第一章肌肉活动.ppt

第一章 肌肉活动n第一节第一节细胞生物电现象细胞生物电现象n第二节第二节肌肉收缩原理肌肉收缩原理n第三节第三节肌肉收缩的形式及力学特征肌肉收缩的形式及力学特征n第四节第四节肌纤维类型与运动能力肌纤维类型与运动能力n第五节第五节肌电图肌电图2023/3/101第一节第一节 细胞生物电现象细胞生物电现象n一、兴奋和兴奋性的概念一、兴奋和兴奋性的概念n二、引起兴奋的刺激条件二、引起兴奋的刺激条件n三、兴奋性的评价指标三、兴奋性的评价指标n四、兴奋后恢复过程的兴奋性变化四、兴奋后恢复过程的兴奋性变化n五、神经肌肉的生物电现象五、神经肌肉的生物电现象n六、兴奋在神经肌肉接头的传递六、兴奋在神经肌肉接头的传递2023/3/102一、兴奋和兴奋性概念一、兴奋和兴奋性概念兴奋：兴奋：在生理学中，将组织受刺激后产生动在生理学中，将组织受刺激后产生动作电位的过程或动作电位本身称为兴奋。作电位的过程或动作电位本身称为兴奋。兴奋性：兴奋性：组织这种受刺激后产生兴奋的能力组织这种受刺激后产生兴奋的能力称为兴奋性。称为兴奋性。2023/3/103二、引起兴奋的刺激条件二、引起兴奋的刺激条件三条件缺一不可：三条件缺一不可：1、刺激强度（阈刺激或以上）刺激强度（阈刺激或以上）2、刺激作用时间（最短作用时间）、刺激作用时间（最短作用时间）3、一定的刺激变化速率一定的刺激变化速率(反比反比)2023/3/104（一）阈强度与阈刺激（一）阈强度与阈刺激阈强度：阈强度：通常把在一定刺激作用时间和通常把在一定刺激作用时间和强度强度时间变化率下，引起组织兴奋的时间变化率下，引起组织兴奋的这个临界刺激强度，称为这个临界刺激强度，称为阈强度或阈值。阈强度或阈值。阈阈刺刺激激：具具有有这这种种临临界界强强度度的的刺刺激激，称称为为阈阈刺刺激激，强强度度小小于于阈阈值值的的刺刺激激为为阈阈下下刺激，刺激，强度大于阈值的刺激为强度大于阈值的刺激为阈上刺激阈上刺激2023/3/105（二）强度（二）强度时间曲线时间曲线n强度强度-时间曲线：时间曲线：以刺激强度变化为纵坐标，刺激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变化关系，描绘在直角坐标系中，可强度和时间的变化关系，描绘在直角坐标系中，可得到一条曲线，称得到一条曲线，称强度强度-时间曲线时间曲线。n基强度：基强度：刺激的强度低于某一强度时，无论刺激的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，称为低的或者最基本的阈强度，称为基强度基强度。n意义：意义：强度强度-时间曲线揭示了组织兴奋的普遍规律，时间曲线揭示了组织兴奋的普遍规律，在体内一切可兴奋组织都可以绘制出类似的曲线。在体内一切可兴奋组织都可以绘制出类似的曲线。2023/3/106强度时间基强度时值（二）强度（二）强度时间曲线时间曲线2023/3/107三、兴奋性的评价指标三、兴奋性的评价指标（一）阈强度（一）阈强度：是评定组织兴奋性高低的是评定组织兴奋性高低的最简易指标。最简易指标。测定阈强度时只须固定一适测定阈强度时只须固定一适中的刺激作用时间，再由低向高逐渐增加中的刺激作用时间，再由低向高逐渐增加刺激的强度，便能获得刚能引起组织反应刺激的强度，便能获得刚能引起组织反应所需的最低刺激强度，这就是阈强度。兴所需的最低刺激强度，这就是阈强度。兴奋性与阈强度呈倒数关系，即引起组织兴奋性与阈强度呈倒数关系，即引起组织兴奋所需要的奋所需要的阈强度越低，表明组织的兴奋阈强度越低，表明组织的兴奋性越高，性越高，反之则反。反之则反。2023/3/108三、兴奋性的评价指标三、兴奋性的评价指标（二）时值（二）时值：以倍基强度刺激组织，：以倍基强度刺激组织，刚能引起组织兴奋所需的最短作用时间。刚能引起组织兴奋所需的最短作用时间。兴奋性与时值亦呈倒数关系，兴奋性与时值亦呈倒数关系，即时值越即时值越小，组织的兴奋性越高小，组织的兴奋性越高，反之则反。反之则反。