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骨骼肌機(jī)能骨骼肌機(jī)能第一節(jié)肌纖維的結(jié)構(gòu)第二節(jié)骨骼肌細(xì)胞的生物電現(xiàn)象
第三節(jié)肌纖維的收縮過(guò)程第四節(jié)骨骼肌特性第五節(jié)骨骼肌收縮第六節(jié)肌纖維類(lèi)型與運(yùn)動(dòng)能力第七節(jié)肌電的研究與應(yīng)用第一節(jié)肌纖維的結(jié)構(gòu)第二節(jié)骨骼肌細(xì)胞的生物電現(xiàn)象第三節(jié)肌纖維的結(jié)構(gòu)肌纖維的結(jié)構(gòu)
作為一個(gè)器官的單塊肌肉,同身體中其他器官一樣,由幾種組織構(gòu)成,構(gòu)成肌肉的基本組織有:1、肌組織(由肌纖維組成),肌纖維構(gòu)成肌肉的主體,占肌肉器官的90%以上,它是肌肉中的收縮成分。2、結(jié)締組織。3、神經(jīng)組織。人體的骨骼肌由500-600余塊肌肉組成。每塊肌肉都是一個(gè)器官。作為一個(gè)器官的單塊肌肉,同身體中其他器官一樣,由幾種組織構(gòu)肌肉中的其他組織起著調(diào)節(jié)、支持和彈性作用。分別包繞在肌纖維、肌束和整塊肌肉外面的肌內(nèi)膜、肌束膜和肌外膜及肌腱,均由結(jié)締組織構(gòu)成,是肌肉中的彈性成分。肌肉中的其他組織起著調(diào)節(jié)、支持和彈性作用。分別包繞在肌纖維、一、肌原纖維和肌小節(jié)每個(gè)肌細(xì)胞含有數(shù)百至數(shù)千條與肌纖維長(zhǎng)軸平行排列的肌原纖維。直徑約1-2微米,縱貫肌細(xì)胞全長(zhǎng)。肌小節(jié):兩條Z線之間的結(jié)構(gòu)。一、肌原纖維和肌小節(jié)每個(gè)肌細(xì)胞含有數(shù)百至數(shù)千條與肌纖維長(zhǎng)軸平骼肌超微結(jié)構(gòu)示意圖
骼肌原纖維的結(jié)構(gòu)示意圖
肌原纖維的結(jié)構(gòu)示意圖粗肌絲和細(xì)肌絲的空間排列示意圖粗肌絲和細(xì)肌絲的空間排列示意圖二、肌管系統(tǒng)橫小管系統(tǒng):肌細(xì)胞膜從表面橫向伸入肌纖維內(nèi)部的膜小管系統(tǒng)??v小管系統(tǒng):肌質(zhì)網(wǎng)系統(tǒng)。終池:肌質(zhì)網(wǎng)在接近橫小管處形成特殊的膨大。三聯(lián)管結(jié)構(gòu):每一個(gè)橫小管和來(lái)自?xún)蓚?cè)的終末池構(gòu)成復(fù)合體。
二、肌管系統(tǒng)橫小管系統(tǒng):肌細(xì)胞膜從表面橫向伸入肌纖維內(nèi)部的膜肌管系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖
肌管系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖Ca++通過(guò)和肌鈣蛋白結(jié)合,誘發(fā)橫橋和肌動(dòng)蛋白之間的相互作用圖肌鈣蛋白是含有三個(gè)亞單位的復(fù)合體。亞單位I、亞單位T和亞單位C分別對(duì)肌動(dòng)蛋白、原肌球蛋白和Ca++。
Ca++通過(guò)和肌鈣蛋白結(jié)合,誘發(fā)橫橋和肌動(dòng)蛋白之間的相互作用三、肌絲的分子組成粗肌絲:由肌球蛋白(肌凝蛋白)組成;頭部有一膨大部——橫橋。橫橋的功能特性對(duì)肌絲的滑行有重要意義:①能與細(xì)肌絲上的結(jié)合位點(diǎn)發(fā)生可逆性結(jié)合;②具有ATP酶的作用。肌鈣蛋白三、肌絲的分子組成粗肌絲:由肌球蛋白(肌凝蛋白)組成;頭部有肌動(dòng)蛋白(肌纖蛋白):占細(xì)絲的60%,其單體呈球狀,但在肌肉中聚合成雙螺旋結(jié)構(gòu),成為細(xì)絲的主干,以垂直方向固定于Z線。肌動(dòng)蛋白上,有能和橫橋做可逆結(jié)合的位點(diǎn),直接與肌球蛋白一道實(shí)現(xiàn)肌絲的滑行,故肌動(dòng)蛋白與肌球蛋白一同被稱(chēng)為收縮蛋白。原肌球蛋白(原肌凝蛋白):也是雙螺旋結(jié)構(gòu)的細(xì)絲,在肌肉靜息時(shí)位于肌動(dòng)蛋白和粗絲橫橋之間,起阻止兩者相結(jié)合的作用。位于肌動(dòng)蛋白雙螺旋溝的溝沿掩蓋肌動(dòng)蛋白與橫橋的結(jié)位點(diǎn),使肌動(dòng)蛋白處于抑制狀態(tài)。細(xì)肌絲肌動(dòng)蛋白(肌纖蛋白):占細(xì)絲的60%,其單體呈球狀,但在肌肉肌鈣蛋白(原寧蛋白):它不與肌動(dòng)蛋白相連,以一定間隔位于原肌凝蛋白之上,此蛋白對(duì)Ca2+很高的親和力,很容易與Ca2+呈可逆結(jié)合。在肌肉靜息時(shí),它象一把鉤子,把原肌球蛋白鉤住,使它固定于肌動(dòng)蛋白雙螺旋溝的溝沿,以阻止它滑到溝底。肌鈣蛋白(原寧蛋白):它不與肌動(dòng)蛋白相連,以一定間隔位于原肌運(yùn)動(dòng)與骨骼肌機(jī)能課件細(xì)肌絲與粗肌絲結(jié)構(gòu)示意圖
細(xì)肌絲與粗肌絲結(jié)構(gòu)示意圖骨骼肌細(xì)胞的生物電現(xiàn)象骨骼肌細(xì)胞的生物電現(xiàn)象生物電:生物體在生命活動(dòng)過(guò)程中所表現(xiàn)的電現(xiàn)象稱(chēng)為生物電。生物電是一種極普遍的生理現(xiàn)象,是活組織的基本特征之一,也是興奮的標(biāo)志。膜電位:細(xì)胞膜內(nèi)外的電位差,叫膜電位(跨膜電位)。生物電:生物體在生命活動(dòng)過(guò)程中所表現(xiàn)的電現(xiàn)象稱(chēng)為生物電。一、靜息電位(一)概念細(xì)胞處于安靜狀態(tài)時(shí),細(xì)胞膜內(nèi)外所存在的電位差。一、靜息電位(一)概念靜息電位證明實(shí)驗(yàn):(甲)當(dāng)A、B電極都位于細(xì)胞膜外,無(wú)電位改變,證明膜外無(wú)電位差。(乙)當(dāng)A電極位于細(xì)胞膜外,B電極插入膜內(nèi)時(shí),有電位改變,證明膜內(nèi)、外間有電位差。(丙)當(dāng)A、B電極都位于細(xì)胞膜內(nèi),無(wú)電位改變,證明膜內(nèi)無(wú)電位差。靜息電位證明實(shí)驗(yàn):(甲)當(dāng)A、B電極都位于細(xì)胞膜外,無(wú)電位改(二)靜息電位產(chǎn)生原理用“離子學(xué)說(shuō)”來(lái)解釋:①細(xì)胞內(nèi)外各種離子的濃度分布是不均勻的。(二)靜息電位產(chǎn)生原理用“離子學(xué)說(shuō)”來(lái)解釋:②靜息狀態(tài)下細(xì)胞膜對(duì)各種離子通透具有選擇性。通透性:K+>Cl->Na+>A-②靜息狀態(tài)下細(xì)胞膜對(duì)各種離子通透具有選擇性。③靜息時(shí),K+的通透性大,Na+的通透性較小
K+外流→細(xì)胞內(nèi)負(fù)外正電位差④隨著K+外流,細(xì)胞膜兩側(cè)形成的外正內(nèi)負(fù)的電場(chǎng)力會(huì)阻止細(xì)胞內(nèi)K+的繼續(xù)外流,當(dāng)促使K+外流的由濃度差形成的向外擴(kuò)散力與阻止K+外流的電場(chǎng)力相等時(shí),K+的凈移動(dòng)量就會(huì)等于零。這時(shí)細(xì)胞內(nèi)外的電位差值就穩(wěn)定在一定水平上,這就是靜息電位。由于靜息電位主要是K+由細(xì)胞內(nèi)向外流動(dòng)達(dá)到平衡時(shí)的電位值,所以又稱(chēng)為K+平衡電位。③靜息時(shí),K+的通透性大,Na+的通透性較小靜息電位產(chǎn)生的生理機(jī)制:①細(xì)胞膜內(nèi)外離子分布不均②細(xì)胞膜對(duì)離子的通透具有選擇性:K+>Cl->Na+>A-③靜息狀態(tài)時(shí),細(xì)胞膜對(duì)K+的通透性大[K+]↑→膜外電位↑(正電場(chǎng))膜外為正、膜內(nèi)為負(fù)的極化狀態(tài)④當(dāng)擴(kuò)散動(dòng)力與阻力達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡時(shí)=RP結(jié)論:RP的產(chǎn)生主要是K+向膜外擴(kuò)散的結(jié)果。
∴RP=K+的平衡電位靜息電位產(chǎn)生的生理機(jī)制:②細(xì)胞膜對(duì)離子的通透具有選擇性:K+25二、動(dòng)作電位(一)概念
可興奮細(xì)胞興奮時(shí),細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生的可擴(kuò)布的電位變化。二、動(dòng)作電位(一)概念(二)動(dòng)作電位的變化過(guò)程1.靜息相2.去極相去極化:-70→0mv
反極化:0→+30mv3.復(fù)極相
