運動生理學(xué)課件第一章肌肉活動

1、第一章 肌肉活動第一章 肌肉活動本章內(nèi)容 第一節(jié) 細胞生物電現(xiàn)象 第二節(jié) 肌肉收縮原理 第三節(jié) 肌肉收縮的形式與力學(xué)特征 第四節(jié) 肌纖維類型與運動能力 第五節(jié) 肌電圖 本章內(nèi)容 第一節(jié) 細胞生物電現(xiàn)象 肌肉運動人體肌肉包括骨骼肌、平滑肌和心肌三種類型。其中，骨骼肌是由具有收縮和舒張功能的肌細胞構(gòu)成的體內(nèi)最多的組織，約占體重的40%45，骨骼肌的收縮和舒張是維系人體肌緊張、維持身體姿勢和完成各種身體活動的基本動力。在完整的機體內(nèi)，骨骼肌的收縮和舒張活動是由生物電活動引起的，即來自中樞神經(jīng)系統(tǒng)的神經(jīng)沖動電信號傳至脊髓運動神經(jīng)元后，經(jīng)運動神經(jīng)纖維傳遞給所支配的肌纖維，從而引起肌肉收縮。肌肉運動人體肌

2、肉包括骨骼肌、平滑肌和心肌三種類型。其中，骨骼 第一節(jié) 細胞生物電現(xiàn)象一、刺激、反應(yīng)與興奮（一）刺激和反應(yīng)1刺激刺激泛指能夠引起機體或細胞發(fā)生反應(yīng)的環(huán)境變化，可依據(jù)其性質(zhì)不同分為物理性刺激、化學(xué)性刺激和生物性刺激。2反應(yīng)機體或細胞受到刺激后所發(fā)生的功能活動的變化，稱為反應(yīng)?？煞譃閮煞N：一種是由相對靜止變?yōu)榛顒訝顟B(tài)，或活動增強，稱為興奮；另一種是由活動變?yōu)橄鄬o止?fàn)顟B(tài)，或活動減弱，稱為抑制。 第一節(jié) 細胞生物電現(xiàn)象一、刺激、反應(yīng)3刺激引起反應(yīng)的條件一定的強度A一定的持續(xù)時間B一定的強度變化率C3刺激引起反應(yīng)的條件一定的強度A一定的持續(xù)時間BC（二）興奮與興奮性興奮（excitation） 是生物

3、體的器官、組織或細胞受到足夠強的刺激后所產(chǎn)生的生理功能加強的反應(yīng)。神經(jīng)、肌肉和內(nèi)分泌腺細胞則能產(chǎn)生可傳播的動作電位，這些細胞被稱為可興奮細胞。興奮性（excitability）是指機體感受刺激后發(fā)生興奮反應(yīng)的能力或特性，它是在新陳代謝基礎(chǔ)上產(chǎn)生的，是機體生命活動的基本特征之一。（二）興奮與興奮性 二、細胞生物電活動（一）靜息電位1靜息電位的概念靜息電位是指細胞未受刺激時存在于細胞膜兩側(cè)的電位差。由于這一電位差存在于安靜細胞膜的兩側(cè)，故又稱為跨膜靜息電位或膜電位。 二、細胞生物電活動2靜息電位的形成機制靜息電位主要是K+外流所形成的電-化學(xué)平衡電位。2靜息電位的形成機制（二）動作電位1動作電位的

4、概念細胞受到刺激而興奮時，細胞膜在原來靜息電位的基礎(chǔ)上發(fā)生的一次迅速、短暫、可向周圍擴布的電位波動，又稱為鋒電位，是細胞興奮的標(biāo)志。（二）動作電位2動作電位的形成機制上升支：細胞外Na+快速內(nèi)流。下降支：細胞內(nèi)K+外流。復(fù)極化：進入膜內(nèi)的Na+泵出細胞，同時把擴散到膜外的K+泵入細胞。2動作電位的形成機制有全或無現(xiàn)象有絕對不應(yīng)期動作電位的特點有全或無現(xiàn)象有絕對不應(yīng)期動作電位的特點4動作電位的傳導(dǎo)在膜上任何一處產(chǎn)生的動作電位都將沿著整個細胞膜擴布，即傳導(dǎo)。沿著神經(jīng)纖維傳導(dǎo)的動作電位呈脈沖式的鋒電位，稱神經(jīng)沖動。4動作電位的傳導(dǎo)運動生理學(xué)課件第一章肌肉活動運動生理學(xué)課件第一章肌肉活動特征：01生理