2023/3/109四、兴奋性变化过程四、兴奋性变化过程5个时期：个时期：绝对不应期绝对不应期相对不应期相对不应期超常期超常期低常期低常期恢复正常恢复正常 2023/3/1010四、兴奋后恢复过程兴奋性变化四、兴奋后恢复过程兴奋性变化兴奋兴奋性：性：（0）（较较低）低）（较较高高）（较较低）低）（正常）（正常）绝对绝对 不不应应期期相相对对 不不应应期期超常期超常期低常期低常期恢复恢复2023/3/1011四、兴奋后恢复过程兴奋性变化四、兴奋后恢复过程兴奋性变化时期时期历时历时兴奋性兴奋性刺激刺激绝对不应期绝对不应期0.3ms0不反应不反应相对不应期相对不应期3ms高于正常高于正常超常期超常期12msmax低于正常低于正常低常期低常期70ms高于正常高于正常2023/3/1012五、神经肌肉细胞的生物电现象五、神经肌肉细胞的生物电现象n（一）静息电位（一）静息电位（RPRestingPotential）和动作电位（）和动作电位（APActionPotential）n（二）静息电位和动作电位产生机制（二）静息电位和动作电位产生机制n（三）动作电位的传导（三）动作电位的传导n（四）局部兴奋（四）局部兴奋2023/3/1013（一）静息电位和动作电位（一）静息电位和动作电位静息电位（静息电位（跨膜电位、膜电位、平衡电位跨膜电位、膜电位、平衡电位）定义：细胞未受到刺激时存在于细胞膜内外两侧的电位差。人体神经、肌肉细胞的静息电位是90毫伏，其机制是K离子外流所致。基本概念基本概念：外正内负（：外正内负（-70-90mv）细胞膜内外离子的分布细胞膜内外离子的分布（膜内（膜内K+，A-；膜外；膜外Na+，Cl-）细胞膜的离子通道细胞膜的离子通道（电压依从式与化学依从式）（电压依从式与化学依从式）细胞膜离子通道的选择性通透细胞膜离子通道的选择性通透（静息时对（静息时对K+通透，受通透，受到刺激后对到刺激后对Na+通透）。通透）。2023/3/10142023/3/1015（一）静息电位和动作电位（一）静息电位和动作电位动作电位动作电位定义：指可兴奋组织接受刺激而兴奋时，在静息电位的基础上发生的膜电位由去极化到反极化与复极化的过程，其机制是细胞受到刺激后，该处对Na的通透性突然增加，对K的通透性暂时降低，造成膜两侧电位差减少基本概念：基本概念：内正外负（内正外负（-90mv+30mv-90mv）细胞膜内外离子的分布细胞膜内外离子的分布（膜内（膜内Na+，A-；膜外；膜外K+，Cl-）细胞膜的离子通道细胞膜的离子通道（电压依从式与化学依从式）（电压依从式与化学依从式）细胞膜离子通道的选择性通透细胞膜离子通道的选择性通透（静息时对（静息时对K+通透，受通透，受到刺激后对到刺激后对Na+通透）。通透）。2023/3/10162023/3/1017图图1-2 静息电位和动作电位静息电位和动作电位2023/3/1018图图1-3 单一神经动作电位的实验模式图单一神经动作电位的实验模式图2023/3/1019（二）静息电位产生机制（二）静息电位产生机制静静息息（膜膜）电电位位2023/3/1020（二）静息电位产生机制（二）静息电位产生机制n神经和肌肉细胞膜内、外某些离子的浓度神经和肌肉细胞膜内、外某些离子的浓度膜膜内内外外离离子子分分布布的的不不均均匀匀性性K+Cl-Na+A-细胞细胞细胞内浓度细胞内浓度/mmoll-1细胞外浓度细胞外浓度/mmoll-1Na+K+CL-Na+K+CL-枪乌贼巨轴突枪乌贼巨轴突5040011042010540蛙神经和肌肉蛙神经和肌肉1512031202.5120哺乳运动肌肉哺乳运动肌肉1014015041402023/3/1021（二）静息电位产生机制（二）静息电位产生机制K+Cl-Na+A-膜膜通通道道的的选选择择性性通通透透2023/3/1022（二）静息电位产生机制（二）静息电位产生机制K+Cl-Na+A-K+K+K+K+-静静息息膜膜电电位位的的形形成成2023/3/1023（二）静息电位产生机制（二）静息电位产生机制K+借浓度差外流，动力（浓度差）借浓度差外流，动力（浓度差）越来越小，阻力（电位差）越来越越来越小，阻力（电位差）越来越大）。大）。动力动力=阻力，阻力，K+停止外流，形成内停止外流，形成内负外正的膜电位。负外正的膜电位。静息膜电位是静息膜电位是K+外流所造成外流所造成。