+30→-70mv(二)動(dòng)作電位的變化過(guò)程1.靜息相動(dòng)作電位有以下特點(diǎn):①“全或無(wú)”現(xiàn)象。任何刺激一旦引起膜去極化達(dá)到閾值,動(dòng)作電位就會(huì)立刻產(chǎn)生,它一旦產(chǎn)生就達(dá)到最大值,動(dòng)作電位的幅度不會(huì)因刺激加強(qiáng)而增大。②不衰減性傳導(dǎo)。動(dòng)作電位一旦在細(xì)胞膜的某一部位產(chǎn)生,它就會(huì)間整個(gè)細(xì)胞膜傳播,而且其幅度不會(huì)因?yàn)閭鞑ゾ嚯x增加而減弱。③脈沖式。由于不應(yīng)期的存在使連續(xù)的多個(gè)動(dòng)作電位不可能融合,兩個(gè)動(dòng)作電位之間總有一定間隔。
動(dòng)作電位的意義:
AP的產(chǎn)生是細(xì)胞興奮的標(biāo)志動(dòng)作電位有以下特點(diǎn):①“全或無(wú)”現(xiàn)象。任何刺激一旦引起膜去(三)動(dòng)作電位的產(chǎn)生原理(三)動(dòng)作電位的產(chǎn)生原理?xiàng)l件:①膜內(nèi)外存在[Na+]差:[Na+]外>[Na+]內(nèi)≈1∶10②細(xì)胞膜對(duì)各種離子通透具有選擇性。條件:用離子流學(xué)說(shuō)來(lái)解釋?zhuān)孩偌?xì)胞內(nèi)外各種離子的濃度分布不均勻②細(xì)胞膜對(duì)各種離子通透具有選擇性③膜受刺激,Na+大量?jī)?nèi)流,膜去極化至反極化④Na+平衡電位,K+快速外流,至靜息狀態(tài)用離子流學(xué)說(shuō)來(lái)解釋?zhuān)孩偌?xì)胞內(nèi)外各種離子的濃度分布不均勻②細(xì)四、動(dòng)作電位的傳導(dǎo)四、動(dòng)作電位的傳導(dǎo)五、細(xì)胞間的興奮傳遞(一)神經(jīng)-肌肉接頭的結(jié)構(gòu)
①接頭前膜
(終板前膜)②接頭后膜
(終極后膜)③接頭間隙
(終板間隙)
五、細(xì)胞間的興奮傳遞(一)神經(jīng)-肌肉接頭的結(jié)構(gòu)(二)神經(jīng)-肌肉接頭的興奮傳遞(二)神經(jīng)-肌肉接頭的興奮傳遞運(yùn)動(dòng)與骨骼肌機(jī)能課件神經(jīng)肌肉接點(diǎn)興奮傳遞的特點(diǎn):①化學(xué)傳遞:Ach把電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能。②單向性傳遞:只能從運(yùn)動(dòng)神經(jīng)未梢傳向肌纖維,不能逆?zhèn)鳌"蹠r(shí)間延擱:在此比在同一細(xì)胞中慢(0.5-1.0ms)④易受化學(xué)和其它環(huán)境因素的影響神經(jīng)肌肉接點(diǎn)興奮傳遞的特點(diǎn):五、肌電骨骼肌在興奮時(shí),會(huì)由于肌纖維動(dòng)作電位的傳導(dǎo)和擴(kuò)布而發(fā)生電位變化,這種電位變化稱(chēng)為肌電。用適當(dāng)?shù)姆椒▽⒐趋兰∨d奮時(shí)發(fā)生的電位變化引導(dǎo)、放大并記錄所得到的圖形,稱(chēng)為肌電圖。五、肌電骨骼肌在興奮時(shí),會(huì)由于肌纖維動(dòng)作電位的傳導(dǎo)和擴(kuò)布而發(fā)輕度用力時(shí)用針電極從20個(gè)不同部位記錄到的正常人肱二頭肌的運(yùn)動(dòng)單位電位不同程度收縮時(shí)骨骼肌肌電圖(表面電極引導(dǎo))輕度用力時(shí)用針電極從20個(gè)不同部位記錄到的正常人肱二頭肌的運(yùn)引導(dǎo)肌電信號(hào)的電極分類(lèi):引導(dǎo)肌電信號(hào)的電極可分為兩大類(lèi),一類(lèi)是針電極,另一類(lèi)是表面電極。1.針電極2.表面電極引導(dǎo)肌電信號(hào)的電極分類(lèi):引導(dǎo)肌電信號(hào)的電極可分為兩大類(lèi),一類(lèi)肌纖維的收縮過(guò)程肌纖維的收縮過(guò)程肌絲滑行理論的主要論點(diǎn)是:肌肉的縮短或伸長(zhǎng)是由于肌小節(jié)中粗絲和細(xì)絲的相互滑行。而肌絲本身結(jié)構(gòu)和長(zhǎng)度不變。當(dāng)肌肉縮短時(shí),由Z線發(fā)出的細(xì)絲沿著粗絲向暗帶中央滑動(dòng),結(jié)果相鄰的的各Z線都相互靠近,肌小節(jié)長(zhǎng)度變短,從而出現(xiàn)了整個(gè)肌肉縮短。此理論的證據(jù)是:①肌肉縮短后,A帶不變,I帶明顯縮短,由于肌節(jié)兩端的細(xì)絲在肌節(jié)中相接觸,H消失。②當(dāng)肌肉拉長(zhǎng)時(shí),細(xì)肌絲沿粗絲向暗帶外側(cè)滑動(dòng),故明帶和H帶均加寬。一、肌絲滑行學(xué)說(shuō)肌絲滑行理論的主要論點(diǎn)是:肌肉的縮短或伸長(zhǎng)是由于肌小節(jié)中粗絲運(yùn)動(dòng)與骨骼肌機(jī)能課件二、肌纖維收縮的分子機(jī)制二、肌纖維收縮的分子機(jī)制1.興奮-收縮耦聯(lián)——三個(gè)主要步驟:
①興奮通過(guò)橫小管系統(tǒng)傳導(dǎo)到肌細(xì)胞內(nèi)部②三聯(lián)管處的信息傳遞③肌漿網(wǎng)(縱管系統(tǒng))中Ca2+的釋放:指終池膜上的鈣通道開(kāi)放,終池內(nèi)的Ca2+順濃度梯度進(jìn)入肌漿,觸發(fā)肌絲滑行,肌細(xì)胞收縮。
∴Ca2+是興奮-收縮耦聯(lián)的耦聯(lián)物1.興奮-收縮耦聯(lián)——三個(gè)主要步驟:2.肌絲滑行終池膜上的鈣通道開(kāi)放終池內(nèi)的Ca2+進(jìn)入肌漿Ca2+與肌鈣蛋白結(jié)合肌鈣蛋白的構(gòu)型改變?cè)∏虻鞍孜灰?,暴露?xì)肌絲上的結(jié)合位點(diǎn)橫橋與結(jié)合位點(diǎn)結(jié)合分解ATP釋放能量橫橋擺動(dòng)牽拉細(xì)肌絲朝肌節(jié)中央滑行肌節(jié)縮短=肌細(xì)胞收縮2.肌絲滑行終池膜上的鈣通道開(kāi)放Ca2+與肌鈣蛋白結(jié)合原肌球運(yùn)動(dòng)與骨骼肌機(jī)能課件小結(jié):骨骼肌收縮全過(guò)程
1.興奮傳遞2.興奮-收縮(肌絲滑行)耦聯(lián)運(yùn)動(dòng)神經(jīng)沖動(dòng)傳至末梢↓N末梢對(duì)Ca2+通透性增加Ca2+內(nèi)流入N末梢內(nèi)↓接頭前膜內(nèi)囊泡向前膜移動(dòng)、融合、破裂↓ACh釋放入接頭間隙↓ACh與終板膜受體結(jié)合↓受體構(gòu)型改變↓終板膜對(duì)Na+、K+(尤其N(xiāo)a+)的通透性增加↓產(chǎn)生終板電位(EPP)↓EPP引起肌膜AP↓肌膜AP沿橫管膜傳至三聯(lián)管↓終池膜上的鈣通道開(kāi)放終池內(nèi)Ca2+進(jìn)入肌漿↓Ca2+與肌鈣蛋白結(jié)合引起肌鈣蛋白的構(gòu)型改變↓原肌凝蛋白發(fā)生位移暴露出細(xì)肌絲上與橫橋結(jié)合位點(diǎn)↓橫橋與結(jié)合位點(diǎn)結(jié)合激活A(yù)TP酶作用,分解ATP↓橫橋擺動(dòng)↓牽拉細(xì)肌絲朝肌節(jié)中央滑行↓肌節(jié)縮短=肌細(xì)胞收縮小結(jié):骨骼肌收縮全過(guò)程1.興奮傳遞興奮-收縮耦聯(lián)后肌膜電位復(fù)極化終池膜對(duì)Ca2+通透性↓肌漿網(wǎng)膜Ca2+泵激活肌漿網(wǎng)膜[Ca2+]↓Ca2+與肌鈣蛋白解離原肌凝蛋白復(fù)蓋的橫橋結(jié)合位點(diǎn)骨骼肌舒張三、骨骼肌舒張機(jī)制興奮-收縮耦聯(lián)后肌膜電位復(fù)極化終池膜對(duì)Ca2+通透性↓肌漿網(wǎng)骨骼肌特性骨骼肌特性一、骨骼肌的物理特性
伸展性:骨骼肌在受到外力牽拉或負(fù)重時(shí)可被拉長(zhǎng)的特性。彈性:而當(dāng)外力或負(fù)重取消后,肌肉的長(zhǎng)度又可恢復(fù)的特性。
粘滯性:肌漿內(nèi)各分子之間的相互摩擦作用所產(chǎn)生的特性。一、骨骼肌的物理特性50二、骨骼肌的生理特性及其興奮條件
1.生理特性①興奮性②傳導(dǎo)性③收縮性2.引起興奮的刺激條件①刺激強(qiáng)度:引起肌肉興奮的最小刺激強(qiáng)度
閾上刺激、閾下刺激②刺激的作用時(shí)間③刺激強(qiáng)度變化率二、骨骼肌的生理特性及其興奮條件1.生理特性51閾強(qiáng)度:剛能引起組織興奮的刺激強(qiáng)度稱(chēng)為閾強(qiáng)度?;蚝?jiǎn)稱(chēng)閾值。閾刺激:達(dá)到這一臨界強(qiáng)度的刺激才是有效刺激,稱(chēng)為閾刺激。閾上刺激:高于閾強(qiáng)度的刺激。閾下刺激:低于閾強(qiáng)度的刺激。意義:測(cè)定組織閾值的大小,可以近似地反映它們興奮性的高低,即引起組織興奮所需的閾值愈小,說(shuō)明該組織的興奮性愈高;反之,閾值愈大,說(shuō)明興奮性愈低。閾強(qiáng)度:剛能引起組織興奮的刺激強(qiáng)度稱(chēng)為閾強(qiáng)度。或簡(jiǎn)稱(chēng)閾值。52骨骼肌收縮骨骼肌收縮(一)向心收縮
概念:肌肉收縮時(shí),長(zhǎng)度縮短的收縮稱(chēng)為向心收縮。特點(diǎn):收縮時(shí)肌肉長(zhǎng)度縮短、起止點(diǎn)相互靠近,因而引起身體運(yùn)動(dòng)。當(dāng)屈肘舉起一恒定負(fù)荷時(shí)肌肉收縮產(chǎn)生的張力隨關(guān)節(jié)角度而變化
