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1、第第 2 2 章章 肌肉收缩肌肉收缩 第一节 肌肉的特性第二节 肌肉的收缩与舒张原理第三节 肌肉的收缩形式第四节 肌纤维类型与运动能力思考题 第一节 肌肉的特性 一、肌肉的物理特性伸展性：肌肉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。 二、肌肉的生理特性 兴奋性 收缩性（一) 兴奋性 1、兴奋与兴奋性兴奋性：细胞受刺激时产生动作电位的特性。兴 奋：细胞产生动作电位的过程。兴奋性含义的变迁：可兴奋组织：神经、肌肉、腺坐骨神经腓肠肌标本制作坐骨神经电刺激腓肠肌发生了什么？坐骨神经腓肠肌标本a、神经
2、细胞产生兴奋（动作电位） b、兴奋沿神经纤维传导 c、神经-肌肉接头处兴奋的传递 d、肌细胞产生兴奋 e、肌细胞收缩 引起兴奋的刺激条件一定的刺激强度： 一定的刺激作用时间 一定的刺激强度-时间变化率 三个变量相互影响强度强度时间时间强度时间变化速率强度时间变化速率阈强度和阈刺激阈强度（阈值） 在一定刺激作用时间和强度时间变化率下，引起肌肉兴奋的临界刺激强度阈刺激阈值的刺激强度阈上刺激、阈下刺激评定神经肌肉兴奋性的最简易指标强度时间曲线 固定刺激的强度时间变化率，并改变刺激作用时间，在一定范围内阈强度和作用时间成反比关系。 以刺激时间为横坐标，刺激强度为纵坐标，建立直角坐标系，两者关系曲线就是
3、强度时间曲线。兴奋性的评价指标u基强度u时值2、兴奋的本质 静息电位和动作电位静息电位 细胞处于安静状态时，细胞膜内外所存在的电位差。 哺乳动物的神经、骨骼肌和心肌细胞为-70-90mV，红细胞约为-10mV左右。动作电位 在有效刺激的作用下,膜电位在静息电位 基础上,产生的可逆转性的迅速电位变化。 RP去极化复极化峰电位后电位局部电流学说：已兴奋处和未兴奋处因电位差而引起的电荷移动。3、动作电位的传导有髓鞘神经纤维动作电位的传导方式 是跳跃式的 动作电位在神经纤维上的传导机制 局部电流学说. 有髓鞘神经纤维的跳跃式传导 特征： 1、生理完整性 2、双向传导 3、不衰减性和相对不疲劳性 4、绝
4、缘性（二）收缩性肌肉的机械特性。第二节 肌肉的收缩与舒张原理一、肌肉的微细结构二、肌肉的收缩与舒张过程一、肌肉的微细结构1、 肌原纤维2、 肌管系统（一) 肌原纤维 骨骼肌超微结构示意图 l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。l肌节：两条Z线之间的结构。 肌节肌节肌原纤维的结构示意图 肌原纤维由更细的蛋白质细丝构成粗肌丝和细肌丝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 粗肌丝和细肌丝的空间分布非常有规则肌丝的分子组成粗肌丝: 肌球蛋白头部有一膨大部横桥:能与细肌丝上的结合位点发生可逆性结合;具有与ATP结合的位点同时具
5、有ATP酶的作用。肌动蛋白原肌球蛋白肌钙蛋白ITC 构成细肌丝的蛋白质Ca2+通过和肌钙蛋白结合，诱发横桥和肌动蛋白之间的相互作用肌钙蛋白是含有三个亚单位的复合体。亚单位I、亚单位T和亚单位C分别对肌动蛋白、原肌球蛋白和Ca2+具有高亲和力。 (二) 肌管系统pp横管横管( ( T T管管) )pp纵纵管管(L(L管管) )pp终池终池pp三联三联管管横管系统:肌细胞膜从表面横向伸入肌纤维内部的膜小管系统。作用 将细胞兴奋时出现在膜上的电位变化传入细胞内 纵管系统: 肌质网系统 。终池: 肌质网在接近横小管处形成特殊的膨大。 肌肉活动时Ca2+储存、释放和再聚集三联管:每一个横小管和来自两侧的
6、终末池构成复合体。 兴奋收缩耦联的关键部位 二、肌肉的收缩与舒张过程受中枢神经系统的控制三个环节、兴奋在神经肌肉接点的传递、肌肉兴奋收缩耦联、肌细胞的收缩与舒张（一）兴奋在神经肌肉接点的传递运动终板1、神经肌肉接点的结构 运动终板扫描电镜像神经-肌肉接点的结构接点前膜 (突触前膜) 接点后膜 (突触后膜)接点间隙 (突触间隙) ) 2、兴奋在神经-肌肉接点传递的机制 兴奋冲动经过运动终板传递过程传递过程 兴奋在神经肌肉接头传递的特点： 1、化学传递 2、兴奋传递是一对一的 3、单向传递 4、时间延搁 5、高敏感性 传递的影响因素传递的影响因素pp阻断阻断AChACh受体：受体：pp抑制胆碱酯酶
