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1、第三章 肌运动学,第一节 肌的生物学基础高利国,人 体 运 动 学,前言,肌约占人体体重的60。可分为三类：骨骼肌、心肌和平滑肌。兴奋性、收缩性、伸展性和弹性是它们的共同特性。组成运动系统的肌是骨骼肌，骨骼肌简称为肌，而心肌和平滑肌则以全称表达。本章主要研究骨骼肌在人体运动过程中的功能作用及其运动规律，以及与康复治疗学相关的肌运动学理论知识。,系统解剖： 运动系统总论 肌学总论,返回,末 页,概 述,分 类,起 止、配 布、作 用,辅 助 装 置,骨 学 总 论,关 节 学 总 论,构 造,系统解剖： 运动系统总论 肌学总论,返回,末 页,概 述,分 类,起 止、配 布、作 用,辅 助 装 置
2、,骨 学 总 论,关 节 学 总 论,构 造,系统解剖： 运动系统总论 肌学总论,返回,末 页,概 述,分 类,起 止、配 布、作 用,辅 助 装 置,骨 学 总 论,关 节 学 总 论,构 造,系统解剖： 运动系统总论 肌学总论,返回,末 页,概 述,分 类,起 止、配 布、作 用,辅 助 装 置,骨 学 总 论,关 节 学 总 论,构 造,肌肉的物理特性 伸展性：肌肉在外力作用下可被拉长，为肌肉的伸展性。 弹性：当外力消失时，肌肉又恢复到原来形状，为肌肉的弹性。 粘滞性：肌肉活动时由于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
3、的粘滞性下降，伸展性和弹性增加。,第一节 肌的生物学基础,一、肌的功能解剖学完整的肌由肌束组成，肌束由肌纤维组成，每个肌纤维含有许多平行（并联）排列的肌原纤维，而肌原纤维又由一连串（串联）的肌小节组成。肌小节是具有收缩性的结构单位，由许多相互穿插肌丝组成，肌丝分为粗肌丝和细肌丝两种，粗肌丝主要由肌球（凝）蛋白（myosin）组成，肌球蛋白对肌肉收缩的力量和速度的发展至关重要；细肌丝由收缩蛋白（肌动蛋白单体/肌纤蛋白）和调节蛋白即原肌球（凝）蛋白和肌钙（原宁）蛋白组成。,骨骼肌的结构模型 肌动蛋白（细） 收缩成分 肌球蛋白（粗） 骨骼肌的结构模型 并联弹性成分 弹性成分 串联弹性成分,骨骼肌的组
4、成与结构图,肌小节是肌力产生的功能单位。对于一条肌原纤维来讲，既有肌小节的串联关系，又有肌小节的并联关系。肌周围的结缔组织主要包括：肌膜、肌腱和韧带等。肌膜包括肌外膜、肌束膜和肌内膜。肌外膜是包绕整块肌的被膜；肌束膜包裹每个肌束；肌内膜是肌纤维的膜。,肌膜由结缔组织组成，包含胶原纤维（组成疏松结缔组织）和弹性纤维，它包裹着肌肉的收缩成分，与肌肉的收缩成分大致呈并联关系，称为肌肉的并联弹性成分。肌两端是肌腱，由弹性纤维平行排列而成，具有一定的弹性，与肌肉呈串联关系，称为肌肉的串联弹性成分。它和韧带相融合，将肌固定在骨上。,在肌收缩和被动伸展时，并联和串联弹性成分产生张力，储存能量，在肌肉舒张和回
5、缩时，能量释放。两种弹性成分的作用是：保证肌随时可以收缩，并有一定的肌张力；保证收缩成分在收缩结束时能够恢复原状；当收缩成分松弛时，使其不会被过度牵伸，从而减少肌损伤的危险。肌周围的结缔组织具有保证肌舒缩活动、传递肌力和协调肌运动的功能作用。,二、肌的类型及特性,肌可分为红肌纤维和白肌纤维两类。前者对刺激产生较缓慢的收缩反应，也称为慢肌。后者对刺激常产生快速的收缩反应，也称为快肌。与白肌相比，红肌具有较丰富的血液供应，能够承受长时间的连续活动；而白肌能在短时间内产生巨大张力，即爆发力，但随后极易陷入疲劳。红肌和白肌的神经支配不同。,根据肌的收缩特点，肌又可分为：快缩纤维（fast-twitch