一、骨骼肌的收縮形式(一)向心收縮當(dāng)屈肘舉起一恒定負(fù)荷時(shí)肌肉收縮產(chǎn)生的張力隨關(guān)54等張收縮:肌肉在收縮時(shí),張力相等,長(zhǎng)度發(fā)生改變的收縮。
等張收縮:肌肉在收縮時(shí),張力相等,長(zhǎng)度發(fā)生改變的收縮。55(二)等長(zhǎng)收縮
概念:肌肉在收縮對(duì)其長(zhǎng)度不變。(靜力收縮)如體操中的“十字支撐”“直角支撐”和武術(shù)中的站樁(二)等長(zhǎng)收縮56(三)離心收縮
概念:肌肉在收縮產(chǎn)生張力的同時(shí)被拉長(zhǎng)的收縮如下蹲時(shí),股四頭肌在收縮的同時(shí)被拉長(zhǎng),以控制重力對(duì)人體的作用,使身體緩慢下蹲,起緩沖作用。如搬運(yùn)重物時(shí),將重物放下,以及下坡跑和下樓梯等也需要肌肉進(jìn)行離心收縮。
(三)離心收縮概念:肌肉在收縮產(chǎn)生張力的同時(shí)被拉長(zhǎng)的收縮57(四)等動(dòng)收縮等動(dòng)收縮:在整個(gè)關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)肌肉以恒定的速度,且肌肉收縮時(shí)產(chǎn)生的力量始終與阻力相等的肌肉收縮。等動(dòng)收縮和等張收縮區(qū)別:
等動(dòng)收縮時(shí)在整個(gè)運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)都能產(chǎn)生最大的肌張力,等張收縮則不能。
等動(dòng)收縮的速度可以根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)節(jié)。理論和實(shí)踐證明,等動(dòng)練習(xí)是提高肌肉力量的有效手段。(四)等動(dòng)收縮等動(dòng)收縮:在整個(gè)關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)肌肉以恒定的58
等動(dòng)收縮時(shí)在整個(gè)運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)肌肉都產(chǎn)生最大張力等動(dòng)收縮時(shí)在整個(gè)運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)肌肉都產(chǎn)生最大張力59(五)骨骼肌不同收縮形式的比較1.力量
同一塊肌肉,在收縮速度相同的情況下,離心收縮可產(chǎn)生最大的張力。離心收縮產(chǎn)生的力量比向心收縮大50%左右,比等長(zhǎng)收縮大25%左右。原因:①是牽張反射,肌肉受到外力的牽張時(shí)會(huì)反射性地引起收縮。在離心收縮時(shí)肌肉受到強(qiáng)烈的牽張,因此會(huì)反射性地引起肌肉強(qiáng)烈收縮。②是離心收縮時(shí)肌肉中的彈性成分被拉長(zhǎng)而產(chǎn)生阻力,同時(shí)肌肉中的可收縮成分也產(chǎn)生最大阻力。(五)骨骼肌不同收縮形式的比較1.力量603.代謝
在輸出功率相同的情況下,肌肉離心收縮時(shí)所消耗的能量低于向心收縮,其耗氧量也低于向心收縮。肌肉離心收縮對(duì)其他與代謝有關(guān)的生理指標(biāo)的反應(yīng)(如心率、心輸出量、肺通氣量、肺換氣效率、肌肉的血流量和肌肉溫度等)均低于向心收縮。2.肌電在負(fù)荷相同的情況下,離心收縮的IEMG(肌電積分)較向心收縮低。3.代謝2.肌電614.肌肉酸疼很早就發(fā)現(xiàn),肌肉做退讓工作時(shí)容易引起肌肉酸疼和損傷。近來(lái)研究表明,大負(fù)荷肌肉離心收縮比向心收縮更容易引起肌肉酸疼和肌纖維超微結(jié)構(gòu)以及收縮蛋白代謝的變化。離心收縮、等長(zhǎng)收縮和向心收縮后的肌肉酸疼之比較:離心收縮導(dǎo)致的肌肉酸疼最明顯,向心收縮導(dǎo)致的肌肉酸疼最不明顯4.肌肉酸疼很早就發(fā)現(xiàn),肌肉做退讓工作時(shí)容易引起肌肉酸疼和損62二、骨骼肌收縮的力學(xué)表現(xiàn)
(一)絕對(duì)力量與相對(duì)力量絕對(duì)肌力:某一塊肌肉做最大收縮時(shí)所產(chǎn)生的張力。肌肉的絕對(duì)肌力和肌肉的橫斷面大小有關(guān),肌肉的橫斷面越大,其絕對(duì)肌力越大。相對(duì)肌力:肌肉單位橫斷面積(一般為l平方厘米肌肉橫斷面積)所具有的肌力。
絕對(duì)力量:在整體情況下,一個(gè)人所能舉起的最大重量。在一般情況下,體重越大絕對(duì)力量越大。相對(duì)力量:如果將某人的絕對(duì)力量除以他的體重,即每公斤體重的肌肉力量。
二、骨骼肌收縮的力學(xué)表現(xiàn)(一)絕對(duì)力量與相對(duì)力量63(二)肌肉力量與運(yùn)動(dòng)
1.力量-速度曲線
張力大小:取決于活化的橫橋數(shù)目;
收縮速度:取決于能量釋放速率和肌球蛋白ATP酶活性,與活化的橫橋數(shù)目無(wú)關(guān)。
力量-速度曲線(離體肌肉)
(二)肌肉力量與運(yùn)動(dòng)力量-速度曲線(離體肌肉)642.肌肉力量與運(yùn)動(dòng)速度肌肉力量增加可以提高運(yùn)動(dòng)速度。
握推力量不同的人在不同負(fù)荷下的運(yùn)動(dòng)時(shí)間
2.肌肉力量與運(yùn)動(dòng)速度握推力量不同的人在不同負(fù)荷下的運(yùn)動(dòng)時(shí)間65人體運(yùn)動(dòng)時(shí)所輸出的功率,實(shí)際上就是運(yùn)動(dòng)生理學(xué)中所說(shuō)的爆發(fā)力,是指人體單位時(shí)間內(nèi)所做的功。在某些運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目中,如投擲、短跑、跳躍、舉重、拳擊和橄欖球等項(xiàng)目,運(yùn)動(dòng)員必須有較大的爆發(fā)力。3.肌肉力量與爆發(fā)力3.肌肉力量與爆發(fā)力66三、運(yùn)動(dòng)單位的動(dòng)員
(一)運(yùn)動(dòng)單位概念:一個(gè)α-運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元和受其支配的肌纖維所組成的最基本的肌肉收縮單位(簡(jiǎn)稱(chēng)MU)。三、運(yùn)動(dòng)單位的動(dòng)員67運(yùn)動(dòng)性運(yùn)動(dòng)單位:肌纖維興奮時(shí)發(fā)放的沖動(dòng)頻率較高,收縮力量大,但容易疲勞,氧化酶的含量較低,屬于快肌運(yùn)動(dòng)單位。緊張性運(yùn)動(dòng)單位:肌纖維興奮時(shí)沖動(dòng)頻率較低,但發(fā)放可持續(xù)較長(zhǎng)的時(shí)間,氧化酶的含量較高,屬于慢肌運(yùn)動(dòng)單位。眼外直肌運(yùn)動(dòng)單位:5-7條肌纖維腓腸肌運(yùn)動(dòng)單位:200多條肌纖維一般說(shuō)來(lái),一個(gè)運(yùn)動(dòng)單位中的肌纖維數(shù)目越少就越靈活,而越多則產(chǎn)生的張力越大。每個(gè)運(yùn)動(dòng)單位又可分成許多亞單位。每個(gè)亞單位由10-30條肌纖維組成。運(yùn)動(dòng)性運(yùn)動(dòng)單位:肌纖維興奮時(shí)發(fā)放的沖動(dòng)頻率較高,收縮力量68(二)運(yùn)動(dòng)單位動(dòng)員
肌肉收縮時(shí)參與的肌纖維數(shù)目越多,產(chǎn)生的張力就越大。張力不但與興奮的運(yùn)動(dòng)單位數(shù)目有關(guān),而且也與運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元傳到肌纖維的沖動(dòng)頻率有關(guān)。參與活動(dòng)的運(yùn)動(dòng)單位數(shù)目與興奮頻率的結(jié)合,稱(chēng)為運(yùn)動(dòng)單位動(dòng)員(簡(jiǎn)稱(chēng)MUI)。運(yùn)動(dòng)單位動(dòng)員也可稱(chēng)為運(yùn)動(dòng)單位募集。
(二)運(yùn)動(dòng)單位動(dòng)員肌肉收縮時(shí)參與的肌纖維數(shù)目越多,產(chǎn)生的69肌纖維類(lèi)型與運(yùn)動(dòng)能力肌纖維類(lèi)型與運(yùn)動(dòng)能力(一)按顏色肌纖維紅色的為紅肌,象長(zhǎng)途飛行的鴿子胸肌是紅肌,家雞的胸肌呈白色的為白肌。這種紅白肌之分,主要和肌纖維內(nèi)肌紅蛋白含量的多少相關(guān)。(二)按肌肉收縮的速度不同的肌纖維類(lèi)型,按其收縮快慢不同,可劃分為慢肌和快肌兩種類(lèi)型。一、肌纖維類(lèi)型的劃分(一)按顏色一、肌纖維類(lèi)型的劃分71(三)按肌肉收縮及代謝特點(diǎn)慢、氧化型(SO),快、糖酵解型(FG)和快、氧化、糖酵解型(FOG)三種類(lèi)型。(四)根據(jù)收縮特性及色澤
快白、快紅和慢紅三種類(lèi)型。(五)布茹克司(Brooks,1970)