2023/3/10242023/3/1025（二）动作电位产生机制（二）动作电位产生机制K+Cl-Na+A-+-Na+Na+Na+Na+动动作作电电位位的的形形成成2023/3/10262023/3/1027（二）动作电位产生机制（二）动作电位产生机制n n动作电位（动作电位（锋电位锋电位）的形成过程）的形成过程2023/3/1028（二）动作电位产生机制（二）动作电位产生机制n n分期及机制：分期及机制：分期分期机制机制锋电锋电位位去极去极化化细胞受刺激，细胞受刺激，Na通道开放，通道开放，Na快速快速内流（内正外负）内流（内正外负）复极复极化化去极化一定程度，去极化一定程度，Na通道关闭，通道关闭，K通道开放，通道开放，K外流外流后电位后电位Na泵：排泵：排Na保保K，形成微小电位波动，形成微小电位波动2023/3/1029（二）动作电位产生机制（二）动作电位产生机制动作电位的形成动作电位的形成Na+借浓度差内流，阻力（浓度差）越来借浓度差内流，阻力（浓度差）越来越小，动力（电位差）越来越大）。越小，动力（电位差）越来越大）。动力动力=阻力，阻力，Na+停止内流，形成外负内停止内流，形成外负内正的膜电位。正的膜电位。动作电位是动作电位是Na+内流所造成内流所造成。2023/3/1030n动动作作电电位位机机制制小小结结2023/3/1031Na-K泵2023/3/1032小结：二种电位的比较小结：二种电位的比较比较项目比较项目静息电位静息电位动作电位动作电位定义定义见上见上见上见上产生条件产生条件未受刺激未受刺激阈刺激以上阈刺激以上大小范围大小范围0-90mV-90-+30mV状态状态极化状态（外正内负）极化状态（外正内负）除极化态、超极化除极化态、超极化态。复极化态态。复极化态产生机制产生机制K+外流外流Na+内流内流联系过程：静息电位联系过程：静息电位 动作电位（阈电位动作电位（阈电位 峰电峰电位位 后电位）后电位）2023/3/1033（三）动作电位的传导（三）动作电位的传导n机理：局部电流机理：局部电流n见图见图1-4 动作电位传导原理示意图动作电位传导原理示意图2023/3/1034（三）动作电位的传导（三）动作电位的传导n n动作电位在神经纤维上的传导（动作电位在神经纤维上的传导（动作电位在神经纤维上的传导（动作电位在神经纤维上的传导（无髓鞘无髓鞘无髓鞘无髓鞘）2023/3/1035（三）动作电位的传导（三）动作电位的传导n n动作电位在神经纤维上的传导（动作电位在神经纤维上的传导（动作电位在神经纤维上的传导（动作电位在神经纤维上的传导（有髓鞘）有髓鞘）有髓鞘）有髓鞘）2023/3/1036（三）动作电位的传导（三）动作电位的传导n动作电位传导的特点动作电位传导的特点n1、生理完整性、生理完整性n2、双向传导、双向传导n3、不衰减性、不衰减性n4、绝缘性、绝缘性2023/3/1037（四）局部兴奋（四）局部兴奋n定义：定义：n低于阈刺激水平的刺激使得受刺激的局部低于阈刺激水平的刺激使得受刺激的局部Na+通道通道可被可被少量少量激活，使膜对激活，使膜对Na+的通透性的通透性轻度轻度增加，造增加，造成原有的静息电位成原有的静息电位轻度轻度减少，此种电位变化只局限减少，此种电位变化只局限在受刺激的局部范围，故称在受刺激的局部范围，故称局部反应或局部兴奋。局部反应或局部兴奋。n特点特点（1）不是全或无（）不是全或无（2）递减式传播：只向邻近）递减式传播：只向邻近细胞膜作电紧张性扩布（细胞膜作电紧张性扩布（3）没有不应期（）没有不应期（4）有总）有总和现象和现象2023/3/10382023/3/1039小结：小结：比较项目比较项目静息电位静息电位动作电位动作电位局部电位局部电位定义定义：见上见上见上见上见上见上产生条件产生条件未受刺激未受刺激阈刺激以上阈刺激以上阈下刺激阈下刺激大小范围大小范围0-90mV-90-+30mV/状态状态极化状态（外极化状态（外正内负）正内负）除极化态、复除极化态、复极化态极化态/产生机制产生机制K+外流外流Na+内流内流/特点特点见上见上见上见上见上见上联系过程：静息电位联系过程：静息电位动作电位（阈电位动作电位（阈电位峰电位峰电位后电位）后电位）2023/3/1040补：运动单位补：运动单位与肌电图与肌电图n1、运运动动单单位位：一一个个运运动动神神经经元元连连同同它它的的全全部部神神经经末末梢梢所所支支配配肌肌纤纤维维，从从功功能能上上是是肌肌肉肉活活动动的的基基本本单单位位，称称为为运运动动单单位位。它它可可大大可可小小，眼眼内内肌肌中中，每每一一运运动动单单位位只只有有3条条肌肌纤纤维，腓肠肌中，有上千条纤维。维，腓肠肌中，有上千条纤维。n2、肌肌电电图图：肌肌肉肉兴兴奋奋时时产产生生的的动动作作电电位位通通过过引引导导放放大大后后，在在肌肌电电图图仪仪上上记记录录下下来来的的图图形称为肌电图。形称为肌电图。