第二章肌肉活動,一、肌肉的物理特征,伸展性：在外力的作用下可被展長。物理特性彈性：當外力取消之后，肌肉又恢復原狀。粘滯性：肌漿內(nèi)部分子之間的摩擦。影響因素：溫度,第一節(jié)肌肉的特征,二、肌肉的生理特性：興奮性、收縮性興奮性：肌肉在刺激作用下具有產(chǎn)生興奮的特性。收縮性：肌肉興奮后產(chǎn)生收縮反應的特性。興奮性與收縮性的關(guān)系：二者是緊密聯(lián)系而又不相同的兩個基本生理特性。肌肉興奮在前，收縮在后，二者是不同性質(zhì)的過程。,（一）興奮性1、興奮與興奮性概念興奮：可興奮細胞受到刺激后產(chǎn)生一次可傳播的電位變化的現(xiàn)象。（動作電位）興奮性：組織細胞接受刺激具有產(chǎn)生生物電（動作電位）的能力。,引起興奮的刺激條件：一定的刺激強度、持續(xù)一定的作用時間、一定的強度時間變化率。1、閾強度和閾刺激閾強度：在一定刺激作用時間和強度時間變化率下，引起組織興奮的最小刺激強度為閾強度或閾值。閾刺激：具有臨界強度的刺激，稱為閾刺激。閾下刺激：強度小于閾值的刺激。閾上刺激：強度大于閾值的刺激。,強度時間曲線,強度和時間的關(guān)系：反變關(guān)系?；鶑姸龋捍碳姸鹊陀谀骋粡姸葧r，無論刺激的作用時間怎么延長，都不引起組織興奮，這個最低的閾強度為基強度。,時值：以2倍基強度刺激組織，剛能引起組織興奮所需的最短作用時間。,興奮性與閾強度的關(guān)系：倒數(shù)關(guān)系。興奮性與時值的關(guān)系：倒數(shù)關(guān)系。運動訓練對時值的影響：所有的肌肉時值均縮短，拮抗肌時值趨向接近。,2、興奮本質(zhì)組織細胞產(chǎn)生動作電位及其傳導是興奮的本質(zhì)。靜息電位：靜息時存在于細胞膜內(nèi)外兩側(cè)的電位差，稱為靜息電位。電位特征：膜內(nèi)為負；膜外為正。,動作電位：細胞受到有效刺激時，膜兩側(cè)電位的極性即發(fā)生暫時迅速的逆轉(zhuǎn)，為動作電位（峰電位）。電位特點：膜內(nèi)為正；膜外為負,去極化：膜內(nèi)的電位負值減小超極化：膜內(nèi)的電位負值增大復極化：膜除極后，又恢復到安靜時的極化狀態(tài),3動作電位的傳導動作電位在同一細胞上傳導的機制用局部電流學說來解釋,（1）在無髓鞘神經(jīng)纖維和其他可興奮細胞：依靠局部電流傳導局部電流從興奮部位傳向鄰近未興奮部位。,（2）在有髓鞘神經(jīng)纖維：跳躍式傳導動作電位產(chǎn)生后，局部電流由一個郎飛氏結(jié)跳躍到鄰近郎飛氏結(jié)。,跳躍式傳導,有髓鞘神經(jīng)纖維的興奮傳導,無髓鞘神經(jīng)纖維的興奮傳導,動作電位在神經(jīng)纖維的傳導特征：生理完整性如果神經(jīng)纖維局部結(jié)構(gòu)或機能發(fā)生改變，神經(jīng)的傳導則中斷。雙向傳導由于局部電流可向兩側(cè)傳導，刺激神經(jīng)纖維的任何一點，所產(chǎn)生的神經(jīng)沖動均可沿纖維向兩側(cè)方向傳導。,不衰減和相對不疲勞性在傳導過程中，鋒電位的幅度和傳導速度不因傳導距離增大而減弱，也不因刺激作用時間延長而改變。絕緣性在神經(jīng)干內(nèi)包含有許多神經(jīng)纖維，而神經(jīng)傳導各行其道互不干擾。