5、完整性02雙向傳導(dǎo)03不衰減和相對不疲勞性04絕緣性特征：01生理完整性02雙向傳導(dǎo)03不衰減和相對不疲勞性04 第二節(jié) 肌肉收縮原理一、肌肉的微細結(jié)構(gòu)（一）肌原纖維在顯微鏡下可見每條肌原纖維全長都呈現(xiàn)有規(guī)則的明暗交替，分別稱明帶（I帶，I band）和暗帶（A帶,A band）。暗帶長度比較固定，其中間有一個較透明的區(qū)域，為H區(qū)(H zone), H區(qū)中間有一橫向暗線稱M線（M line）；明帶長度可變，其中央有一條橫向的暗線稱Z線(Z disc)。兩相鄰Z線間的一段肌原纖維稱為肌小節(jié)（sarcomere），它包括中間的暗帶和兩側(cè)各1/2的明帶。 第二節(jié) 肌肉收縮原理一、肌肉的微細結(jié)構(gòu)運動生

6、理學(xué)課件第一章肌肉活動肌小節(jié)又是由更微細的平行排列的粗肌絲和細肌絲組成的，粗肌絲主要由肌球蛋白（myosin）分子組成。肌小節(jié)又是由更微細的平行排列的粗肌絲和細肌絲組成的，粗肌絲主細肌絲至少由三種蛋白分子組成。一種稱肌動蛋白(actin)，另二種蛋白分別稱原肌球蛋白(tropomyosin) 和肌鈣蛋白(troponin).細肌絲至少由三種蛋白分子組成。一種稱肌動蛋白(actin)，肌管系統(tǒng)（sarcotubular system）指包繞在每一條肌原纖維周圍的膜性囊管狀結(jié)構(gòu)，由橫管系統(tǒng)和縱管系統(tǒng)組成。肌管系統(tǒng)（sarcotubular system）指包繞在每二、肌肉收縮與舒張過程（一）興奮在

7、神經(jīng)-肌肉接點的傳遞通過化學(xué)遞質(zhì)乙酰膽堿（acetylcholine, ACh）和終板膜電位變化來實現(xiàn)。二、肌肉收縮與舒張過程（一）興奮在神經(jīng)-肌肉接點的傳遞運動生理學(xué)課件第一章肌肉活動特點：化學(xué)傳遞A興奮傳遞節(jié)律是1對1的B單向傳遞C時間延擱D高敏感性E特點：特點：化學(xué)傳遞A興奮傳遞節(jié)律B單向傳遞C時間延擱D高敏感性E（二）肌肉的興奮-收縮耦聯(lián)興奮通過橫管系統(tǒng)傳向肌細胞深處三聯(lián)管結(jié)構(gòu)處的信息傳遞肌漿網(wǎng)中Ca2+釋放入胞漿以及Ca2+由胞漿向肌漿網(wǎng)的再聚積（二）肌肉的興奮-收縮耦聯(lián)興奮通過橫管系統(tǒng)傳向肌細胞深處運動生理學(xué)課件第一章肌肉活動（三）肌肉的收縮與舒張過程肌肉收縮的滑行理論（三）肌肉的

8、收縮與舒張過程肌肉收縮的滑行理論 第三節(jié) 肌肉收縮的形式與力學(xué)特征一、肌肉收縮的形式依肌肉收縮的張力和長度變化，運動生理學(xué)將肌肉收縮的形式分為縮短收縮、拉長收縮和等長收縮三類，不同類型的收縮表現(xiàn)出不同的力學(xué)特征。 第三節(jié) 肌肉收縮的形式與力學(xué)特征一、?。ㄒ唬┛s短收縮縮短收縮是指肌肉收縮所產(chǎn)生的張力大于外加的阻力時，肌肉縮短，并牽引骨杠桿做相向運動的一種收縮形式。縮短收縮時肌肉起止點互相靠近，又稱向心收縮。（一）縮短收縮縮短收縮是指肌肉收縮所產(chǎn)生的張力大于外加的阻力（二）拉長收縮當(dāng)肌肉收縮所產(chǎn)生的張力小于外力時，肌肉積極收縮但被拉長，這種收縮形式稱為拉長收縮。拉長收縮時肌肉起止點相離，又稱離心收

9、縮。（二）拉長收縮（三）等長收縮當(dāng)肌肉收縮產(chǎn)生的張力等于外力時，肌肉積極收縮，但長度不變，這種收縮形式稱為等長收縮。（三）等長收縮當(dāng)肌肉收縮產(chǎn)生的張力等于外力時，肌肉積極收縮，二、肌肉收縮的力學(xué)特征（一）肌肉收縮的張力與速度關(guān)系在一定的范圍內(nèi)，肌肉收縮產(chǎn)生的張力和速度大致呈反比關(guān)系。二、肌肉收縮的力學(xué)特征（一）肌肉收縮的張力與速度關(guān)系運動生理學(xué)課件第一章肌肉活動（二）肌肉收縮的長度與張力關(guān)系適宜初長度時，肌肉收縮產(chǎn)生的張力最大。（二）肌肉收縮的長度與張力關(guān)系適宜初長度時，肌肉收縮產(chǎn)生的張運動生理學(xué)課件第一章肌肉活動第四節(jié) 肌纖維類型與運動能力一、不同類型骨骼肌纖維的形態(tài)結(jié)構(gòu)和功能特征（一）骨骼