6、 fiber）和慢缩纤维（slow-twitch fiber），与前面白肌纤维和红肌纤维相一致。快缩纤维也称型肌纤维，具有较高糖酵解能力和收缩速率快的特点，快缩纤维又分两类：a型即快速氧化糖原分解型（FOC）和b型即快速糖原分解型（FG）。慢缩纤维也称I型肌纤维或缓慢氧化型（SO），其收缩速度仅为型纤维的一半。由于慢缩纤维具有较多的线粒体和高浓度的氧化酶，所以可以持续地进行有氧代谢。,人体肌可由不同特性的肌纤维组成，各肌纤维在不同功能肌群的组成中，组份可各不相同，或呈现不同比例，从而表现不同的运动特性。快缩纤维适于需急停、急动等力量性运动项目，如举重、篮球、足球、曲棍球等，因而在这些运动个体的
7、肌中，快缩纤维比例相对占优；而慢缩纤维则在中、长距离跑，游泳等耐力性运动项目运动个体的肌中表现更为显著。,三、运动单位肌纤维结构特点,在同一运动单位内，有的纤维是平行的，有的纤维则是交错串联排列的。这种复杂的三维空间排列方式，影响整块肌的力学特性。如果两个运动单位的肌纤维以串联方式排列，而且同时被募集时，其共同作用结果是产生位移；若两个运动单位的肌纤维以并联方式排列，则两个运动单位产生的力可叠加，而位移不叠加。另外，运动单位内肌纤维排列方式的多种组合可以提供几乎无限种肌产生力和位移的方式。,四、肌的功能,肌是人体运动的发动机，产生运动是肌的基本功能，此外，肌还具有支撑骨，维持姿势，保护身体和产
8、热的功能。肌是具有粘弹性的可收缩组织，通过肌腱或韧带等与骨连接。肌两端附着处分别称为肌的起点和肌的止点。肌收缩时，产生张力，肌的起、止点既可保持相对静止以维持姿势（等长收缩），又可发生位移而引发骨关节运动（等张收缩）。,肌可通过对抗重力以保持身体直立，通过稳定关节来提供支撑和保持各种姿势。即使静止不动，不同肌群仍保持有序的舒缩活动，以支撑骨，维持姿势和保持平衡。肌对深部组织和脏器具有保护作用。肌在收缩的过程中产生热量，以保持体温的相对恒定，寒冷时，非随意肌的收缩增加形成肌颤抖，可使产热增加，以调节体温。,五、肌功能状态指标,肌收缩必须有完好的神经支配，一个前角细胞，它的轴突和轴突分支，以及它们
9、所支配的肌纤维群，合起来称为运动单位。一个运动单位可含有很少几个肌纤维，如眼外肌有612条；也可达数百条，如臀大肌可高达1501600条。运动单位是肌收缩的最小单位，一块肌收缩时，可仅仅有部分运动单位发挥作用。肢体不运动时，每块肌也有少数运动单位轮流收缩，使肌处于一种轻度持续收缩状态，保持一定肌张力，以维持躯体姿式。,肌功能或状态的指标,肌是产生力的器官，了解肌产生力的基本特征和规律十分必要。肌的力学性质复杂，与组成肌各成分的力学特性以及肌的兴奋状态和疲劳有关。运动通过不同肌群协调有序地延长与缩短来实现运动。良好的肌功能状态是运动的基础。反映肌功能或状态的指标有：肌力、快速力量、肌耐力和肌张力
