《肌肉活动》PPT课件

第2章肌肉活动,第四节肌纤维类型与运动能力,第二节肌肉收缩与舒张原理,第三节肌肉的收缩形式与力学特征,第一节肌肉的特性,一、肌肉的物理特性伸展性和弹性粘滞性,第一节肌肉的特性,二、肌肉的生理特性兴奋性：肌肉在刺激作用下具有产生兴奋的特性.收缩性：肌肉兴奋后产生收缩反应的特性为收缩性。,肌肉先兴奋，后收缩,刺激：环境中各种能引起机体发生反应的变化，称为刺激兴奋性：是指生物体具有对刺激发生反应的能力。,（一）兴奋性,1.兴奋和兴奋性概念,动作电位:可兴奋细胞接受刺激并在细胞膜两侧产生一次可传播的电位变化就称作动作电位。兴奋性又特指组织细胞接受刺激具有产生动作电位的能力。兴奋：活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。,引起兴奋的刺激条件,一定的强度一定的持续时间一定的强度-时间变化率,1)阈强度和阈刺激阈强度：常把在一定刺激作用时间和强度-时间变化率下，引起组织兴奋的临界刺激强度，称为阈强度。阈刺激：具有这种临界强度的刺激，称为阈刺激。强度小于阈值的刺激为阈下刺激，强度大于阈值的刺激为阈上刺激。,2)强度-时间曲线,对图的说明：强度、时间成反比关系刺激需要一定强度刺激需要一定持续时间,曲线右侧：低于基强度，无论刺激的作用时间怎样延长，都不能引起组织兴奋。曲线左侧：刺激时间短于该时间时，无论刺激强度多强，都不能使组织兴奋。,基强度：固定强度-时间变化率情况下，引起组织细胞兴奋所需要的最低或最基本阈强度。,兴奋性的评价指标,1)阈强度：是评定组织兴奋性高低的最简易指标。评定：阈强度越低，组织兴奋性越高，反之，组织兴奋性越低。,2)时值：是指以2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。评定：时值越小，神经肌肉兴奋性越高，反之，神经肌肉兴奋性越低。测定方法：用持续较长的的刺激求得基强度，然后将刺激强度固定于2倍基强度，测得刚能引起组织兴奋的最短时间，即为时值。时值是衡量组织兴奋性的常用指标,运动项目：速度性运动力量运动训练水平：高低机能状态：疲劳（机能状态差）时值（可作为判断疲劳的指标）肌肉种类：屈肌伸肌（训练水平差异协调性）肌肉损伤或萎缩后时值延长,时值的运用,2.兴奋的本质,（1）静息电位(RP)：安静时存在于细胞膜内外两侧膜内为负膜外为正的电位差。RP实验现象：,静息电位证明实验：,（2）动作电位(AP)：可兴奋细胞在受到刺激而兴奋时，在RP基础上细胞膜两侧电位的极性发生了一次短暂的倒转(膜内为正，膜外为负)并可向四周扩布的电位波动，这种波动称为动作电位。,AP实验现象,极化状态：静息时膜内外两侧所保持的内负外正状态称为膜的极化状态。去极化：膜内的电位负值减小，称为去极化。超极化：膜内的电位负值增大，称为超极化。复极化：膜去极化后，又恢复到安静时的极化状态，称为复极化。,-,动作电位的图形,去极化,复极化,超极化,局部电位,阈电位,3、动作电位的传导,动作电位的特征之一就是它的可传导性，即细胞膜任何一处兴奋时，它所产生的动作电位可传播到整个细胞。过程：细胞某处接受刺激而兴奋时Na+内流，刺激部位内正外负，与安静部位形成局部电流（电位差），局部电流去刺激安静部位，使其对Na+通透性，Na+内流，使膜去极化，达阈电位水平，Na+大量内流爆发动作电位（即产生兴奋）。,传导方式：无髓鞘N纤维的兴奋传导为近距离局部电流；有髓鞘N纤维的兴奋传导为远距离局部电流(跳跃式),注意：a局部刺激部位与安静部位之间的局部电流足以使安静部位电位差达到阈电位水平。b动作电位的传播距离和速度与刺激强度无关。,动作电位传导的特征：生理完整性双向传导不衰减和相对不疲劳性；绝缘性,(二)收缩性,一、肌肉的微细结构,第二节肌肉收缩与舒张原理,（一）肌原纤维,肌小节:是肌细胞收缩的基本结构和功能单位。