2023/3/1041二、肌肉收缩原理二、肌肉收缩原理n一、肌纤维的微细结构一、肌纤维的微细结构n二、肌肉的收缩机制二、肌肉的收缩机制n三、单收缩与强直收缩三、单收缩与强直收缩2023/3/1042一、肌纤维的微细结构一、肌纤维的微细结构n（一）肌原纤维与肌小节（一）肌原纤维与肌小节n（二）肌管系统（二）肌管系统n（三）肌丝的分子组成（三）肌丝的分子组成2023/3/1043（一）肌原纤维和肌小节（一）肌原纤维和肌小节 骨骼肌超微结构示意图骨骼肌超微结构示意图 l每个肌细胞含有数每个肌细胞含有数百至数千条与肌纤百至数千条与肌纤维长轴平行排列的维长轴平行排列的肌原纤维肌原纤维。直径约。直径约1-21-2微米，纵贯肌微米，纵贯肌细胞全长。细胞全长。l肌小节：肌小节：两条两条Z Z线线之间的结构。之间的结构。2023/3/1044（一）肌原纤维与肌小节（一）肌原纤维与肌小节n肌肉肌肉肌束肌束肌纤维肌纤维肌原纤维肌原纤维肌小节肌小节n肌原纤维：由许多肌小节组成，肌小节是实肌原纤维：由许多肌小节组成，肌小节是实现肌肉收缩和舒张的最基本功能单位。现肌肉收缩和舒张的最基本功能单位。n暗带（粗肌丝）暗带（粗肌丝）M线连接，中间较明为线连接，中间较明为H带带n肌原纤维肌原纤维n明带（细肌丝）明带（细肌丝）Z线连接，线连接，n肌小节：暗带肌小节：暗带+1/2明带明带2023/3/1045图09 肌小节的示意图2023/3/1046肌原纤维的结构示意图肌原纤维的结构示意图 2023/3/1047图12 肌小节分子结构2023/3/1048粗肌丝和细肌丝的空间排列示意图粗肌丝和细肌丝的空间排列示意图 2023/3/1049（二）肌管系统（二）肌管系统n1、定义：由单位膜构成的囊管系统，包绕在每条肌纤维周围，分、定义：由单位膜构成的囊管系统，包绕在每条肌纤维周围，分横管、纵管。横管、纵管。n2、组成：、组成：n横管系统（横管系统（T管）：肌膜的延续，内为细胞外液，传递电信号横行管）：肌膜的延续，内为细胞外液，传递电信号横行于肌原纤维之间。于肌原纤维之间。n纵管系统（纵管系统（L管）：（肌质网），末端称终末池，贮存、释放管）：（肌质网），末端称终末池，贮存、释放Ca平行于肌原纤维之间。平行于肌原纤维之间。n终末池：纵管两端的膨大称终末池（终末池：纵管两端的膨大称终末池（Ca的贮库）。的贮库）。n三联管：每条横管和邻近两侧的终末池形成，但彼此并不相通。三联管：每条横管和邻近两侧的终末池形成，但彼此并不相通。n3、功能：、功能：n（1）肌原纤维内外物质交换）肌原纤维内外物质交换n（2）将动作电位传至肌纤维内部，终末池钙释放，肌肉收缩）将动作电位传至肌纤维内部，终末池钙释放，肌肉收缩2023/3/1050（二）肌管系统（二）肌管系统 n横小管系统横小管系统:肌细胞肌细胞膜从表面横向伸入肌膜从表面横向伸入肌纤维内部的膜小管系纤维内部的膜小管系统。统。n纵小管系统纵小管系统:肌质网肌质网系统系统 。n终池终池:肌质网在接近肌质网在接近横小管处形成特殊的横小管处形成特殊的膨大。膨大。n三联管结构三联管结构:每一个每一个横小管和来自两侧的横小管和来自两侧的终末池构成复合体终末池构成复合体。肌管系统结构示意图肌管系统结构示意图2023/3/1051骨骼肌纤维骨骼肌纤维超微结构立体模式图超微结构立体模式图横小管横小管肌浆网肌浆网肌原纤维肌原纤维终池终池纵小管纵小管三三联联体体肌膜肌膜终池终池A带带I带带横小管横小管的开口的开口血管血管肌核肌核2023/3/1052（三）肌丝的分子组成（三）肌丝的分子组成1、粗粗肌肌丝丝：由由肌肌球球蛋蛋白白（又又称称肌肌凝凝蛋蛋白白）分分子子构构成成（杆（杆+头）头）,（200-300个）。个）。横桥：肌球蛋白分子的球状头部称为横桥。横桥：肌球蛋白分子的球状头部称为横桥。功能：功能：（1）有能与）有能与ATP结合的位点，具有结合的位点，具有ATP酶活性，当它酶活性，当它与肌动蛋白结合量使与肌动蛋白结合量使ATP迅速水解释放出能量。迅速水解释放出能量。（2）在一定条件下，可和细肌丝上的肌动蛋白呈可逆）在一定条件下，可和细肌丝上的肌动蛋白呈可逆性结合。性结合。2023/3/10532023/3/10542023/3/1055（三）肌丝的分子组成（三）肌丝的分子组成2、细肌丝：由三种蛋白组成、细肌丝：由三种蛋白组成肌肌动动蛋蛋白白（又又称称肌肌纤纤蛋蛋白白）：60%，长长纤纤维维状状的的双双螺螺旋结构，能与横桥可逆结合，被拖动滑行。