7、活性抑制胆碱酯酶活性：pp自身免疫性疾病自身免疫性疾病：pp接头前膜接头前膜AchAch释放释放 银环蛇毒、箭毒银环蛇毒、箭毒 重症肌无力（抗体破坏重症肌无力（抗体破坏AChACh受体），受体）， 肌无力综合征（抗体破坏肌无力综合征（抗体破坏N N末梢末梢CaCa2+2+通道）通道）有机磷农药，新斯的明有机磷农药，新斯的明肉毒杆菌毒素肉毒杆菌毒素（二） 肌肉的兴奋收缩耦联 以膜电位变化为特征的肌细胞收兴奋过程和以肌纤维机械变化为特征的肌细胞收缩过程之间的中介过程.三个步骤： A、动作电位通过横管系统传向细胞深处 B、三联管结构传递信息 C、纵管系统对Ca2+的释放和再聚积 Ca2+ 是 兴奋收
8、缩耦联的耦联物 三、肌肉的收缩与舒张过程滑行学说 横桥特性横桥特性：uu可以与可以与肌动蛋白发生可逆性结合肌动蛋白发生可逆性结合uu能向能向MM线方向摆动线方向摆动uu有有ATPATP酶活性酶活性原肌球蛋白阻碍横桥与肌动蛋白结合肌节缩短=肌细胞收缩牵拉细肌丝朝肌节中央滑行 横桥摆动横桥与结合位点结合分解ATP释放能量原肌球蛋白位移，暴露细肌丝上的结合位点Ca2+与肌钙蛋白结合肌钙蛋白的构型改变终池膜上的钙通道开放终池内的Ca2+进入肌浆肌丝滑行过程刺激中止后肌膜电位复极化终池膜对Ca2+通透性肌浆网膜Ca2+泵激活回收Ca2+肌浆中Ca2+Ca2+与肌钙蛋白解离原肌球蛋白掩盖横桥结合位点粗.细
9、肌丝回位.骨骼肌舒张肌肉舒张 也是一个主动过程第三节 肌肉的收缩形式 根据肌肉收缩时长度和张力的变化，分为 缩短收缩， 拉长收缩 等长收缩 (一)缩短收缩 （向心收缩）概念：肌肉收缩所产生的张力大于外加的阻力，肌肉长度缩短,并牵引骨杠杆做相向运动的收缩形式.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。又称为向心收缩。 肌肉作正功分为:非等动收缩(习惯上称等张收缩);等动收缩.当屈肘举起一恒定负荷时肌肉收缩产生的张力随关节角度而变化 张 力非等动收缩(等张收缩):肌肉在收缩时,张力相等,长度发生改变的收缩. 视频欣赏视频欣赏shiting.rmshiting.rm等动收缩 在整个
10、关节运动范围内肌肉以恒定的速度，且肌肉收缩时产生的力量始终与负荷相等,肌肉能以恒定速度或等同的强度收缩。等动收缩和等张收缩区别： 等动收缩时在整个运动范围内都能产生最大的肌张力，等张收缩则不能。 等动收缩的速度可以根据需要进行调节。 等动收缩时在整个运动范围内肌肉都产生最大张力 最 大 张 力 的 百 分 比%概念： 肌肉在收缩产生的张力小于外力时,肌肉积极收缩但 被拉长的收缩. 拉长收缩起止点相离,又称离心收缩.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。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。 (二)拉长收缩在
11、运动实践中拉长收缩往往与缩短收缩联系在一起，形成牵张-缩短环前 负 荷 对 肌 肉 收 缩 的 影 响(三)等长收缩概念：肌肉在收缩时产生的张力等于外加的阻力.肌肉积极收缩但长度不变。 （静力收缩）如：体操中的“十字支撑”“直角支撑”和武术中的站桩 。 第四节 肌纤维类型与运动能力 一、人类肌纤维的类型（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。 （三）按组织化学染色法(Brooks，1970) 型和型；型中又
12、根据对NADH（四唑）还原酶的显色反应不同分为a、b和c三个亚型。 二、两类肌纤维的形态、生理和代谢特征 (一)不同肌纤维的形态特征形态学特征形态学特征型（慢肌）型（慢肌）（快肌）（快肌）肌纤维的直径肌纤维的直径肌纤维数量肌纤维数量肌浆网（内质网）肌浆网（内质网）线粒体线粒体- -运动神经元运动神经元突触嚢泡数量突触嚢泡数量终板面积终板面积毛细血管网毛细血管网细细少少不发达不发达量多、大量多、大小小少少小小较丰富较丰富粗粗多多发达发达数量少，体积小数量少，体积小大大多多大大不太丰富不太丰富(二)生理特征 生理特征 1、肌纤维类型与收缩速度 快肌纤维收缩速度快，慢肌纤维收缩速度慢。 2、肌纤维类
