人体生理学第二章-肌肉的活动

第一章骨骼肌机能,本章主要阐述骨骼肌的收缩过程、收缩形式以及收缩类型与运动能力的关系。,第一节肌肉收缩,一、肌肉的特性,物理特性：伸展性、弹性和粘滞性。生理特性1、兴奋性：指在刺激作用下产生兴奋的特性。2、收缩性：指兴奋时能产生缩短反应的特性。,二、神经-肌接头处的兴奋传递,传导：指信息在同一细胞上的传送。传递：指信息在可兴奋细胞间的传送。,1、神经-肌接头的形态结构由三部分组成：（1）运动神经末梢膜：即轴突末梢的膜,接头前膜。（2）间隙：20nm（3）终板膜：肌细胞膜的特化部分,接头后膜。AP囊泡ACH倾囊式释放约107个ACH分子与终板膜上受体结合发挥效应,2、神经-肌接头的兴奋传递过程神经细胞兴奋轴突膜Ca2+通道开放Ca2+内流囊泡前移与膜融合，释放递质AchAch与终板膜上AchR结合受体蛋白质分子构型改变终板膜对Na+、K+通透性终板膜去极化（终板电位）产生AP并在邻近膜传导AP肌细胞收缩,3、兴奋传递特点化学传递单向性传递时间延搁易受药物及其它因素的影响,三、肌肉的收缩功能,（一）骨骼肌的结构肌纤维肌束肌肉（肌内膜）（肌束膜）（肌外膜）含大量肌原和丰富的肌管系统,1、肌原纤维和肌小节（微细结构）相邻两条Z线间的肌原纤维称为肌小节。,2、肌管系统指包绕在每一条肌原纤维周围的膜性束管状结构。横管系统纵管系统三联管,横管系统（T管基膜）将肌细胞兴奋时出现在细胞膜上的电变化传入细胞内部。纵管系统（L管、肌浆网）通过对Ca2+的贮存、释放和再积聚，触发肌小节的收缩与舒张。三联管把细胞膜的电变化和细胞内的收缩过程衔接起来的关键部位。,（二）骨骼肌的收缩机制及其控制肌肉收缩时是什么力量促使细肌丝向粗肌丝滑行，如何把这些过程与肌细胞膜的兴奋过程联系起来？滑行理论,1、肌丝的分子组成（1）粗肌丝：肌球蛋白（200300个）有螺旋结构的尾（M线）球状膨大的头（横桥）肌动蛋白（2）细肌丝原肌球蛋白肌钙蛋白,（3）各组成蛋白质的结构及功能肌球蛋白横桥功能A、有ATP与结合位点，具ATP酶活性。B、在一定条件下可和细胞丝上肌动蛋白质发生可逆结合。,肌动蛋白长纤维状双螺旋结构，由两列球状单位互相扭缠聚合而成，构成细丝主干，以垂直方向固定于Z线。原肌球蛋白双螺旋状结构的细丝，安静时掩盖肌动蛋白上与横桥可逆结合位点。肌钙蛋白以一定间隔位于肌球蛋白上，静息时，起固定原肌球蛋白作用；兴奋时，与Ca2+结合，构型改变，使原肌球蛋白发生侧向滑动。,2、肌肉的收缩过程（1）兴奋收缩耦联AP传至细胞深部，至三联管，肌小节三联管终末池（贮存Ca2+）终末池Ca2+通道开放Ca2+进入肌浆扩散至附近肌原纤维，与肌钙蛋白结合。,（2）横桥运动引起肌丝的滑行Ca2+肌钙蛋白肌动蛋白结合位点暴露肌动蛋白、肌球蛋白-复合体，ATP水解释能横桥向M线摆动与肌动蛋白解离横桥复位与肌动蛋白的下一个结合位点结合引发一次新的摆动、滑行。,（3）肌肉的舒张刺激停止Ca2+泵将Ca2+泵入终末池肌浆中Ca2+浓度，Ca2+与肌钙蛋白分离构型复原遮盖肌动蛋白上结合位点，横桥与肌动蛋白分离肌肉舒张。