Ⅰ型和Ⅱ型;Ⅱ型中又根據(jù)對(duì)NADH(四唑)還原酶的顯色反應(yīng)不同分為Ⅱa、Ⅱb和Ⅱc三個(gè)亞型。(三)按肌肉收縮及代謝特點(diǎn)72二、不同類(lèi)型肌纖維的形態(tài)、機(jī)能及代謝特征(一)不同肌纖維的形態(tài)特征形態(tài)學(xué)特征Ⅰ型(慢?。颍旒。┰谝患∪庵械奈恢眉±w維的直徑肌纖維數(shù)量肌漿網(wǎng)(內(nèi)質(zhì)網(wǎng))突觸小泡α-運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元神經(jīng)肌肉接點(diǎn)終板面積肌節(jié)Z線寬度(埃)毛細(xì)血管網(wǎng)血液供應(yīng)神經(jīng)支配深部細(xì)少不發(fā)達(dá)少小無(wú)皺折小800-1000較豐富多少表淺粗多發(fā)達(dá)多大后膜有皺折大400-500不太豐富少多二、不同類(lèi)型肌纖維的形態(tài)、機(jī)能及代謝特征(一)不同肌纖維的形73
(二)生理學(xué)特征
1.肌纖維類(lèi)型與收縮速度快肌纖維收縮速度快,慢肌纖維收縮速度慢。
2.肌纖維類(lèi)型與肌肉力量快肌運(yùn)動(dòng)單位的收縮力量明顯大于慢肌運(yùn)動(dòng)單位。(二)生理學(xué)特征74
無(wú)訓(xùn)練者(A)和快肌纖維百分比不同的運(yùn)動(dòng)員(B)的力量-速度曲線快肌纖維百分比高者,力量-速度曲線向右上方轉(zhuǎn)移無(wú)訓(xùn)練者(A)和快肌纖維百分比不同的運(yùn)動(dòng)員(B)的力量-速75
3.肌纖維類(lèi)型與疲勞
不同類(lèi)型的肌纖維抗疲勞能力不同。如圖可以認(rèn)為和慢肌纖維相比,快肌纖維在收縮時(shí)能產(chǎn)生較大的力量,但容易疲勞??旒±w維和慢肌纖維與疲勞的關(guān)系
3.肌纖維類(lèi)型與疲勞快肌纖維和慢肌纖維與疲勞的關(guān)系76(三)代謝特征
(三)代謝特征77三、運(yùn)動(dòng)時(shí)不同類(lèi)型運(yùn)動(dòng)單位的動(dòng)員
在運(yùn)動(dòng)中不同類(lèi)型的肌纖維參與工作的程度依運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度而定。
在運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練時(shí),采用不同強(qiáng)度的練習(xí)可以發(fā)展不同類(lèi)型的肌纖維。為了增強(qiáng)快肌纖維的代謝能力,訓(xùn)練計(jì)劃必須包括大強(qiáng)度的練習(xí);如果要提高慢肌纖維的代謝能力,訓(xùn)練計(jì)劃就要由低強(qiáng)度、持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)的練習(xí)組成。高耐克等人讓受試者以2/3最大攝氧量強(qiáng)度運(yùn)動(dòng),發(fā)現(xiàn)慢肌纖維中的糖原首先被消耗,繼而轉(zhuǎn)向快肌纖維。甚至當(dāng)慢肌纖維中的糖原完全空竭時(shí),快肌纖維中還有糖原剩余。而以150%最大攝氧量強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)時(shí),快肌纖維中的糖原首先被消耗。這說(shuō)明:在以較低的強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)時(shí),慢肌纖維首先被動(dòng)員;而在運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度較大時(shí),快肌纖維首先被動(dòng)員。三、運(yùn)動(dòng)時(shí)不同類(lèi)型運(yùn)動(dòng)單位的動(dòng)員在運(yùn)動(dòng)中不同類(lèi)型的肌纖78四、肌纖維類(lèi)型與運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目
1.一般人的肌纖維組成研究方法:常常用針刺活檢取樣法、開(kāi)放性活檢取樣法或尸檢法來(lái)獲得身體中骨骼肌肌纖維組成的數(shù)據(jù)。從表中可以看出男女受試者上下肢肌肉的慢肌纖維百分比平均為40-60%肌纖維的百分比分布范圍很大:慢肌纖維百分比最低的為24%,最高的為74.2%四、肌纖維類(lèi)型與運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目1.一般人的肌纖維組成79表2-5一般人的肌纖維組成受試者肌肉ST%變化范圍作者男(19)股外肌57.7±2.5Burke等男(11)腓腸肌52.638.0-73.2Costil等女(10)腓腸肌51.027.4-72.0Costil等男(8)腓腸肌46.7±3.7Coyle等男(14)腓腸肌43.924.0-72.9Gollnick等男(14)三角肌45.233.5-58.3Gollnick等男(9)股外肌43.826.0-60.6Green等男(69)股直肌53.9±12.2Jansson等男(23)股外肌46.0±13.0Komi等男(10)股外肌44.0--Thorstensson等男(14)股外肌46.328.2-74.2勝田等女(4)三角肌57.540.1-68.3Prince等女(4)三角肌35.427.2-42.1Prince等表2-5一般人的肌纖維組成受試者肌肉ST%變化范圍作802.運(yùn)動(dòng)員的肌纖維組成
具有項(xiàng)目特點(diǎn):時(shí)間短、強(qiáng)度大項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)員:快肌纖維百分比從事耐力項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)員和一般人高;耐力項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)員:慢肌纖維百分比高于非耐力項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)員和一般人;既需要耐力又需速度項(xiàng)目的運(yùn)動(dòng)員(如中跑、自行車(chē)等):快肌纖維和慢肌纖維百分比相當(dāng)。2.運(yùn)動(dòng)員的肌纖維組成具有項(xiàng)目特點(diǎn):81
男運(yùn)動(dòng)員肌纖維類(lèi)型分布男運(yùn)動(dòng)員肌纖維類(lèi)型分布82
女運(yùn)動(dòng)員肌纖維類(lèi)型分布女運(yùn)動(dòng)員肌纖維類(lèi)型分布83五、訓(xùn)練對(duì)肌纖維的影響
(一)肌纖維選擇性肥大
薩爾庭(Saltin)發(fā)現(xiàn)耐力訓(xùn)練可引起慢肌纖維選擇性肥大,速度、爆發(fā)力訓(xùn)練可引起快肌纖維選擇性肥大。
五、訓(xùn)練對(duì)肌纖維的影響(一)肌纖維選擇性肥大84薩爾庭對(duì)6名成年男受試者進(jìn)行了5個(gè)月的長(zhǎng)跑訓(xùn)練。在訓(xùn)練前后測(cè)定了受試者的最大攝氧量、慢肌纖維百分比、慢肌纖維面積、琥珀酸脫氫酶活性和磷酸丙糖激酶等指標(biāo)后發(fā)現(xiàn),受試者的最大攝氧量、慢肌纖維面積、琥珀酸脫氫酶活性和磷酸丙糖激酶在訓(xùn)練后都顯著提高了,但慢肌纖維百分比卻沒(méi)有明顯提高。薩爾庭對(duì)6名成年男受試者進(jìn)行了5個(gè)月的長(zhǎng)跑訓(xùn)練。在訓(xùn)練前后測(cè)85(二)酶活性改變(二)酶活性改變86肌電的研究與應(yīng)用肌電的研究與應(yīng)用一、利用肌電測(cè)定神經(jīng)的傳導(dǎo)速度
如果在神經(jīng)通路的兩個(gè)或兩個(gè)以上的點(diǎn)上給予電流刺激,從該神經(jīng)所支配的肌肉上記錄誘發(fā)電位,然后根據(jù)下列公式可計(jì)算出神經(jīng)的傳導(dǎo)速度。
V=S/t式中:V為神經(jīng)傳導(dǎo)速度,單位為米/秒;t為兩刺激點(diǎn)從刺激開(kāi)始到肌肉開(kāi)始收縮的時(shí)間差,單位為秒;S為兩刺激點(diǎn)之間的距離,單位為米。一、利用肌電測(cè)定神經(jīng)的傳導(dǎo)速度88尺神經(jīng)運(yùn)動(dòng)神經(jīng)傳導(dǎo)速度的測(cè)定S1:肘部的刺激電極S2:腕部的刺激電極R:記錄電極尺神經(jīng)運(yùn)動(dòng)神經(jīng)傳導(dǎo)速度的測(cè)定89二、利用肌電圖研究肌肉疲勞
肌肉疲勞對(duì)其肌電活動(dòng)也會(huì)發(fā)生變化,因此可以用肌電來(lái)研究肌肉疲勞的發(fā)生及機(jī)制。
(1)肌肉工作過(guò)程中肌電幅值的變化肌電幅值是指肌電信號(hào)的振幅大小。在肌電研究過(guò)程中,反應(yīng)肌電幅值的指標(biāo)有積分肌電(EMG)和均方根振幅(RMS)。二、利用肌電圖研究肌肉疲勞肌肉疲勞對(duì)其肌電活動(dòng)也會(huì)發(fā)生變90(2)肌肉工作過(guò)程中肌電信號(hào)的頻譜變化研究表明,在肌肉工作過(guò)程中,肌電信號(hào)的頻率特性可隨著肌肉的機(jī)能狀態(tài)的改變而發(fā)生變化。反應(yīng)肌電信號(hào)的頻率特性的指標(biāo)有平均功率頻率(MPF)和中心頻率(FC)。肌肉疲勞前后肌電頻率譜變化