=1/2明带暗带1/2明带=2条Z线间的区域,骨骼肌纤维的结构,肌原纤维,（二）肌管系统,1.横管系统T管（肌膜内凹而成。）作用是将肌细胞膜上的电位变化传入细胞内。2.纵管系统L管（也称肌浆网。近横管时管腔膨大成终池。）三联管：T管+终池2（Ca2+的贮存库）,二、肌肉收缩与舒张过程,（一）兴奋在神经-肌肉接点的传递,1.神经-肌肉接点的结构,接点前膜：囊泡内含乙酰胆碱（ACh）,并以囊泡为单位释放ACh。接点间隙：约20-40nm。接点后膜：又称终板膜。存在ACh受体（N2受体），能与ACh发生特异性结合。还存在胆碱酯酶，可溶解ACh。,2.兴奋在神经-肌肉接点传递的机制,当神经冲动传到轴突末梢,前膜去极化，Ca2通道开放，膜外Ca2内流,ACh与终板膜上受体结合,终板膜去极化终板电位（EPP）,EPP扩布至肌膜,肌膜去极化达到阈电位,爆发肌细胞膜动作电位,接点前膜与囊泡融合，释放ACh入接点间隙,终板膜对Na通透性,N-M接点处的兴奋传递过程,膜Ca2通道开放，膜外Ca2向膜内流动,（1）突触前过程,接点前膜内囊泡中的ACh释放,ACh与终板膜上受体结合,（2）突触后过程,化学传递：兴奋传递通过化学递质来进行的。兴奋传递节律是一对一：一次神经兴奋引起一次肌肉兴奋单向传递运动神经末梢肌纤维时间延搁：兴奋的传递要经历递质的释放、扩散和作用等多个环节，传递速度缓慢。高敏感性：易受化学和其他环境因素的影响,3.N-M接点处的兴奋传递特征:,（二）肌肉的兴奋-收缩偶联,肌膜电兴奋的传导:指肌膜产生AP后,AP由横管系统迅速传向肌细胞深处，到达三联管和肌节附近。三联管处的信息传递：肌浆网（纵管系统）中Ca2+的释放:指终池膜上的钙通道开放，终池内的Ca2+顺浓度梯度进入肌浆，触发肌丝滑行，肌细胞收缩。Ca2+是兴奋-收缩耦联的耦联物,兴奋-收缩耦联三个主要步骤：,粗肌丝:由肌球或称肌凝蛋白组成，其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ATP酶,与结合位点结合后,分解ATP提供横桥扭动（肌丝滑行）和作功的能量。,（三）肌肉的收缩和舒张,1.肌丝的分子组成,细肌丝:肌动蛋白：表面有与横桥结合的位点，静息时被原肌球蛋白掩盖；原肌球蛋白（原肌凝蛋白）：静息时掩盖横桥结合位点；肌钙蛋白：固定原肌球蛋白。与Ca2+结合变构后,使原肌球蛋白位移，暴露出结合位点。,2.肌肉的收缩,3.骨骼肌舒张,运动神经冲动传至末梢N末梢对Ca2+通透性增加Ca2+内流入N末梢内接点前膜内囊泡向前膜移动、融合、破裂ACh释放入接点间隙ACh与终板膜受体结合受体构型改变终板膜对Na+、K+(尤其Na+)的通透性增加产生终板电位(EPP)EPP引起肌膜AP,肌膜AP沿横管膜传至三联管终池内Ca2+进入肌浆Ca2+与肌钙蛋白结合引起肌钙蛋白的构型改变原肌球蛋白发生位移暴露出细肌丝上与横桥结合位点横桥与结合位点结合激活ATP酶作用,分解ATP横桥摆动牵拉细肌丝朝肌节中央滑行肌细胞收缩,小结：骨骼肌收缩全过程,1.兴奋传递,2.兴奋-收缩（肌丝滑行）耦联,肌丝滑行几点说明:1.肌细胞收缩时肌原纤维的缩短,并不是肌丝本身缩短,而是细肌丝向肌节中央(粗肌丝内)滑行。相邻Z线靠近,即肌节缩短；暗带长度不变,即粗肌丝长度不变；从Z线到H带边缘的距离不变,即细肌丝长度不变;明带和H带变窄。,2.横桥的循环摆动，细肌丝向肌节中央(粗肌丝内)滑行，滑行中由于肌肉的负荷而受阻，便产生张力。,一、肌肉的收缩形式,第三节肌肉的收缩形式与力学特征,作用：产生动作,是身体运动的力量源泉，肌肉做正功。举例：举重、抬腿、挥臂等。,（一）缩短收缩（向心收缩）,肌肉收缩产生的张力大于外加阻力时，其长度缩短的收缩并牵引骨杠杆做相向运动。