10、。,（一）肌力,肌力 ：是肌收缩时所表现出来的能力，以肌最大兴奋时所能负荷的重量来表示。肌力体现肌主动收缩或对抗阻力的能力，反映肌最大收缩水平。影响肌力的因素主要包括：,1肌的生理横断面,肌由肌纤维组成，垂直于肌纤维的横断面的总和称为肌的生理横断面。单位生理横断面所能产生的最大肌力称为绝对肌力。在研究离体肌时，把每根垂直横切的肌纤维切面加起来，再将总和乘以肌的平均厚度，就得到生理横断面。在纤维呈平行排列的肌如缝匠肌，即为肌腹的横断面，此类肌生理横断面较小，肌纤维较长，其肌力较小，但收缩幅度较大。在肌纤维呈立体的半羽状或羽状排列的肌，其生理横断面大于肌腹的横断面，肌纤维相对较短，此类肌肌力大，但
11、收缩幅度较小。,2肌的初长度 肌的初长度是指肌收缩前的长度，即前负荷。在生理范围内，肌力与肌的初长度紧密相关。当肌被牵拉至静息长度的1.2倍时，肌小节功能最佳，产生的肌力也最大。例如在投掷铅球时，必须充分屈曲肘关节，以尽可能牵张肱三头肌，然后利用肱三头肌急剧收缩时的力量将铅球抛出。,3肌的募集 肌收缩时同时被激活的运动单位的数量，反映肌的募集状态。肌募集受中枢神经系统功能状态的影响，当运动神经发出的冲动强度增大或冲动的频率增加时，被动员或激活的运动单位也增多。参与收缩的运动单位数量越大，肌力也越大。,4肌纤维走向与肌腱长轴的关系 通常肌纤维走向与肌腱长轴一致，但在一些较大的肌中，部分肌纤维可与
12、肌腱长轴成角，形成羽状连接。这种羽状连接成角越大，可募集的肌纤维也越多，产生的肌力也越大。如腓肠肌等快肌，具有较强大的收缩力。而比目鱼肌等慢肌的肌纤维与肌腱的连接很少成角，因而可募集的肌纤维则相对较少，肌力相对较低，但肌收缩时间则较为持久。,5杠杆效率 肌收缩产生的实际力矩输出，受运动节段杠杆效率的影响。有学者报道髌骨切除后股四头肌力臂缩短，使伸膝力矩减小约30。肌力异常主要表现为肌力减退。,（二）快速力量,快速力量是肌或肌群在一定速度下所能产生的最大力量的能力。快速力量由起动力量、爆发力量（爆发力）和制动力量组成。起动力量指肌肉收缩50ms内达到最大力值的能力。爆发力是肌肉在最短时间里收缩产
13、生最大加速度用最大力量克服阻力的能力。制动力量指在迅速改变运动方向的过程中，肌肉克服阻力，产生最大负加速度的能力。爆发力是核心。采用最大力量与达到最大力量的时间之比来评定。爆发力由肌力和肌收缩速度两个因素所决定。肌力是基础，收缩速度是爆发力关键，,（三）肌耐力 是指肌在一定负荷条件下保持收缩或持续重复收缩的能力，反映肌持续工作的能力，体现肌对抗疲劳的水平。,（四）肌张力,肌张力是肌在安静时所保持的紧张度。肌张力与脊髓牵张反射有关，受中枢神经系统的调控。肌张力常通过被动运动感知处于放松状态的肌的阻力程度进行评测，以评判主动肌与拮抗肌群间（或互为拮抗剂）的收缩与舒张活动有无失衡，或是否协调。肌张力
14、异常是肌失神经支配（如脊髓损伤）和/或调节功能障碍（如脑损伤）的结果。肌张力异常有两种，即肌张力增强和肌张力减退。肌痉挛及肌强直是肌张力增强的典型表现，软瘫是肌张力减退常见的表现。,肌力、快速力量、肌耐力和肌张力反映肌的功能状态，是影响运动能力和运动质量的重要因素。,六、肌训练的结构基础肌力的大小与肌横断面紧密相关，肌横断面积由肌原纤维总量以及每个肌原纤维的横断面的大小决定。由于每条肌原纤维的ATP含量基本相同，所以增加肌原纤维总量和肌的横断面积是增加肌力的有效途径。肌原纤维的增生与萎缩随着其所受应力的变化而变化。在结构水平上，增强肌力训练可以增加肌原纤维的量和每条肌原纤维横断面的面积，从而使整块肌肥大，而使肌力增强。,