(2)肌肉工作過(guò)程中肌電信號(hào)的頻譜變化研究表明,在肌肉工作過(guò)91三、利用肌電圖評(píng)價(jià)肌力當(dāng)肌肉以不同的負(fù)荷進(jìn)行收縮時(shí),其肌電信號(hào)的積分值(IEMG)同肌力成正比關(guān)系,即肌肉產(chǎn)生的張力越大IEMG越大。柯菲因(Chaffin)等人發(fā)現(xiàn)當(dāng)肌肉用40%MVC以下強(qiáng)度收縮時(shí),肌力與肌電呈線性關(guān)系。60%MVC(最大收縮力)以上強(qiáng)度時(shí),肌力與肌電也呈線性關(guān)系,但此時(shí)的直線斜率較大。而肌力在40%-60%MVC時(shí),肌力與肌電之間的線性關(guān)系往往就不存在了。三、利用肌電圖評(píng)價(jià)肌力當(dāng)肌肉以不同的負(fù)荷進(jìn)行收縮時(shí),其肌92在勻速屈肘運(yùn)動(dòng)中肌張力與IEMG的關(guān)系
A的心收縮B離心收縮在勻速屈肘運(yùn)動(dòng)中肌張力與IEMG的關(guān)系93
肌肉與肌電的線性關(guān)系
肌肉與肌電的線性關(guān)系94四、利用肌電進(jìn)行動(dòng)作分析
在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中可用多導(dǎo)肌電記錄儀將肌電記錄下來(lái)。然后,根據(jù)運(yùn)動(dòng)中每塊肌肉的放電順序和肌電幅度,結(jié)合高速攝像等技術(shù),對(duì)運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)作進(jìn)行分析診斷。分析某項(xiàng)運(yùn)動(dòng)技術(shù),找出在完成該項(xiàng)動(dòng)作時(shí)有哪些肌肉參加;各個(gè)肌肉用力程度怎樣;順序如何;直接為科學(xué)地安排教學(xué)與訓(xùn)練提供依據(jù)。四、利用肌電進(jìn)行動(dòng)作分析在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中可用多導(dǎo)肌電記錄儀95上肢豎直作主動(dòng)起蹲時(shí)股四頭肌的肌電圖(2毫伏、400毫秒)1.股外??;2.股直肌;3.股內(nèi)肌上肢豎直作主動(dòng)起蹲時(shí)股四頭肌的肌電圖(2毫伏、400毫秒)96繞螺時(shí)的肌電變化繞螺時(shí)的肌電變化97五、利用肌電圖分析肌纖維類(lèi)型不同類(lèi)型的肌纖維在疲勞時(shí)的肌電圖特征也不同。慢肌纖維百分?jǐn)?shù)較高的受試者(ST%>59),在各種負(fù)荷(30%MVC、50%MVC及79%MVC)至疲勞的工作中,MPF下降斜率比慢肌纖百分?jǐn)?shù)較低的受試者(ST<49)要低,當(dāng)負(fù)荷增加時(shí)更明顯。五、利用肌電圖分析肌纖維類(lèi)型不同類(lèi)型的肌纖維在疲勞時(shí)的肌98[思考題]
1.骨骼肌有幾種收縮形式?它們各有什么生理學(xué)特點(diǎn)?2.為什么在最大用力收縮時(shí)離心收縮產(chǎn)生的張力比向心收縮大?3.試述絕對(duì)力量、相對(duì)力量、絕對(duì)爆發(fā)力和相對(duì)爆發(fā)力在運(yùn)動(dòng)實(shí)踐中的應(yīng)用及其意義。4.骨骼肌肌纖維類(lèi)型是如何劃分的?不同類(lèi)型肌纖維的形態(tài)學(xué)、生理學(xué)和生物化學(xué)特征是什么?5.從事不同項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)員的肌纖維類(lèi)型的組成有什么特點(diǎn)?[思考題]99骨骼肌機(jī)能骨骼肌機(jī)能第一節(jié)肌纖維的結(jié)構(gòu)第二節(jié)骨骼肌細(xì)胞的生物電現(xiàn)象
第三節(jié)肌纖維的收縮過(guò)程第四節(jié)骨骼肌特性第五節(jié)骨骼肌收縮第六節(jié)肌纖維類(lèi)型與運(yùn)動(dòng)能力第七節(jié)肌電的研究與應(yīng)用第一節(jié)肌纖維的結(jié)構(gòu)第二節(jié)骨骼肌細(xì)胞的生物電現(xiàn)象第三節(jié)肌纖維的結(jié)構(gòu)肌纖維的結(jié)構(gòu)
作為一個(gè)器官的單塊肌肉,同身體中其他器官一樣,由幾種組織構(gòu)成,構(gòu)成肌肉的基本組織有:1、肌組織(由肌纖維組成),肌纖維構(gòu)成肌肉的主體,占肌肉器官的90%以上,它是肌肉中的收縮成分。2、結(jié)締組織。3、神經(jīng)組織。人體的骨骼肌由500-600余塊肌肉組成。每塊肌肉都是一個(gè)器官。作為一個(gè)器官的單塊肌肉,同身體中其他器官一樣,由幾種組織構(gòu)肌肉中的其他組織起著調(diào)節(jié)、支持和彈性作用。分別包繞在肌纖維、肌束和整塊肌肉外面的肌內(nèi)膜、肌束膜和肌外膜及肌腱,均由結(jié)締組織構(gòu)成,是肌肉中的彈性成分。肌肉中的其他組織起著調(diào)節(jié)、支持和彈性作用。分別包繞在肌纖維、一、肌原纖維和肌小節(jié)每個(gè)肌細(xì)胞含有數(shù)百至數(shù)千條與肌纖維長(zhǎng)軸平行排列的肌原纖維。直徑約1-2微米,縱貫肌細(xì)胞全長(zhǎng)。肌小節(jié):兩條Z線之間的結(jié)構(gòu)。一、肌原纖維和肌小節(jié)每個(gè)肌細(xì)胞含有數(shù)百至數(shù)千條與肌纖維長(zhǎng)軸平骼肌超微結(jié)構(gòu)示意圖
骼肌原纖維的結(jié)構(gòu)示意圖
肌原纖維的結(jié)構(gòu)示意圖粗肌絲和細(xì)肌絲的空間排列示意圖粗肌絲和細(xì)肌絲的空間排列示意圖二、肌管系統(tǒng)橫小管系統(tǒng):肌細(xì)胞膜從表面橫向伸入肌纖維內(nèi)部的膜小管系統(tǒng)??v小管系統(tǒng):肌質(zhì)網(wǎng)系統(tǒng)。終池:肌質(zhì)網(wǎng)在接近橫小管處形成特殊的膨大。三聯(lián)管結(jié)構(gòu):每一個(gè)橫小管和來(lái)自?xún)蓚?cè)的終末池構(gòu)成復(fù)合體。
二、肌管系統(tǒng)橫小管系統(tǒng):肌細(xì)胞膜從表面橫向伸入肌纖維內(nèi)部的膜肌管系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖
肌管系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖Ca++通過(guò)和肌鈣蛋白結(jié)合,誘發(fā)橫橋和肌動(dòng)蛋白之間的相互作用圖肌鈣蛋白是含有三個(gè)亞單位的復(fù)合體。亞單位I、亞單位T和亞單位C分別對(duì)肌動(dòng)蛋白、原肌球蛋白和Ca++。
Ca++通過(guò)和肌鈣蛋白結(jié)合,誘發(fā)橫橋和肌動(dòng)蛋白之間的相互作用三、肌絲的分子組成粗肌絲:由肌球蛋白(肌凝蛋白)組成;頭部有一膨大部——橫橋。橫橋的功能特性對(duì)肌絲的滑行有重要意義:①能與細(xì)肌絲上的結(jié)合位點(diǎn)發(fā)生可逆性結(jié)合;②具有ATP酶的作用。肌鈣蛋白三、肌絲的分子組成粗肌絲:由肌球蛋白(肌凝蛋白)組成;頭部有肌動(dòng)蛋白(肌纖蛋白):占細(xì)絲的60%,其單體呈球狀,但在肌肉中聚合成雙螺旋結(jié)構(gòu),成為細(xì)絲的主干,以垂直方向固定于Z線。肌動(dòng)蛋白上,有能和橫橋做可逆結(jié)合的位點(diǎn),直接與肌球蛋白一道實(shí)現(xiàn)肌絲的滑行,故肌動(dòng)蛋白與肌球蛋白一同被稱(chēng)為收縮蛋白。原肌球蛋白(原肌凝蛋白):也是雙螺旋結(jié)構(gòu)的細(xì)絲,在肌肉靜息時(shí)位于肌動(dòng)蛋白和粗絲橫橋之間,起阻止兩者相結(jié)合的作用。位于肌動(dòng)蛋白雙螺旋溝的溝沿掩蓋肌動(dòng)蛋白與橫橋的結(jié)位點(diǎn),使肌動(dòng)蛋白處于抑制狀態(tài)。細(xì)肌絲肌動(dòng)蛋白(肌纖蛋白):占細(xì)絲的60%,其單體呈球狀,但在肌肉肌鈣蛋白(原寧蛋白):它不與肌動(dòng)蛋白相連,以一定間隔位于原肌凝蛋白之上,此蛋白對(duì)Ca2+很高的親和力,很容易與Ca2+呈可逆結(jié)合。在肌肉靜息時(shí),它象一把鉤子,把原肌球蛋白鉤住,使它固定于肌動(dòng)蛋白雙螺旋溝的溝沿,以阻止它滑到溝底。肌鈣蛋白(原寧蛋白):它不與肌動(dòng)蛋白相連,以一定間隔位于原肌運(yùn)動(dòng)與骨骼肌機(jī)能課件細(xì)肌絲與粗肌絲結(jié)構(gòu)示意圖