,（二）收縮性肌肉興奮后，通過內(nèi)部機制，產(chǎn)生長度或張力的變化，進行收縮或舒張。,第二節(jié)肌肉收縮與舒張原理,肌纖維的微細結(jié)構(gòu)在電子顯微鏡下肌纖維的結(jié)構(gòu)及微細結(jié)構(gòu)如下圖。一塊肌肉肌束肌纖維肌原纖維肌絲,骨骼肌細胞的結(jié)構(gòu)圖,一、肌原纖維,肌原纖維肌原纖維呈長纖維狀，縱慣肌纖維全長，直徑約12m,在電鏡下每條肌原纖維由許多明暗相間的肌小節(jié)構(gòu)成。,肌小節(jié):是肌細胞收縮的基本結(jié)構(gòu)和功能單位。其長度靜息時為2.02.2m，在不同情況下可在1.53.5之間變動。,肌小節(jié)：兩相鄰Z線間的一段肌原纖維稱為肌小節(jié)（兩明帶之間為一個肌小節(jié)），是肌肉收縮與舒張的最基本單位。肌節(jié)由平行排列的粗肌絲（肌球蛋白）和細肌絲（肌動蛋白）組成。是肌肉的收縮蛋白。,（一）肌絲分子：粗肌絲:由肌凝蛋白組成，其頭部有一膨大的部橫橋:能與細肌絲上的結(jié)合位點發(fā)生可逆性結(jié)合;具有ATP酶的作用,與結(jié)合位點結(jié)合后,分解ATP提供橫橋扭動（肌絲滑行）和作功的能量。,粗肌絲的分子結(jié)構(gòu),細肌絲:由三種蛋白質(zhì)微絲構(gòu)成肌動蛋白：表面有與橫橋結(jié)合的位點，靜息時被原肌球蛋白掩蓋；原肌球蛋白：靜息時掩蓋橫橋結(jié)合位點；肌鈣蛋白：與Ca2+結(jié)合變構(gòu)后,使原肌球蛋白位移，暴露出結(jié)合位點。,細肌絲的結(jié)構(gòu),二、肌管系統(tǒng)：包繞在每一條肌原纖維周圍的膜性囊管狀結(jié)構(gòu)橫管系統(tǒng)：T管（肌膜內(nèi)凹而成。肌膜AP沿T管傳導）?？v管系統(tǒng)：L管（也稱肌漿網(wǎng)。肌節(jié)兩端的L管稱終池，富含Ca2+)。三聯(lián)管：1T管+2終池,二、肌肉收縮與舒張過程興奮在神經(jīng)肌肉接點的傳遞肌肉的興奮收縮耦聯(lián)肌肉的收縮與舒張,（一）興奮在神經(jīng)肌肉接點的傳遞1、神經(jīng)肌肉接點的結(jié)構(gòu)接點前膜：含乙酰膽堿（Ach）（化學遞質(zhì)）。接點間隙：寬50nm，與細胞外液相溝通。接點后膜：又稱運動終板。運動終板上有乙酰膽堿受體，能與Ach發(fā)生特異性結(jié)合。還有大量膽堿酯酶，可以水解乙酰膽堿使其失活。,神經(jīng)沖動沿神經(jīng)纖維到達神經(jīng)肌肉接點Ca2通道開放細胞外液Ca2進入突觸前膜使突觸前膜釋放AchAch進入突觸間隙擴散到達突觸后膜（運動終板）Ach與突觸后膜的受體結(jié)合引起運動終板對鈉離子的通透性改變導致運動終板去極化，形成終板電位終板電位通過局部電流作用，使鄰近肌細胞膜去極化產(chǎn)生動作電位實現(xiàn)興奮由神經(jīng)傳遞給肌肉。,膽堿酯酶：2ms內(nèi)將Ach水解失活，維持神經(jīng)肌肉接頭正常的傳遞功能。,當神經(jīng)沖動傳到軸突末梢,前膜Ca2通道開放，膜外Ca2向膜內(nèi)流動,接頭前膜內(nèi)囊泡移動、融合、破裂，囊泡中的ACh釋放(量子釋放),ACh與終板膜上的受體結(jié)合，受體蛋白分子構(gòu)型改變,終板膜對Na、K(尤其是Na)通透性,終板膜去極化終板電位（EPP）,去極化達到閾電位,爆發(fā)肌細胞膜動作電位,神經(jīng)肌肉接點的興奮傳遞特點：化學傳遞通過化學遞質(zhì)乙酰膽堿傳遞。