旋结构，能与横桥可逆结合，被拖动滑行。原原肌肌球球蛋蛋白白：位位于于肌肌动动蛋蛋白白的的双双螺螺旋旋结结构构的的沟沟边边，安安静时掩盖位点，隔离横桥与肌动蛋白。静时掩盖位点，隔离横桥与肌动蛋白。肌钙蛋白：以一定间隙位于原肌球蛋白之上，肌肉安肌钙蛋白：以一定间隙位于原肌球蛋白之上，肌肉安静时，钩住原肌球蛋白，肌肉兴奋时，与静时，钩住原肌球蛋白，肌肉兴奋时，与Ca2+结合，结合，钩子失去作用，肌动蛋白露出与横桥结合的位点，钩子失去作用，肌动蛋白露出与横桥结合的位点，启动肌肉收缩。包括启动肌肉收缩。包括C（Ca受体受体）、T（连接）、（连接）、I亚基（传递）亚基（传递）2023/3/10562023/3/1057（三）肌丝的分子组成（三）肌丝的分子组成细肌丝与粗肌丝结构示意图细肌丝与粗肌丝结构示意图 粗肌丝粗肌丝:头部有一膨大头部有一膨大部部横桥横桥:能与细肌能与细肌丝上的结合位点发生可丝上的结合位点发生可逆性结合逆性结合;具有具有ATPATP酶酶的作用。的作用。细肌丝细肌丝:肌动蛋白肌动蛋白 原肌球蛋白原肌球蛋白 肌钙蛋白：肌钙蛋白：2023/3/1058肌肉的收缩机制肌肉的收缩机制n（一）肌肉收（一）肌肉收缩的滑行理论缩的滑行理论n（二）肌肉收（二）肌肉收缩的过程缩的过程2023/3/1059（一）肌肉收缩的滑行理论（一）肌肉收缩的滑行理论n20世纪世纪50年代，赫胥，肌肉收缩或伸长，是由于肌年代，赫胥，肌肉收缩或伸长，是由于肌小节中的粗丝细丝的相互滑行，而肌丝本身的长度小节中的粗丝细丝的相互滑行，而肌丝本身的长度和结构不变。当肌肉缩短时，由和结构不变。当肌肉缩短时，由Z线发出的细丝沿线发出的细丝沿着粗丝向暗带中央滑行，结果相邻着粗丝向暗带中央滑行，结果相邻Z线相互靠近，线相互靠近，肌小节的长度变短，出现整个肌细胞和整块肌肉的肌小节的长度变短，出现整个肌细胞和整块肌肉的缩短。缩短。n论点：肌肉收缩或伸长，是由于肌小节中的粗丝毫论点：肌肉收缩或伸长，是由于肌小节中的粗丝毫细丝的相互滑行，而肌丝本身的长度和结构不变。细丝的相互滑行，而肌丝本身的长度和结构不变。n论据：暗带长度不变，明带长度缩短；论据：暗带长度不变，明带长度缩短；H带也相应带也相应变窄。变窄。2023/3/1060M线线Z线线粗肌丝粗肌丝细肌丝细肌丝收缩后收缩后Z线位置线位置收缩前收缩前Z线位置线位置I带缩短带缩短H带缩短、甚至消失带缩短、甚至消失A带长度不变带长度不变结果结果肌丝滑动学说肌丝滑动学说2023/3/10612023/3/10622023/3/1063（二）肌肉收缩的过程（二）肌肉收缩的过程n包括三个环节：包括三个环节：n1、兴奋、兴奋-收缩偶联：收缩偶联：n2、横桥运动引起肌丝的滑行：、横桥运动引起肌丝的滑行：n3、肌肉的舒张：肌肉的舒张：2023/3/10642023/3/10651、兴奋、兴奋-收缩偶联：收缩偶联：n动作电位经肌膜动作电位经肌膜 横管横管 终末池释放终末池释放Ca2+与肌钙蛋白结合与肌钙蛋白结合 原肌球蛋白对肌动原肌球蛋白对肌动蛋白的抑制解除蛋白的抑制解除 肌动蛋白与横桥结合引起肌动蛋白与横桥结合引起肌肉收缩。肌肉收缩。n过过程程：肌肌膜膜Ap至至横横管管膜膜三三联联体体（关关键键部部位位）终终末末池池Ca通通道道开开放放Ca外外流流肌肌浆浆中中Ca（关关键键耦耦联联物物）肌肌丝丝滑滑行行收缩。收缩。n 2023/3/10662、横桥运动引起肌丝的滑行：、横桥运动引起肌丝的滑行：nCa2+与肌钙蛋白结合与肌钙蛋白结合-原肌球蛋白从肌动蛋原肌球蛋白从肌动蛋白双螺旋沟边滑到沟底白双螺旋沟边滑到沟底-肌动蛋白露出位点肌动蛋白露出位点-含含ATP的横桥与之结合的横桥与之结合-水解水解ATP释放能释放能量量-横桥头部向粗丝中心倾斜横桥头部向粗丝中心倾斜-细丝向暗细丝向暗带中央滑行。带中央滑行。n过过程程：肌肌浆浆中中CaCa与与C亚亚基基结结合合I亚亚基基传传递递信信息息原原肌肌球球蛋蛋白白变变构构暴暴露露横横桥桥与与肌肌动动蛋蛋白白结结合合位位点点横横桥桥与与肌肌动动蛋蛋白白结结合合拖动细肌丝滑行拖动细肌丝滑行肌肉收缩。肌肉收缩。2023/3/10672023/3/1068图06 横桥的摆动2023/3/10693、肌肉的舒张：肌肉的舒张：n刺激停止刺激停止-Ca2+释放停止释放停止-Ca2+泵回终泵回终末池末池-Ca2+与肌钙蛋白解离与肌钙蛋白解离-位点重新位点重新被掩盖被掩盖-横桥与之分离横桥与之分离-肌肉舒张。