細(xì)肌絲與粗肌絲結(jié)構(gòu)示意圖骨骼肌細(xì)胞的生物電現(xiàn)象骨骼肌細(xì)胞的生物電現(xiàn)象生物電:生物體在生命活動(dòng)過(guò)程中所表現(xiàn)的電現(xiàn)象稱(chēng)為生物電。生物電是一種極普遍的生理現(xiàn)象,是活組織的基本特征之一,也是興奮的標(biāo)志。膜電位:細(xì)胞膜內(nèi)外的電位差,叫膜電位(跨膜電位)。生物電:生物體在生命活動(dòng)過(guò)程中所表現(xiàn)的電現(xiàn)象稱(chēng)為生物電。一、靜息電位(一)概念細(xì)胞處于安靜狀態(tài)時(shí),細(xì)胞膜內(nèi)外所存在的電位差。一、靜息電位(一)概念靜息電位證明實(shí)驗(yàn):(甲)當(dāng)A、B電極都位于細(xì)胞膜外,無(wú)電位改變,證明膜外無(wú)電位差。(乙)當(dāng)A電極位于細(xì)胞膜外,B電極插入膜內(nèi)時(shí),有電位改變,證明膜內(nèi)、外間有電位差。(丙)當(dāng)A、B電極都位于細(xì)胞膜內(nèi),無(wú)電位改變,證明膜內(nèi)無(wú)電位差。靜息電位證明實(shí)驗(yàn):(甲)當(dāng)A、B電極都位于細(xì)胞膜外,無(wú)電位改(二)靜息電位產(chǎn)生原理用“離子學(xué)說(shuō)”來(lái)解釋:①細(xì)胞內(nèi)外各種離子的濃度分布是不均勻的。(二)靜息電位產(chǎn)生原理用“離子學(xué)說(shuō)”來(lái)解釋:②靜息狀態(tài)下細(xì)胞膜對(duì)各種離子通透具有選擇性。通透性:K+>Cl->Na+>A-②靜息狀態(tài)下細(xì)胞膜對(duì)各種離子通透具有選擇性。③靜息時(shí),K+的通透性大,Na+的通透性較小
K+外流→細(xì)胞內(nèi)負(fù)外正電位差④隨著K+外流,細(xì)胞膜兩側(cè)形成的外正內(nèi)負(fù)的電場(chǎng)力會(huì)阻止細(xì)胞內(nèi)K+的繼續(xù)外流,當(dāng)促使K+外流的由濃度差形成的向外擴(kuò)散力與阻止K+外流的電場(chǎng)力相等時(shí),K+的凈移動(dòng)量就會(huì)等于零。這時(shí)細(xì)胞內(nèi)外的電位差值就穩(wěn)定在一定水平上,這就是靜息電位。由于靜息電位主要是K+由細(xì)胞內(nèi)向外流動(dòng)達(dá)到平衡時(shí)的電位值,所以又稱(chēng)為K+平衡電位。③靜息時(shí),K+的通透性大,Na+的通透性較小靜息電位產(chǎn)生的生理機(jī)制:①細(xì)胞膜內(nèi)外離子分布不均②細(xì)胞膜對(duì)離子的通透具有選擇性:K+>Cl->Na+>A-③靜息狀態(tài)時(shí),細(xì)胞膜對(duì)K+的通透性大[K+]↑→膜外電位↑(正電場(chǎng))膜外為正、膜內(nèi)為負(fù)的極化狀態(tài)④當(dāng)擴(kuò)散動(dòng)力與阻力達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡時(shí)=RP結(jié)論:RP的產(chǎn)生主要是K+向膜外擴(kuò)散的結(jié)果。
∴RP=K+的平衡電位靜息電位產(chǎn)生的生理機(jī)制:②細(xì)胞膜對(duì)離子的通透具有選擇性:K+124二、動(dòng)作電位(一)概念
可興奮細(xì)胞興奮時(shí),細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生的可擴(kuò)布的電位變化。二、動(dòng)作電位(一)概念(二)動(dòng)作電位的變化過(guò)程1.靜息相2.去極相去極化:-70→0mv
反極化:0→+30mv3.復(fù)極相
+30→-70mv(二)動(dòng)作電位的變化過(guò)程1.靜息相動(dòng)作電位有以下特點(diǎn):①“全或無(wú)”現(xiàn)象。任何刺激一旦引起膜去極化達(dá)到閾值,動(dòng)作電位就會(huì)立刻產(chǎn)生,它一旦產(chǎn)生就達(dá)到最大值,動(dòng)作電位的幅度不會(huì)因刺激加強(qiáng)而增大。②不衰減性傳導(dǎo)。動(dòng)作電位一旦在細(xì)胞膜的某一部位產(chǎn)生,它就會(huì)間整個(gè)細(xì)胞膜傳播,而且其幅度不會(huì)因?yàn)閭鞑ゾ嚯x增加而減弱。③脈沖式。由于不應(yīng)期的存在使連續(xù)的多個(gè)動(dòng)作電位不可能融合,兩個(gè)動(dòng)作電位之間總有一定間隔。
動(dòng)作電位的意義:
AP的產(chǎn)生是細(xì)胞興奮的標(biāo)志動(dòng)作電位有以下特點(diǎn):①“全或無(wú)”現(xiàn)象。任何刺激一旦引起膜去(三)動(dòng)作電位的產(chǎn)生原理(三)動(dòng)作電位的產(chǎn)生原理?xiàng)l件:①膜內(nèi)外存在[Na+]差:[Na+]外>[Na+]內(nèi)≈1∶10②細(xì)胞膜對(duì)各種離子通透具有選擇性。條件:用離子流學(xué)說(shuō)來(lái)解釋?zhuān)孩偌?xì)胞內(nèi)外各種離子的濃度分布不均勻②細(xì)胞膜對(duì)各種離子通透具有選擇性③膜受刺激,Na+大量?jī)?nèi)流,膜去極化至反極化④Na+平衡電位,K+快速外流,至靜息狀態(tài)用離子流學(xué)說(shuō)來(lái)解釋?zhuān)孩偌?xì)胞內(nèi)外各種離子的濃度分布不均勻②細(xì)四、動(dòng)作電位的傳導(dǎo)四、動(dòng)作電位的傳導(dǎo)五、細(xì)胞間的興奮傳遞(一)神經(jīng)-肌肉接頭的結(jié)構(gòu)
①接頭前膜
(終板前膜)②接頭后膜
(終極后膜)③接頭間隙
(終板間隙)
五、細(xì)胞間的興奮傳遞(一)神經(jīng)-肌肉接頭的結(jié)構(gòu)(二)神經(jīng)-肌肉接頭的興奮傳遞(二)神經(jīng)-肌肉接頭的興奮傳遞運(yùn)動(dòng)與骨骼肌機(jī)能課件神經(jīng)肌肉接點(diǎn)興奮傳遞的特點(diǎn):①化學(xué)傳遞:Ach把電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能。②單向性傳遞:只能從運(yùn)動(dòng)神經(jīng)未梢傳向肌纖維,不能逆?zhèn)?。③時(shí)間延擱:在此比在同一細(xì)胞中慢(0.5-1.0ms)④易受化學(xué)和其它環(huán)境因素的影響神經(jīng)肌肉接點(diǎn)興奮傳遞的特點(diǎn):五、肌電骨骼肌在興奮時(shí),會(huì)由于肌纖維動(dòng)作電位的傳導(dǎo)和擴(kuò)布而發(fā)生電位變化,這種電位變化稱(chēng)為肌電。用適當(dāng)?shù)姆椒▽⒐趋兰∨d奮時(shí)發(fā)生的電位變化引導(dǎo)、放大并記錄所得到的圖形,稱(chēng)為肌電圖。五、肌電骨骼肌在興奮時(shí),會(huì)由于肌纖維動(dòng)作電位的傳導(dǎo)和擴(kuò)布而發(fā)輕度用力時(shí)用針電極從20個(gè)不同部位記錄到的正常人肱二頭肌的運(yùn)動(dòng)單位電位不同程度收縮時(shí)骨骼肌肌電圖(表面電極引導(dǎo))輕度用力時(shí)用針電極從20個(gè)不同部位記錄到的正常人肱二頭肌的運(yùn)引導(dǎo)肌電信號(hào)的電極分類(lèi):引導(dǎo)肌電信號(hào)的電極可分為兩大類(lèi),一類(lèi)是針電極,另一類(lèi)是表面電極。1.針電極2.表面電極引導(dǎo)肌電信號(hào)的電極分類(lèi):引導(dǎo)肌電信號(hào)的電極可分為兩大類(lèi),一類(lèi)肌纖維的收縮過(guò)程肌纖維的收縮過(guò)程肌絲滑行理論的主要論點(diǎn)是:肌肉的縮短或伸長(zhǎng)是由于肌小節(jié)中粗絲和細(xì)絲的相互滑行。而肌絲本身結(jié)構(gòu)和長(zhǎng)度不變。當(dāng)肌肉縮短時(shí),由Z線發(fā)出的細(xì)絲沿著粗絲向暗帶中央滑動(dòng),結(jié)果相鄰的的各Z線都相互靠近,肌小節(jié)長(zhǎng)度變短,從而出現(xiàn)了整個(gè)肌肉縮短。此理論的證據(jù)是:①肌肉縮短后,A帶不變,I帶明顯縮短,由于肌節(jié)兩端的細(xì)絲在肌節(jié)中相接觸,H消失。②當(dāng)肌肉拉長(zhǎng)時(shí),細(xì)肌絲沿粗絲向暗帶外側(cè)滑動(dòng),故明帶和H帶均加寬。一、肌絲滑行學(xué)說(shuō)肌絲滑行理論的主要論點(diǎn)是:肌肉的縮短或伸長(zhǎng)是由于肌小節(jié)中粗絲運(yùn)動(dòng)與骨骼肌機(jī)能課件二、肌纖維收縮的分子機(jī)制二、肌纖維收縮的分子機(jī)制1.興奮-收縮耦聯(lián)——三個(gè)主要步驟:
①興奮通過(guò)橫小管系統(tǒng)傳導(dǎo)到肌細(xì)胞內(nèi)部②三聯(lián)管處的信息傳遞③肌漿網(wǎng)(縱管系統(tǒng))中Ca2+的釋放:指終池膜上的鈣通道開(kāi)放,終池內(nèi)的Ca2+順濃度梯度進(jìn)入肌漿,觸發(fā)肌絲滑行,肌細(xì)胞收縮。