10、肌纖維類型的劃分方法“慢肌”和“快肌”慢縮強氧化型、快縮強氧化酵解型和快縮強酵解型型和型以及a、b和c三種亞型第四節(jié) 肌纖維類型與運動能力一、不同類型骨骼肌纖維的形態(tài)結(jié)構(gòu)（二）人體骨骼肌纖維類型的分布肌纖維類型分布的一般規(guī)律A肌纖維類型的性別差異B年齡因素C遺傳因素D（二）人體骨骼肌纖維類型的分布肌纖維類型分布的一般規(guī)律A肌纖（三）不同類型骨骼肌纖維的形態(tài)、 代謝和生理特征1. 形態(tài)特征（1）結(jié)構(gòu)特征（三）不同類型骨骼肌纖維的形態(tài)、 運動生理學(xué)課件第一章肌肉活動（2）神經(jīng)支配一個大運動神經(jīng)元連同它支配的快肌纖維或型肌纖維，稱快運動單位；一個小運動神經(jīng)元連同它支配的慢肌纖維或型肌纖維，稱為慢運動

11、單位。（2）神經(jīng)支配（3）肌纖維面積肌纖維的面積隨年齡的增長呈線性遞增。（3）肌纖維面積2. 代謝特征（1）代謝底物2. 代謝特征（2）代謝酶活性 FT纖維中參與無氧代謝過程的酶活性較ST纖維高，ST纖維中參與有氧氧化過程的酶的活性則較FT纖維高（2）代謝酶活性 3. 生理特征（1）收縮速度快、慢肌纖維間存在明顯差異3. 生理特征（2）收縮力量多數(shù)研究認為動物快肌收縮力量明顯大于慢肌，但人類不同類型肌纖維收縮力量的差異尚不完全清楚。（2）收縮力量（3）抗疲勞性慢肌纖維的抗疲勞能力較快肌強（3）抗疲勞性二、肌纖維類型與運動的關(guān)系（一）運動單位募集運動單位募集（motor unit recruit

12、ment）指的是運動過程中不同類型運動單位參與活動的次序和程度。二、肌纖維類型與運動的關(guān)系特征：運動單位募集的大小原則肌纖維類型的選擇性募集隨運動時間延長纖維種類增加特征：（二）運動員肌纖維類型（二）運動員肌纖維類型（三）運動訓(xùn)練對骨骼肌纖維的影響1. 對骨骼肌纖維類型百分構(gòu)成的影響2. 對肌纖維面積的影響3.訓(xùn)練對肌纖維代謝特征的影響（三）運動訓(xùn)練對骨骼肌纖維的影響1. 對骨骼肌纖維類型百分構(gòu)運動生理學(xué)課件第一章肌肉活動 第五節(jié) 肌電圖采用引導(dǎo)電極將肌肉興奮時的電變化經(jīng)過引導(dǎo)、放大和記錄所得到的電壓變化圖形稱為肌電圖（Electromyography，EMG），可作為評價神經(jīng)肌肉功能的一種方

13、法。 第五節(jié) 肌電圖采用引導(dǎo)電極將肌肉興奮時的電變化一、肌電信號的引導(dǎo)和記錄一、肌電信號的引導(dǎo)和記錄二、肌電圖的基本原理與正常肌電圖二、肌電圖的基本原理與正常肌電圖三、肌電信號的分析時域和頻域分析，分析指標(biāo)包括平均肌電振幅(AEMG)、積分肌電值(IEMG)、均方根值(RMS)、平均功率頻率(MPF)、中位頻率(MF)、中心頻率(CF)等。三、肌電信號的分析時域和頻域分析，分析指標(biāo)包括平均肌電振幅(運動生理學(xué)課件第一章肌肉活動四、肌電圖的應(yīng)用1.肌肉活動的協(xié)調(diào)性評價2.局部肌肉疲勞度評價3.預(yù)測肌纖維類型四、肌電圖的應(yīng)用1.肌肉活動的協(xié)調(diào)性評價 推薦讀物1.鄧樹勛,王健主編.高級運動生理學(xué)理論與應(yīng)用. 北京：高等教育出版社，2003.2. Jack H. Wilmore David L. Costill W. Larry Kenney著，王瑞元、汪軍譯.運動生理學(xué).北京:北京體育大學(xué)出版社,2011.3. Scott K Powers, Edward Howley. Exercise Physiology: Theory and Application to Fit