肌肉舒张。2023/3/1070肌肉收缩与舒张的相互转化过程归纳肌肉收缩与舒张的相互转化过程归纳n运动神经冲动运动神经冲动 冲动停止冲动停止n肌肌细细胞胞膜膜电电位位变变化化 肌肌细细胞胞膜膜电电位复原位复原n横横管管系系膜膜电电位位变变化化 横横管管系系膜膜电电位复原位复原n纵纵管管系系膜膜蛋蛋白白构构型型变变化化，纵纵管管系系膜膜蛋蛋白白构构型恢复型恢复n对对Ca2+通通透透性性Ca2+释释放放 对对Ca2+通通透透性性Ca2+泵回泵回nCa2+和肌钙蛋白结合，位阻效应解除和肌钙蛋白结合，位阻效应解除Ca2+和肌钙蛋白解离，和肌钙蛋白解离，n产生位阻效应产生位阻效应n肌肌动动-球球蛋蛋白白形形成成 肌肌动动-球球蛋蛋白分解白分解 nn肌球蛋白肌球蛋白ATP酶活性酶活性 肌球蛋白肌球蛋白ATP酶活性酶活性n肌肌肉肉收收缩缩 肌肌肉肉舒舒张张2023/3/1071图图1-9 肌肉肌肉兴奋兴奋-收缩偶联示意图收缩偶联示意图2023/3/1072图图1-10 横桥运动引起肌丝滑行过程横桥运动引起肌丝滑行过程2023/3/1073兴奋通过神经兴奋通过神经肌肉接点的传递肌肉接点的传递Ca2+2023/3/10742023/3/1075肌肉舒张时的状态肌肉舒张时的状态作用点作用点作用位置作用位置原肌凝蛋白原肌凝蛋白肌钙蛋白肌钙蛋白2023/3/1076肌肉收缩时的状态肌肉收缩时的状态Ca2+2023/3/1077三、单收缩与强直收缩三、单收缩与强直收缩n1、单收缩、单收缩n2、强直收缩：、强直收缩：2023/3/10781、单收缩、单收缩n单收缩单收缩：整块肌：整块肌肉或单个肌细胞肉或单个肌细胞收到一次刺激，收到一次刺激，产生一次动作电产生一次动作电位，出现一次收位，出现一次收缩称单收缩。缩称单收缩。n图图1-11肌肉单收缩肌肉单收缩曲线曲线2023/3/10792、强直收缩：、强直收缩：n强直收缩：强直收缩：是指肌肉接受时间间隔很短的连续刺是指肌肉接受时间间隔很短的连续刺激，即后一刺激在前一次收缩的舒张期结束前到激，即后一刺激在前一次收缩的舒张期结束前到达肌肉，肌肉处于一定持续性缩短状态。达肌肉，肌肉处于一定持续性缩短状态。n不完全强直收缩不完全强直收缩：如果后一刺激落在前一刺激引：如果后一刺激落在前一刺激引起的起的舒张期舒张期内，肌肉在收缩过程中不能完全舒张，内，肌肉在收缩过程中不能完全舒张，称为称为-。n完全强直收缩完全强直收缩：如果后一刺激落在前一刺激引起：如果后一刺激落在前一刺激引起的的收缩期收缩期内，肌肉在收缩过程中持续处于收缩状内，肌肉在收缩过程中持续处于收缩状态，称为态，称为-。2023/3/10802、强直收缩、强直收缩：n图图1-12不完全强直收缩与完全强直收缩不完全强直收缩与完全强直收缩2023/3/1081三、肌肉做功、功率和机械效率三、肌肉做功、功率和机械效率n（一）影响机械功大小的因素（一）影响机械功大小的因素n1、肌肉的生理横断面、肌肉的生理横断面n2、肌肉长度、肌肉长度2023/3/1082肌肉结缔组织对肌肉收缩的影响肌肉结缔组织对肌肉收缩的影响n肌肉的弹性成分肌肉的弹性成分n收收缩缩成成分分：肌肌细细胞胞（肌肌 纤纤 维维）90%n弹弹性性成成分分：结结缔缔组组织织如如肌肌内内膜膜、肌肌束束膜膜、肌肌外外膜膜、肌腱等。肌腱等。n二二者者成成并并联联或或串串联联的的关关系系，见见图图1-182023/3/1083肌肉结缔组织对肌肉收缩的影响肌肉结缔组织对肌肉收缩的影响n弹性成分的作用：弹性成分的作用：n储存能量储存能量。当收缩成分缩短时，弹性成分被。当收缩成分缩短时，弹性成分被拉长，而将前者释放的部分能量吸收储存起来，拉长，而将前者释放的部分能量吸收储存起来，这部分储存能量，以弹性反作用的形式发挥出这部分储存能量，以弹性反作用的形式发挥出来，而促使肌肉产生更大的力量和更大的运动来，而促使肌肉产生更大的力量和更大的运动速度，例如，跑步中蹬地力量的肌群，如股四速度，例如，跑步中蹬地力量的肌群，如股四头肌、臀大肌。头肌、臀大肌。n防止肌肉损伤防止肌肉损伤。此外，由于弹性成分的伸展。此外，由于弹性成分的伸展吸收一部分力，从而使收缩成分在迅速收缩时吸收一部分力，从而使收缩成分在迅速收缩时所产生的张力趋于缓和，防止肌肉损伤。如跳所产生的张力趋于缓和，防止肌肉损伤。如跳跃、投掷。跃、投掷。