∴Ca2+是興奮-收縮耦聯(lián)的耦聯(lián)物1.興奮-收縮耦聯(lián)——三個(gè)主要步驟:2.肌絲滑行終池膜上的鈣通道開(kāi)放終池內(nèi)的Ca2+進(jìn)入肌漿Ca2+與肌鈣蛋白結(jié)合肌鈣蛋白的構(gòu)型改變?cè)∏虻鞍孜灰?,暴露?xì)肌絲上的結(jié)合位點(diǎn)橫橋與結(jié)合位點(diǎn)結(jié)合分解ATP釋放能量橫橋擺動(dòng)牽拉細(xì)肌絲朝肌節(jié)中央滑行肌節(jié)縮短=肌細(xì)胞收縮2.肌絲滑行終池膜上的鈣通道開(kāi)放Ca2+與肌鈣蛋白結(jié)合原肌球運(yùn)動(dòng)與骨骼肌機(jī)能課件小結(jié):骨骼肌收縮全過(guò)程
1.興奮傳遞2.興奮-收縮(肌絲滑行)耦聯(lián)運(yùn)動(dòng)神經(jīng)沖動(dòng)傳至末梢↓N末梢對(duì)Ca2+通透性增加Ca2+內(nèi)流入N末梢內(nèi)↓接頭前膜內(nèi)囊泡向前膜移動(dòng)、融合、破裂↓ACh釋放入接頭間隙↓ACh與終板膜受體結(jié)合↓受體構(gòu)型改變↓終板膜對(duì)Na+、K+(尤其N(xiāo)a+)的通透性增加↓產(chǎn)生終板電位(EPP)↓EPP引起肌膜AP↓肌膜AP沿橫管膜傳至三聯(lián)管↓終池膜上的鈣通道開(kāi)放終池內(nèi)Ca2+進(jìn)入肌漿↓Ca2+與肌鈣蛋白結(jié)合引起肌鈣蛋白的構(gòu)型改變↓原肌凝蛋白發(fā)生位移暴露出細(xì)肌絲上與橫橋結(jié)合位點(diǎn)↓橫橋與結(jié)合位點(diǎn)結(jié)合激活A(yù)TP酶作用,分解ATP↓橫橋擺動(dòng)↓牽拉細(xì)肌絲朝肌節(jié)中央滑行↓肌節(jié)縮短=肌細(xì)胞收縮小結(jié):骨骼肌收縮全過(guò)程1.興奮傳遞興奮-收縮耦聯(lián)后肌膜電位復(fù)極化終池膜對(duì)Ca2+通透性↓肌漿網(wǎng)膜Ca2+泵激活肌漿網(wǎng)膜[Ca2+]↓Ca2+與肌鈣蛋白解離原肌凝蛋白復(fù)蓋的橫橋結(jié)合位點(diǎn)骨骼肌舒張三、骨骼肌舒張機(jī)制興奮-收縮耦聯(lián)后肌膜電位復(fù)極化終池膜對(duì)Ca2+通透性↓肌漿網(wǎng)骨骼肌特性骨骼肌特性一、骨骼肌的物理特性
伸展性:骨骼肌在受到外力牽拉或負(fù)重時(shí)可被拉長(zhǎng)的特性。彈性:而當(dāng)外力或負(fù)重取消后,肌肉的長(zhǎng)度又可恢復(fù)的特性。
粘滯性:肌漿內(nèi)各分子之間的相互摩擦作用所產(chǎn)生的特性。一、骨骼肌的物理特性149二、骨骼肌的生理特性及其興奮條件
1.生理特性①興奮性②傳導(dǎo)性③收縮性2.引起興奮的刺激條件①刺激強(qiáng)度:引起肌肉興奮的最小刺激強(qiáng)度
閾上刺激、閾下刺激②刺激的作用時(shí)間③刺激強(qiáng)度變化率二、骨骼肌的生理特性及其興奮條件1.生理特性150閾強(qiáng)度:剛能引起組織興奮的刺激強(qiáng)度稱(chēng)為閾強(qiáng)度?;蚝?jiǎn)稱(chēng)閾值。閾刺激:達(dá)到這一臨界強(qiáng)度的刺激才是有效刺激,稱(chēng)為閾刺激。閾上刺激:高于閾強(qiáng)度的刺激。閾下刺激:低于閾強(qiáng)度的刺激。意義:測(cè)定組織閾值的大小,可以近似地反映它們興奮性的高低,即引起組織興奮所需的閾值愈小,說(shuō)明該組織的興奮性愈高;反之,閾值愈大,說(shuō)明興奮性愈低。閾強(qiáng)度:剛能引起組織興奮的刺激強(qiáng)度稱(chēng)為閾強(qiáng)度?;蚝?jiǎn)稱(chēng)閾值。151骨骼肌收縮骨骼肌收縮(一)向心收縮
概念:肌肉收縮時(shí),長(zhǎng)度縮短的收縮稱(chēng)為向心收縮。特點(diǎn):收縮時(shí)肌肉長(zhǎng)度縮短、起止點(diǎn)相互靠近,因而引起身體運(yùn)動(dòng)。當(dāng)屈肘舉起一恒定負(fù)荷時(shí)肌肉收縮產(chǎn)生的張力隨關(guān)節(jié)角度而變化
一、骨骼肌的收縮形式(一)向心收縮當(dāng)屈肘舉起一恒定負(fù)荷時(shí)肌肉收縮產(chǎn)生的張力隨關(guān)153等張收縮:肌肉在收縮時(shí),張力相等,長(zhǎng)度發(fā)生改變的收縮。
等張收縮:肌肉在收縮時(shí),張力相等,長(zhǎng)度發(fā)生改變的收縮。154(二)等長(zhǎng)收縮
概念:肌肉在收縮對(duì)其長(zhǎng)度不變。(靜力收縮)如體操中的“十字支撐”“直角支撐”和武術(shù)中的站樁(二)等長(zhǎng)收縮155(三)離心收縮
概念:肌肉在收縮產(chǎn)生張力的同時(shí)被拉長(zhǎng)的收縮如下蹲時(shí),股四頭肌在收縮的同時(shí)被拉長(zhǎng),以控制重力對(duì)人體的作用,使身體緩慢下蹲,起緩沖作用。如搬運(yùn)重物時(shí),將重物放下,以及下坡跑和下樓梯等也需要肌肉進(jìn)行離心收縮。
(三)離心收縮概念:肌肉在收縮產(chǎn)生張力的同時(shí)被拉長(zhǎng)的收縮156(四)等動(dòng)收縮等動(dòng)收縮:在整個(gè)關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)肌肉以恒定的速度,且肌肉收縮時(shí)產(chǎn)生的力量始終與阻力相等的肌肉收縮。等動(dòng)收縮和等張收縮區(qū)別:
等動(dòng)收縮時(shí)在整個(gè)運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)都能產(chǎn)生最大的肌張力,等張收縮則不能。
等動(dòng)收縮的速度可以根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)節(jié)。理論和實(shí)踐證明,等動(dòng)練習(xí)是提高肌肉力量的有效手段。(四)等動(dòng)收縮等動(dòng)收縮:在整個(gè)關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)肌肉以恒定的157
等動(dòng)收縮時(shí)在整個(gè)運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)肌肉都產(chǎn)生最大張力等動(dòng)收縮時(shí)在整個(gè)運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)肌肉都產(chǎn)生最大張力158(五)骨骼肌不同收縮形式的比較1.力量
同一塊肌肉,在收縮速度相同的情況下,離心收縮可產(chǎn)生最大的張力。離心收縮產(chǎn)生的力量比向心收縮大50%左右,比等長(zhǎng)收縮大25%左右。原因:①是牽張反射,肌肉受到外力的牽張時(shí)會(huì)反射性地引起收縮。在離心收縮時(shí)肌肉受到強(qiáng)烈的牽張,因此會(huì)反射性地引起肌肉強(qiáng)烈收縮。②是離心收縮時(shí)肌肉中的彈性成分被拉長(zhǎng)而產(chǎn)生阻力,同時(shí)肌肉中的可收縮成分也產(chǎn)生最大阻力。(五)骨骼肌不同收縮形式的比較1.力量1593.代謝
在輸出功率相同的情況下,肌肉離心收縮時(shí)所消耗的能量低于向心收縮,其耗氧量也低于向心收縮。肌肉離心收縮對(duì)其他與代謝有關(guān)的生理指標(biāo)的反應(yīng)(如心率、心輸出量、肺通氣量、肺換氣效率、肌肉的血流量和肌肉溫度等)均低于向心收縮。2.肌電在負(fù)荷相同的情況下,離心收縮的IEMG(肌電積分)較向心收縮低。3.代謝2.肌電1604.肌肉酸疼很早就發(fā)現(xiàn),肌肉做退讓工作時(shí)容易引起肌肉酸疼和損傷。近來(lái)研究表明,大負(fù)荷肌肉離心收縮比向心收縮更容易引起肌肉酸疼和肌纖維超微結(jié)構(gòu)以及收縮蛋白代謝的變化。離心收縮、等長(zhǎng)收縮和向心收縮后的肌肉酸疼之比較:離心收縮導(dǎo)致的肌肉酸疼最明顯,向心收縮導(dǎo)致的肌肉酸疼最不明顯4.肌肉酸疼很早就發(fā)現(xiàn),肌肉做退讓工作時(shí)容易引起肌肉酸疼和損161二、骨骼肌收縮的力學(xué)表現(xiàn)
(一)絕對(duì)力量與相對(duì)力量絕對(duì)肌力:某一塊肌肉做最大收縮時(shí)所產(chǎn)生的張力。肌肉的絕對(duì)肌力和肌肉的橫斷面大小有關(guān),肌肉的橫斷面越大,其絕對(duì)肌力越大。相對(duì)肌力:肌肉單位橫斷面積(一般為l平方厘米肌肉橫斷面積)所具有的肌力。
絕對(duì)力量:在整體情況下,一個(gè)人所能舉起的最大重量。在一般情況下,體重越大絕對(duì)力量越大。相對(duì)力量:如果將某人的絕對(duì)力量除以他的體重,即每公斤體重的肌肉力量。
二、骨骼肌收縮的力學(xué)表現(xiàn)(一)絕對(duì)力量與相對(duì)力量162(二)肌肉力量與運(yùn)動(dòng)
1.力量-速度曲線
張力大?。喝Q于活化的橫橋數(shù)目;
收縮速度:取決于能量釋放速率和肌球蛋白ATP酶活性,與活化的橫橋數(shù)目無(wú)關(guān)。
力量-速度曲線(離體肌肉)
(二)肌肉力量與運(yùn)動(dòng)力量-速度曲線(離體肌肉)1632.肌肉力量與運(yùn)動(dòng)速度肌肉力量增加可以提高運(yùn)動(dòng)速度。