興奮傳遞節(jié)律是一對一的每次神經(jīng)纖維興奮都可引起一次肌肉細胞興奮。單向傳遞興奮只能由神經(jīng)末梢傳向肌肉，而不能相反。時間延擱興奮的傳遞要經(jīng)歷遞質(zhì)的釋放、擴散和作用等多個環(huán)節(jié)，因而傳遞速度緩慢。高敏感性易受化學和其它環(huán)境因素變化的影響，易疲勞。,（二）肌肉的興奮收縮耦聯(lián)三個主要環(huán)節(jié)：（1）電興奮通過橫管系統(tǒng)傳向肌細胞深處（2）三聯(lián)管結(jié)構(gòu)處的信息傳遞（3）終池中的Ca2+釋放和再聚積,運動神經(jīng)傳來的神經(jīng)沖動運動終板產(chǎn)生動作電位，并沿肌膜傳導通過橫管系統(tǒng)傳導到肌纖維內(nèi)部深入到三聯(lián)管的終池使終池釋放Ca2+觸發(fā)肌絲滑行。,（三）肌肉的收縮與舒張過程收縮過程：,終池釋放Ca2+粗肌絲上的橫橋與細肌絲上橫橋的結(jié)合位點相結(jié)合橫橋頭部的ATP分解釋放能量橫橋頭部獲得能量向粗肌絲中心方向傾斜擺動牽拉細肌絲向肌節(jié)中央滑行肌節(jié)縮短肌纖維縮短。,肌絲滑行理論,肌肉縮短圖,神經(jīng)沖動停止終池停止釋放Ca2+并通過鈣泵回收Ca2+肌漿Ca2+濃度下降橫橋與細肌絲分離粗、細肌絲依本身彈性退回到原來的位置肌節(jié)變長肌肉舒張。,第三節(jié)肌肉收縮的形式與力學特征,一、肌肉的收縮形式（一）縮短收縮概念：縮短收縮是指肌肉收縮所產(chǎn)生的張力大于外加阻力時，肌肉縮短，并牽引骨杠桿做相向運動的一種收縮形式。又稱向心收縮。特點：負荷移動方向和肌肉用力方向一致。做功：正功。功=負荷重量移動距離作用：使肢體和負荷物位移加速。,分類：非等動收縮和等動收縮非等動收縮（等張收縮）特點：在整個收縮過程中負荷是恒定的；但在不同的關(guān)節(jié)角度肌肉收縮產(chǎn)生的張力和收縮速度不相同。在非等動收縮中所能舉起的最大重量是張力最小的關(guān)節(jié)角度所能承受的最大重量。非等動收縮發(fā)展力量只有關(guān)節(jié)力量最弱點得到最大鍛練。,等動收縮特點：在整個關(guān)節(jié)范圍內(nèi)肌肉產(chǎn)生的張力始終與負荷等同，肌肉能以恒定速度或等同的強度收縮。采用等動收縮形式發(fā)展力量可使肌肉在關(guān)節(jié)整個運動范圍都得到最大鍛練。,（二）拉長收縮概念:當肌肉收縮所產(chǎn)生的張力小于外力時，肌肉積極收縮但被拉長，這種收縮形式稱拉長收縮。又稱離心收縮。特點：肌肉張力方向與阻力相反。做功：負功。作用：制動、減速和克服重力等作用。,（三）等長收縮概念：當肌肉收縮產(chǎn)生的張力等于外力時，肌肉積極收縮，但長度不變，這種收縮形式稱等長收縮。又稱靜力收縮。特點：負荷未發(fā)生位移。做功：為零。作用：固定運動環(huán)節(jié)、支持和保持身體姿勢。,三種不同收縮形式的比較力量：拉長收縮等長收縮（25%）縮短收縮（50%）代謝：在輸出功率相同的情況下，肌肉拉長收縮所消耗的能量、耗氧量低于縮短收縮。