肌肉起止点互相靠近，又称向心收缩。,在整个收缩过程中负荷是恒定的，而不同关节角度产生的张力其大小是不同的，速度是不等的，称等张收缩。,1.等张收缩（非等动收缩）：,在非等动收缩中所能举起的最大重量只能是张力最小的关节角度所能承受的最大负荷。此角度达到收缩能力的100%，其他角度小于100%。,肌肉收缩以恒定的速度或同等的强度在整个关节范围内进行收缩，称为等动收缩,2.等动收缩(等速收缩)：,等动收缩是通过专门的等动练习器械实现的，如速度控制器。例如：自由泳的手臂划水动作就是等动收缩,列表比较,（二）拉长收缩（离心收缩）肌肉收缩时，产生的张力阻力，肌肉虽积极收缩，但仍被拉长，称拉长收缩。作用：制动、减速和克服重力等作用，肌肉做负功。举例：,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。再如搬运重物时，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。,（三）等长收缩：肌肉收缩时，产生的张力=阻力，肌肉虽积极收缩，但长度并不变化。（静力性运动）作用：支持、固定和保持某一姿势的作用。举例：如体操中的“十字支撑”“直角支撑”和武术中的站桩.,等长练习：能有效发展肌肉绝对力量和静力耐力。缺点：对动作速度及爆发力有不利影响，对改善神经肌肉协调性效果不明显。,三种肌肉收缩形式比较,三种收缩形式产生的力量:拉长收缩等长收缩缩短收缩,三种收缩形式肌肉酸痛比较,拉长收缩等长收缩缩短收缩,要获得收缩的较大速度，负荷必须相应减少；要克服较大阻力，即产生较大张力，收缩速度必须减慢。,力量-速度曲线（离体肌肉）,二、肌肉收缩的力学特征,（一）肌肉收缩的张力-速度关系,指后负荷对肌肉收缩速度的影响,在一定范围内，肌肉收缩产生的张力和速度大致成反比。,呈反比关系,张力大小：取决于活化的横桥数目；收缩速度：取决于能量释放速率和肌球蛋白ATP酶活性，与活化的横桥数目无关。,力量-速度曲线（离体肌肉）,肌肉张力和收缩速度可能分别被2种独立机制控制,呈反比关系,（二）肌肉收缩的长度-张力的关系,结论：在一定范围内，肌肉的初长度越大，产生的力量越大。,前负荷实验,实验表明，逐渐增大肌肉收缩的初长度，肌肉收缩时产生的张力也逐渐增大；当初长度继续增大到某一定数值时，张力最大，此后，继续增大肌肉收缩的初长度，张力反而减小。,前负荷：指在肌肉收缩之前，就加在肌肉上的负荷，它使肌肉在收缩之前已处于被拉长状态。,肌肉收缩的长度-张力关系是指肌肉收缩的初长度对肌肉收缩时产生的张力的影响。,最适初长度时肌肉收缩产生的张力最大。最适初长度：稍长于肌肉的静息长度。最适初长度时肌力最大的机制：此时参与收缩的横桥数目达到最大。,第四节肌纤维类型与运动能力,一、人类肌纤维的类型,二、肌纤维的形态、代谢和功能特征,小不发达数量较多体积大密度大小神经元大神经元慢运动单位,三、不同类型肌纤维的分布,一般成年人：肌肉中44%-58%为慢肌纤维。功能上：维持身体姿势或紧张性工作为主的肌肉中，慢肌百分比较高；快速位相性工作为主的肌肉中，快肌的百分比较高。性别差异：女性慢肌纤维的百分比较男性低；在年龄上：青少年无差别，20-29岁后，随着年龄增长肌肉的快肌百分比减少，慢肌增加。在遗传上：肌纤维的百分比决定于遗传。男性遗传度为99.5%，女性遗传度为92.2%。,四.肌纤维类型与运动能力,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）训练引起肌纤维成分的改变,（二）训练对肌纤维形态和代谢的影响,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