13、型与肌肉力量 快肌运动单位的收缩力量明显大于慢肌运动单位。 3、肌纤维类型与疲劳快肌纤维容易疲劳，慢肌纤维抗疲劳能力强三、运动时不同类型运动单位的动员 在运动中不同类型的肌纤维参与工作的程度依运动强度而定。 高耐克等人让受试者以2/3最大摄氧量强度运动，发现慢肌纤维中的糖原首先被消耗，继而转向快肌纤维。甚至当慢肌纤维中的糖原完全空竭时，快肌纤维中还有糖原剩余。而以150%最大摄氧量强度运动时，快肌纤维中的糖原首先被消耗。这说明：在以较低的强度运动时，慢肌纤维首先被动员；而在运动强度较大时，快肌纤维首先被动员。在运动训练时，采用不同强度的练习可以发展不同类型的肌纤维。为了增强快肌纤维的代谢能力，
14、训练计划必须包括大强度的练习；如果要提高慢肌纤维的代谢能力，训练计划就要由低强度、持续时间较长的练习组成。四、肌纤维类型与运动项目 （一）一般人的肌纤维组成研究方法：常常用针刺活检取样法、开放性活检取样法或尸检法来获得身体中骨骼肌肌纤维组成的数据。从表2-5中可以看出男女受试者上下肢肌肉的慢肌纤维百分比平均为40-60%肌纤维的百分比分布范围很大：慢肌纤维百分比最低的为24%，最高的为74.2%表2-5 一般人的肌纤维组成受试者受试者肌肌 肉肉ST%ST%变化范围变化范围作作 者者男男(19(19）股外肌股外肌57.757.72.52.5BurkeBurke等等男男(11(11）腓肠肌腓肠肌5
15、2.652.638.0-73.238.0-73.2CostilCostil等等女女(10(10）腓肠肌腓肠肌51.051.027.4-72.027.4-72.0CostilCostil等等男（男（8 8）腓肠肌腓肠肌46.746.73.73.7CoyleCoyle等等男男(14(14）腓肠肌腓肠肌43.943.924.0-72.924.0-72.9GollnickGollnick等等男男(14(14）三角肌三角肌45.245.233.5-58.333.5-58.3GollnickGollnick等等男（男（9 9）股外肌股外肌43.843.826.0-60.626.0-60.6GreenGre
16、en等等男男(69(69）股直肌股直肌53.953.912.212.2JanssonJansson等等男男(23(23）股外肌股外肌46.046.013.013.0KomiKomi等等男男(10(10）股外肌股外肌44.044.0-ThorstenssonThorstensson男男(14(14）股外肌股外肌46.346.328.2-74.228.2-74.2胜田等胜田等女（女（4 4）三角肌三角肌57.557.540.1-68.340.1-68.3PrincePrince等等女（女（4 4）三角肌三角肌35.435.427.2-42.127.2-42.1PrincePrince等等（二）运动
17、员的肌纤维组成具有项目特点:时间短、强度大项目运动员：快肌纤维百分比从事耐力项目运动员和一般人高；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。 男运动员肌纤维类型分布女运动员肌纤维类型分布 五、训练对肌纤维的影响 (一)肌纤维选择性肥大 萨尔庭(Saltin)发现耐力训练可引起慢肌纤维选择性肥大，速度、爆发力训练可引起快肌纤维选择性肥大。 萨尔庭对6名成年男受试者进行了5个月的长跑训练。在训练前后测定了受试者的最大摄氧量、慢肌纤维百分比、慢肌纤维面积、琥珀酸脱氢酶活性和磷酸丙糖激酶等指标后发现，受试者的最大摄氧量、慢肌纤维面积、琥珀酸脱氢酶活性和磷酸丙糖激酶在训练后都显著提高了，但慢肌纤维百分比却没有明显提高 。(二)酶活性改变 思考题1.试述骨骼肌肌纤维的收缩原理。2、试述在神经-肌肉接头处动作电位是如何进行传递的。3.骨骼肌有几种收缩形式？它们各有什么生理学特点?4.骨骼肌肌纤维类型是如何划分的?不同类型肌纤维的形态学、生理学和生物化学特征是什么? 5.从事不同项目运动员的肌纤维类型的组成有什么特点? （作业）