握推力量不同的人在不同負(fù)荷下的運(yùn)動(dòng)時(shí)間
2.肌肉力量與運(yùn)動(dòng)速度握推力量不同的人在不同負(fù)荷下的運(yùn)動(dòng)時(shí)間164人體運(yùn)動(dòng)時(shí)所輸出的功率,實(shí)際上就是運(yùn)動(dòng)生理學(xué)中所說(shuō)的爆發(fā)力,是指人體單位時(shí)間內(nèi)所做的功。在某些運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目中,如投擲、短跑、跳躍、舉重、拳擊和橄欖球等項(xiàng)目,運(yùn)動(dòng)員必須有較大的爆發(fā)力。3.肌肉力量與爆發(fā)力3.肌肉力量與爆發(fā)力165三、運(yùn)動(dòng)單位的動(dòng)員
(一)運(yùn)動(dòng)單位概念:一個(gè)α-運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元和受其支配的肌纖維所組成的最基本的肌肉收縮單位(簡(jiǎn)稱(chēng)MU)。三、運(yùn)動(dòng)單位的動(dòng)員166運(yùn)動(dòng)性運(yùn)動(dòng)單位:肌纖維興奮時(shí)發(fā)放的沖動(dòng)頻率較高,收縮力量大,但容易疲勞,氧化酶的含量較低,屬于快肌運(yùn)動(dòng)單位。緊張性運(yùn)動(dòng)單位:肌纖維興奮時(shí)沖動(dòng)頻率較低,但發(fā)放可持續(xù)較長(zhǎng)的時(shí)間,氧化酶的含量較高,屬于慢肌運(yùn)動(dòng)單位。眼外直肌運(yùn)動(dòng)單位:5-7條肌纖維腓腸肌運(yùn)動(dòng)單位:200多條肌纖維一般說(shuō)來(lái),一個(gè)運(yùn)動(dòng)單位中的肌纖維數(shù)目越少就越靈活,而越多則產(chǎn)生的張力越大。每個(gè)運(yùn)動(dòng)單位又可分成許多亞單位。每個(gè)亞單位由10-30條肌纖維組成。運(yùn)動(dòng)性運(yùn)動(dòng)單位:肌纖維興奮時(shí)發(fā)放的沖動(dòng)頻率較高,收縮力量167(二)運(yùn)動(dòng)單位動(dòng)員
肌肉收縮時(shí)參與的肌纖維數(shù)目越多,產(chǎn)生的張力就越大。張力不但與興奮的運(yùn)動(dòng)單位數(shù)目有關(guān),而且也與運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元傳到肌纖維的沖動(dòng)頻率有關(guān)。參與活動(dòng)的運(yùn)動(dòng)單位數(shù)目與興奮頻率的結(jié)合,稱(chēng)為運(yùn)動(dòng)單位動(dòng)員(簡(jiǎn)稱(chēng)MUI)。運(yùn)動(dòng)單位動(dòng)員也可稱(chēng)為運(yùn)動(dòng)單位募集。
(二)運(yùn)動(dòng)單位動(dòng)員肌肉收縮時(shí)參與的肌纖維數(shù)目越多,產(chǎn)生的168肌纖維類(lèi)型與運(yùn)動(dòng)能力肌纖維類(lèi)型與運(yùn)動(dòng)能力(一)按顏色肌纖維紅色的為紅肌,象長(zhǎng)途飛行的鴿子胸肌是紅肌,家雞的胸肌呈白色的為白肌。這種紅白肌之分,主要和肌纖維內(nèi)肌紅蛋白含量的多少相關(guān)。(二)按肌肉收縮的速度不同的肌纖維類(lèi)型,按其收縮快慢不同,可劃分為慢肌和快肌兩種類(lèi)型。一、肌纖維類(lèi)型的劃分(一)按顏色一、肌纖維類(lèi)型的劃分170(三)按肌肉收縮及代謝特點(diǎn)慢、氧化型(SO),快、糖酵解型(FG)和快、氧化、糖酵解型(FOG)三種類(lèi)型。(四)根據(jù)收縮特性及色澤
快白、快紅和慢紅三種類(lèi)型。(五)布茹克司(Brooks,1970)
Ⅰ型和Ⅱ型;Ⅱ型中又根據(jù)對(duì)NADH(四唑)還原酶的顯色反應(yīng)不同分為Ⅱa、Ⅱb和Ⅱc三個(gè)亞型。(三)按肌肉收縮及代謝特點(diǎn)171二、不同類(lèi)型肌纖維的形態(tài)、機(jī)能及代謝特征(一)不同肌纖維的形態(tài)特征形態(tài)學(xué)特征Ⅰ型(慢肌)Ⅱ(快?。┰谝患∪庵械奈恢眉±w維的直徑肌纖維數(shù)量肌漿網(wǎng)(內(nèi)質(zhì)網(wǎng))突觸小泡α-運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元神經(jīng)肌肉接點(diǎn)終板面積肌節(jié)Z線寬度(埃)毛細(xì)血管網(wǎng)血液供應(yīng)神經(jīng)支配深部細(xì)少不發(fā)達(dá)少小無(wú)皺折小800-1000較豐富多少表淺粗多發(fā)達(dá)多大后膜有皺折大400-500不太豐富少多二、不同類(lèi)型肌纖維的形態(tài)、機(jī)能及代謝特征(一)不同肌纖維的形172
(二)生理學(xué)特征
1.肌纖維類(lèi)型與收縮速度快肌纖維收縮速度快,慢肌纖維收縮速度慢。
2.肌纖維類(lèi)型與肌肉力量快肌運(yùn)動(dòng)單位的收縮力量明顯大于慢肌運(yùn)動(dòng)單位。(二)生理學(xué)特征173
無(wú)訓(xùn)練者(A)和快肌纖維百分比不同的運(yùn)動(dòng)員(B)的力量-速度曲線快肌纖維百分比高者,力量-速度曲線向右上方轉(zhuǎn)移無(wú)訓(xùn)練者(A)和快肌纖維百分比不同的運(yùn)動(dòng)員(B)的力量-速174
3.肌纖維類(lèi)型與疲勞
不同類(lèi)型的肌纖維抗疲勞能力不同。如圖可以認(rèn)為和慢肌纖維相比,快肌纖維在收縮時(shí)能產(chǎn)生較大的力量,但容易疲勞。快肌纖維和慢肌纖維與疲勞的關(guān)系
3.肌纖維類(lèi)型與疲勞快肌纖維和慢肌纖維與疲勞的關(guān)系175(三)代謝特征
(三)代謝特征176三、運(yùn)動(dòng)時(shí)不同類(lèi)型運(yùn)動(dòng)單位的動(dòng)員
在運(yùn)動(dòng)中不同類(lèi)型的肌纖維參與工作的程度依運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度而定。
在運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練時(shí),采用不同強(qiáng)度的練習(xí)可以發(fā)展不同類(lèi)型的肌纖維。為了增強(qiáng)快肌纖維的代謝能力,訓(xùn)練計(jì)劃必須包括大強(qiáng)度的練習(xí);如果要提高慢肌纖維的代謝能力,訓(xùn)練計(jì)劃就要由低強(qiáng)度、持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)的練習(xí)組成。高耐克等人讓受試者以2/3最大攝氧量強(qiáng)度運(yùn)動(dòng),發(fā)現(xiàn)慢肌纖維中的糖原首先被消耗,繼而轉(zhuǎn)向快肌纖維。甚至當(dāng)慢肌纖維中的糖原完全空竭時(shí),快肌纖維中還有糖原剩余。而以150%最大攝氧量強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)時(shí),快肌纖維中的糖原首先被消耗。這說(shuō)明:在以較低的強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)時(shí),慢肌纖維首先被動(dòng)員;而在運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度較大時(shí),快肌纖維首先被動(dòng)員。三、運(yùn)動(dòng)時(shí)不同類(lèi)型運(yùn)動(dòng)單位的動(dòng)員在運(yùn)動(dòng)中不同類(lèi)型的肌纖177四、肌纖維類(lèi)型與運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目
1.一般人的肌纖維組成研究方法:常常用針刺活檢取樣法、開(kāi)放性活檢取樣法或尸檢法來(lái)獲得身體中骨骼肌肌纖維組成的數(shù)據(jù)。從表中可以看出男女受試者上下肢肌肉的慢肌纖維百分比平均為40-60%肌纖維的百分比分布范圍很大:慢肌纖維百分比最低的為24%,最高的為74.2%四、肌纖維類(lèi)型與運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目1.一般人的肌纖維組成178表2-5一般人的肌纖維組成受試者肌肉ST%變化范圍作者男(19)股外肌57.7±2.5Burke等男(11)腓腸肌52.638.0-73.2Costil等女(10)腓腸肌51.027.4-72.0Costil等男(8)腓腸肌46.7±3.7Coyle等男(14)腓腸肌43.924.0-72.9Gollnick等男(14)三角肌45.233.5-58.3Gollnick等男(9)股外肌43.826.0-60.6Green等
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