2023/3/1084肌肉结缔组织对肌肉收缩的影响肌肉结缔组织对肌肉收缩的影响n一、肌肉结缔组织的组成一、肌肉结缔组织的组成n组成：结缔组织、肌腱、组成：结缔组织、肌腱、Z线、横桥。线、横桥。n二、运动对肌肉结缔组织的影响二、运动对肌肉结缔组织的影响n（一一）长长期期运运动动可可提提高高肌肌腱腱的的抗抗张张力力量量和抗断裂力量。和抗断裂力量。n（二）长期运动可使肌中结缔组织肥大（二）长期运动可使肌中结缔组织肥大2023/3/1085第三节：肌肉的收缩形式与力学分析第三节：肌肉的收缩形式与力学分析n一、肌肉的收缩一、肌肉的收缩形式形式n二、肌肉收缩的二、肌肉收缩的力学分析力学分析n三、肌肉做功、三、肌肉做功、功率和机械效率功率和机械效率2023/3/1086一、肌肉的收缩形式一、肌肉的收缩形式n依肌肉收缩时长度和张力的特点：依肌肉收缩时长度和张力的特点：n（一）缩短收缩（向心收缩）（一）缩短收缩（向心收缩）n（二）拉长收缩（离心收缩）（二）拉长收缩（离心收缩）n（三）等长收缩（三）等长收缩2023/3/1087（一）缩短收缩（向心收缩）（一）缩短收缩（向心收缩）n定义：当肌肉收缩时产生的张力大于外定义：当肌肉收缩时产生的张力大于外加阻力（负荷）时，肌肉缩短，牵拉骨加阻力（负荷）时，肌肉缩短，牵拉骨杠杆做向心运动，这种收缩称缩短收缩。杠杆做向心运动，这种收缩称缩短收缩。n它是实现各种加速度的基础。如屈肘、它是实现各种加速度的基础。如屈肘、高抬腿、挥臂。缩短收缩时，肌肉消耗高抬腿、挥臂。缩短收缩时，肌肉消耗了大量的能量以完成外功。了大量的能量以完成外功。n缩短收缩依收缩时负荷和速度的变化为缩短收缩依收缩时负荷和速度的变化为等张收缩等张收缩和和等动收缩等动收缩。2023/3/1088等张收缩与等动收缩等张收缩与等动收缩n等动收缩：在整个关节运动范围内以恒定的速等动收缩：在整个关节运动范围内以恒定的速度进行最大收缩。等动收缩时在整个关节的范度进行最大收缩。等动收缩时在整个关节的范围内都能产生最大的张力，而等张收缩则不能。围内都能产生最大的张力，而等张收缩则不能。图图113，如自由泳的手臂划水动作。，如自由泳的手臂划水动作。n等张收缩：其负荷即外加阻力在整个收缩过程等张收缩：其负荷即外加阻力在整个收缩过程中是很恒定的。如屈肘、高抬腿。当肘关节屈中是很恒定的。如屈肘、高抬腿。当肘关节屈曲一恒定负荷时，它能产生的张力随关节角度曲一恒定负荷时，它能产生的张力随关节角度变化而变化。图示变化而变化。图示1-142023/3/1089等张收缩与等动收缩等张收缩与等动收缩n图113 图1-142023/3/1090（二）拉长收缩（离心收缩）（二）拉长收缩（离心收缩）n定义：当肌肉收缩所产生的张力小于外力时，定义：当肌肉收缩所产生的张力小于外力时，此时肌肉虽然积极地收缩，但仍被拉长，这种此时肌肉虽然积极地收缩，但仍被拉长，这种收缩称拉长收缩。贮存能量，肌肉作负功。收缩称拉长收缩。贮存能量，肌肉作负功。n作作用用：制制动动、减减速速、克克服服重重力力等等。如如：人人从从高高处处跳跳下下，股股四四头头肌肌和和臀臀大大肌肌产产生生拉拉长长收收缩缩，以以缓缓和和和和制制动动身身体体下下落落。跑跑步步时时，伸伸髋髋肌肌被被拉拉长长，制制止止大大腿腿过过分分抬抬高高。下下坡坡跑跑、下下梯梯也也是是离离心收缩的例子。心收缩的例子。2023/3/1091（三）等长收缩（三）等长收缩n定义：当肌肉收缩时产生的张力等于定义：当肌肉收缩时产生的张力等于外力时，肌肉虽积极收缩，但长度不变，外力时，肌肉虽积极收缩，但长度不变，这种收缩称等长收缩。肌肉的张力可发这种收缩称等长收缩。肌肉的张力可发展到最大，但位置未移动，肌肉未作功，展到最大，但位置未移动，肌肉未作功，但仍然消耗了能量。如握拳。但仍然消耗了能量。如握拳。n作作用用：支支持持、固固定定、维维持持某某一一姿姿势势。如：站立、悬垂、支撑等。如：站立、悬垂、支撑等。2023/3/1092肌肉的三种工作形式的比较肌肉的三种工作形式的比较 收缩形式收缩形式肌长度肌长度变化变化阻力与阻力与肌力肌力运动中功运动中功能能对外对外做功做功能量能量供给供给缩短收缩缩短收缩缩短缩短小于小于加速加速正正增加增加拉长收缩拉长收缩拉长拉长大于大于减速减速负负减少减少等长收缩等长收缩不变不变等于等于固定固定未未中等中等2023/3/1093二、肌肉收缩的力学分析二、肌肉收缩的力学分析n（一）肌肉收缩的（一）肌肉收缩的张力张力-速度速度关系关系n（二）肌肉收缩的（二）肌肉收缩的张力张力长度长度关系关系n（三）肌肉收缩能力（三）肌肉收缩能力2023/3/1094（一）肌肉收缩的张力（一）肌肉收缩的张力-速度关系速度关系n后负荷后负荷：肌肉收缩时遇到的阻力。