员肌纤维具有的项目特点:
时间短、大强度项目运动员：快肌纤维百分比从 事耐力项目运动员和一般人高；
第五节、骨骼肌的收缩形式与力学特征
一、骨骼肌收缩形式 (一)向心收缩
概念：肌肉收缩时，长度缩短的收缩称为向心收 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。
等动收缩
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张力始终与阻力相等的肌肉收缩。 由于在整个收缩过程中速度是恒定的，等动收缩也被称
二、骨骼肌的生理特点及兴奋条件
1.生理特性 • ①兴奋性 • ②传导性 • ③收缩性 2.引起兴奋的刺激条件 • ①刺激强度：引起肌肉兴奋的最小刺激 强度称为“阈刺激” • 阈上刺激、阈下刺激 • ②刺激的作用时间 • ③刺激强度变化率
第三节、骨骼肌的生物电现象
一、静息电位
二、动作电位
三、动作电位的传导
动作电位有以下特点：
（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。动作电位的意义： AP的产生是细胞兴奋的标志
运动生理学
运动生理学：运动生理学是人体生理
学的一个分支，是研究人体运动能力和 对运动的反应与适应过程的科学。
第一章、骨骼肌机能
第一节 肌肉的微细结构
第二节 肌肉的特性
第三节 细胞的生物现象 第四节 肌肉的收缩原理
第五节 肌肉的收缩形式与力学特征
第六节 肌纤维类型与运动能力
第一节、肌纤维的结构
一、肌原纤维和肌小节
静息电位产生的生理机制
①细胞膜内外离子分布不均
②细胞膜对离子的通透具有选择性:K+＞Cl-＞Na+＞A③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 ④当扩散动力与阻力达到动态平衡时=RP
结论:RP的产生主要是K＋向膜外扩散的结果。
∴RP=K+的平衡电位
（三）等长收缩
概念：肌肉在收缩对 其长度不变。 （静力收缩） 如体操中的 “十字 支撑” “直角支撑” “平板支撑”和武术 中的站桩
二、骨骼肌收缩的力学表现
(一)绝对力量与相对力量
绝对肌力：某一块肌肉做最大收缩时所产生的张力。肌肉的绝对 肌力和肌肉的横断面大小有关，肌肉的横断面越大，其绝对肌力 越大。 相对肌力：肌肉单位横断面积(一般为l平方厘米肌肉横断面积) 所具有的肌力。 绝对力量：在整体情况下，一个人所能举起的最大重量。在一般 情况下，体重越大绝对力量越大。 相对力量：如果将某人的绝对力量除以他的体重，即每公斤体重 的肌肉力量。
二、肌纤维力量与运动
（1）力量－速度曲线：肌肉收缩的快慢和所克 服的阻力有关，逐渐增加负荷时肌肉力量也逐渐 增加，肌肉收缩的速度则逐渐下降。肌肉收缩时 产生张力的大小，取决于活化的横桥数目；而收 缩速度则取决于能量释放和肌球蛋白ATP酶活性， 与活化横桥数目无关。如果要达到最大的输出功 率，得到最佳的训练效果，就必须采用最合适的 负荷和速度。
横桥与结合位点结合 分解ATP释放能量
肌丝滑行过程
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
第二节、骨骼肌特性
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。
如搬运重物时，将重物放下，以及下坡跑和 下楼梯等也需要肌肉进行离心收缩。
超等长收缩
概念：指骨骼肌工作先做离心式拉长，继而 做向心式收缩的一种复合式收缩形式。 • 特征：骨骼肌在做离心收缩时被拉长，肌 肉牵张反射器感受刺激产生兴奋，弹性势 能增加并随主动向心收缩产生的张力形成 合力，骨骼肌收缩力瞬间提高。例深蹲跳 骨骼肌最终收缩的力量是由肌肉被拉长的 长度和速度所决定的，而肌肉被拉长速度 则比长度更为重要。
第六节、肌纤维类型与运动能力
一、肌纤维类型的划分
（一）按颜色肌纤维红色的为红肌，象长途飞行 的鸽子胸肌是红肌，家鸡的胸肌呈白色的为白肌。 这种红白肌之分，主要和肌纤维内肌红蛋白含量 的多少相关。 （二）按肌肉收缩的速度不同的肌纤维类型，按 其收缩快慢不同，可划分为慢肌和快肌两种类型
快肌纤维收缩速度快，力量大；相对慢肌纤维 运动持续能力较差，运动时间较短。
为等速收缩，等动收缩的速度可以根据需要进行调节。
因此在整个运动范围内都可产生最大的肌张力。例自由 泳划水动作
理论和实践证明，等动练习是提高肌肉力量的有效手段。
（二）离心收缩
概念：肌肉在收缩产生张力的同时被拉长的
收缩
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。
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； 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。