肌肉酸疼程度：拉長收縮引起的肌肉酸疼最顯著，等長收縮次之，縮短收縮最不明顯。等動收縮后肌肉疼痛幾乎不會發(fā)生。,肌肉三種收縮形式的比較,（一）單收縮：給肌肉一次短促的刺激后，先產(chǎn)生一次動作電位，緊接著進行的一次機械性收縮。,單收縮與強直收縮,（二）強直收縮：肌肉受到連續(xù)刺激，前一次收縮和舒張尚未結(jié)束，新的收縮在此基礎(chǔ)上出現(xiàn)的過程。,二、肌肉收縮的力學特征（一）肌肉收縮的張力與速度關(guān)系后負荷：肌肉開始收縮時才遇到的負荷或阻力稱后負荷。關(guān)系：后負荷越大，肌肉產(chǎn)生的張力也越大，肌肉縮短開始也越晚，縮短的初速度也越小，反之亦然。張力和速度呈反比關(guān)系。,生理機制收縮產(chǎn)生張力的大小取決于活化的橫橋數(shù)目。收縮速度取決于橫橋上能量釋放的速率。當后負荷增大時，使更多的橫橋處于活化狀態(tài)，這樣增大了肌肉收縮的張力，同時抑制了ATP水解，降低了能量釋放率，使收縮速度變慢。,應用：若要獲得收縮的較大速度，負荷必須相應減少；要克服較大阻力，即產(chǎn)生較大的張力，收縮速度必須減慢。因此在運動中根據(jù)任務(wù)采用適宜的負荷和收縮速度。,訓練的影響,（二）肌肉收縮的長度與張力關(guān)系前負荷：是指在肌肉收縮前就加在肌肉上的負荷，它使肌肉收縮前就處于某種被拉長狀態(tài)。關(guān)系：逐漸增大肌肉收縮的初長度，肌肉產(chǎn)生的張力也逐漸增加；當初長度增大到某一數(shù)值時，張力可達到最大；此后，再繼續(xù)增大肌肉初長度，張力反而減小，收縮效果亦減弱。,適宜初長度：引起肌肉收縮張力最大的初長度稱為適宜初長度。生理機制：肌肉初長度處于適宜水平時，肌節(jié)長度約2.02.2微米，粗、細肌絲正處于最理想的重疊狀態(tài)，起作用的橫橋數(shù)目最多，表現(xiàn)收縮張力最大。,如果肌肉拉得太長，粗、細肌絲趨向分離，起作用的橫橋數(shù)目減少，肌肉張力下降。,如果肌肉過于縮短，細肌絲中心端在肌節(jié)中央交錯，起作用的橫橋數(shù)目亦減少，肌張力將急劇下降。應用：在運動中預先拉長肌肉的初長度可增大肌肉的收縮力。,（三）肌肉的機械效率=機械功消耗的總能量人體肌肉收縮的機械效率一般為25%30%,第四節(jié)肌纖維類型與運動能力,一、肌纖維的類型慢?。↖型）快肌（II型）快a（IIa）、快b（IIb）、快c（IIIc）二、兩類肌纖維的形態(tài)、生理和代謝特征（一）形態(tài)特征,（二）代謝特征,（三）生理特征,三、肌纖維類型與運動能力1、肌纖維類型與運動能力快肌百分組成：與速度、爆發(fā)力素質(zhì)有關(guān)。慢肌百分組成：與一般耐力和力量耐力有關(guān)。2、運動員的肌纖維類型短時間、大強度的項目的運動員：快肌纖維百分比明顯占優(yōu)勢。耐力項目的運動員：慢肌纖維百分比占優(yōu)勢。既需要耐力又需要速度項目的運動員：兩類肌纖維的分布接近相等。,四、訓練對肌纖維的影響1、訓練能否引起肌纖維組成的改變專項訓練可導致運動員肌纖維類型發(fā)生適應性改變。快、慢肌纖維轉(zhuǎn)變的中介是快C纖維。2、不同訓練形式對肌纖維影響的專門性耐力練習：慢肌纖維選擇性肥大、線粒體增多，有氧氧化酶的活性增加，使肌纖維有氧氧化能力提高。速度和力量練習：快肌纖維選擇性肥大