：肌肉收缩时遇到的阻力。n肌肌肉肉收收缩缩的的张张力力与与速速度度关关系系是是指指负负荷荷（后后负负荷荷）对对肌肌肉肉收收缩缩速速度度的的影影响响。肌肌肉肉收收缩缩的的速速度度随随负负荷的增加而下降。荷的增加而下降。n图图示示115 当当负负荷荷达达到到某某一一数数值值时时，肌肌肉肉完完全全不不能能缩缩短短，但但肌肌肉肉的的张张力力达达最最大大（Po），当当负负荷减少到零时，肌肉缩短的速度达到最大。荷减少到零时，肌肉缩短的速度达到最大。n肌肉收缩时的张力肌肉收缩时的张力取决于活化的横桥数目。取决于活化的横桥数目。n肌肉收缩时的速度肌肉收缩时的速度取决于能量释放的速度取决于能量释放的速度和肌球蛋白和肌球蛋白ATP酶的活性。酶的活性。2023/3/1095PoVmax1.02.03.04.0缩缩短短速速度度（cm.s-）0102030405060负荷（负荷（g)图图1-15肌肉收缩的张力肌肉收缩的张力速度曲线速度曲线（一）肌肉收缩的张力（一）肌肉收缩的张力-速度关系速度关系2023/3/1096（一）肌肉收缩的张力（一）肌肉收缩的张力-速度关系速度关系n指导实践：指导实践：n根根据据张张力力速速度度关关系系曲曲线线分分析析，在在其其它它条条件件相相同同的的情情况况下下，如如果果希希望望有有较较大大的的速速度度，则则负负荷荷必必须须相相应应减减小小，如如果果肌肌肉肉要要克克服服较较大大的的阻阻力力，则则收收缩缩速速度度不不可可能能维维持持原原有有数数值值。如如果果要要完完成成最最大大的的物物理理功功，以以中中等等负负荷荷较较宜宜。在在运运动动实实际际中中，张张力力速速度度曲曲线线可可用用来来考考虑虑确定最适作业的最佳负荷和发挥最大爆发力。确定最适作业的最佳负荷和发挥最大爆发力。n肌肌肉肉收收缩缩的的张张力力速速度度关关系系曲曲线线可可通通过过训训练练而而改改变变，向向右右上上方方偏偏移移。相相同同的的力力量量下下，可可发发挥挥更更大大的的速速度度，或相同的速度下，可发挥最大的力量或相同的速度下，可发挥最大的力量。n训训练练时时采采取取不不同同的的负负荷荷对对张张力力速速度度曲曲线线影影响响不不同同，无无负负荷荷和和最最大大负负荷荷分分别别在在速速度度或或力力量量上上有有较较大大改改变变，中等负荷表现为力量和速度的全面增进。见图中等负荷表现为力量和速度的全面增进。见图1-16。2023/3/1097（一）肌肉收缩的张力（一）肌肉收缩的张力-速度关系速度关系2023/3/1098（二）肌肉收缩的张力（二）肌肉收缩的张力长度关系长度关系n前前负负荷荷：肌肌肉肉收收缩缩前前遇遇到到的的负负荷荷，并并处处于于被被拉拉长长的的状态。状态。n肌肌肉肉收收缩缩的的长长度度-张张力力的的关关系系是是指指肌肌肉肉收收缩缩前前的的初初长长度度（前前负负荷荷）对对肌肌肉肉收收缩缩所产生的张力的影响。所产生的张力的影响。n在在一一定定范范围围内内，肌肌肉肉的的初初长长度度逐逐渐渐增增加加，肌肌肉肉的的张张力力也也逐逐渐渐增增大大，当当肌肌肉肉初初长长度度增增加加到到某某一一长长度度时时（最最适适初初长长度度），肌肌肉肉将将产产生生最最大大的的张张力力。当当前前负负荷荷进进一一步步增增加加，肌肌肉肉的的初初长长度度超超过过此此限限度度后后，肌肌肉肉收收缩缩的的张张力力随随前前负负荷荷增增加加而而逐逐渐渐减减少。少。n静息长度：肌肉自然状态下的长度。静息长度：肌肉自然状态下的长度。n初长度：肌肉收缩前的长度。初长度：肌肉收缩前的长度。n最适初长度：生理学上把能发挥最大收缩力量的肌肉初长度称为最适初长度。最适初长度：生理学上把能发挥最大收缩力量的肌肉初长度称为最适初长度。n主动张力：肌肉收缩过程中肌球蛋白与肌动蛋白相互作用产生的张力。主动张力：肌肉收缩过程中肌球蛋白与肌动蛋白相互作用产生的张力。n肌肌肉肉的的主主动动张张力力在在肌肌肉肉初初长长度度稍稍长长于于静静息息长长度度时时最最大大。超超过过此此长长度度后后，主主动动张张力逐渐下降。肌肉收缩的力量大小，主要取决于参与收缩的横桥的数目。力逐渐下降。肌肉收缩的力量大小，主要取决于参与收缩的横桥的数目。2023/3/109925507510070851001151