,作业,1、兴奋是如何由神经向肌肉进行传递的？2、神经-肌肉接头进行的兴奋传递有何特征？3、简述骨骼肌的分子构成及其功能。4、什么是肌丝滑行理论？简述骨骼肌的收缩与舒张过程。,第二节肌肉收缩形式与力学分析,一骨骼肌收缩形式（根据收缩时肌肉的张力和长度变化）,等动收缩：指在整个关节运动范围内肌肉以恒定的速度进行最大收缩。,（1）向心收缩：（又称缩短收缩）,等张收缩:指肌肉收缩时张力不变,长度改变的收缩.,指肌肉收缩所产生的张力大于外加阻力时,肌肉起止点靠拢的收缩形式.,缩短收缩又分为：,特点：在整个运动范围内,会产生顶点(最弱点)。,特点：可在关节整个的范围内都能产生最大张力。自由泳的划水动,作即是典型的等动收缩。但陆地上需专门的练习器，才能实现等动收缩。,如游泳的划水动作，划臂过程由于关节角度的变化，肌肉产生的拉力不同。,在划臂动作的前1/3，拉力为29.5kg，,中1/3，拉力为22.6kg,后1/3,拉力为32.6kg.,（2）等长收缩：当肌肉收缩所产生的张力大于外部阻力时，肌肉积极收缩但长度不变，这种收缩形式称为等长收缩。,（3）离心收缩：当肌肉收缩所产生的张力小于外部阻力时，肌肉积极收缩但被拉长，这种收缩形式称为离心收缩。,骨骼肌三种收缩形式的比较,工作肌肉长度外力与在运动中肌肉能量肌肉,形式变化肌张力的作用作功供给率酸痛,向心缩短外力肌张力加速+最不明显,离心拉长外力肌张力减速-最明显,等长不变外力=肌张力固定未向心其次,二、力学分析,1前负荷或肌肉初长度对肌肉收缩的影响:长度-张力曲线,2肌肉后负荷对肌肉收缩的影响：,3肌肉收缩能力的改变对肌肉收缩的影响,4.绝对力量与相对力量,前负荷前负荷可使肌肉被拉长（初长度）。在一定范围,内，初长度越长，肌肉收缩时产生张力越大。,长度-张力曲线肌肉在最适初长条件下收缩可产生最大,张力，其原因是粗、细肌丝处于最佳重合状态。,张力（力量）-速度曲线,后负荷后负荷和肌肉收缩速度呈反比。,指肌肉内部功能状态的改变，对肌肉收缩效果的影响。,5.肌肉力量与爆发力,绝对肌力：某一块肌肉收缩时，所能产生的最大张力或最大力量。相对肌力：绝对肌力（Kg）/肌肉生理横断面（cm2），即每一单位横断面积所能发挥的最大力量。爆发力：人体在短时间内完成的最大做功能力。,三、运动单位的动员（一）运动单位指一个运动神经元和其所支配的肌纤维所组成的最基本的肌肉收缩单位。（二）运动单位的动员,第三节肌纤维类型与运动能力,一、肌纤维的类型快肌（FT）：型纤维（快A，快B，快C）慢肌（ST）：型纤维,二、肌纤维的形态、功能特征（一）形态学特征慢肌：运动神经元神经纤维细、传导速度慢；线粒体多；毛细血管网丰富；肌红蛋白多；肌浆网不发达，直径小。快肌：运动神经元神经纤维粗、传导速度快；线粒体少；毛细血管网不丰富；肌浆网发达；直径大。,（二）代谢特征快肌纤维：无氧代谢能力高慢肌纤维：有氧代谢能力高（三）生理特征1、收缩速度：快肌纤维速度快2、收缩力量：快肌纤维力量大3、抗疲劳能力：慢肌纤维抗疲劳能力强,三、肌纤维类型与运动能力1、运动员的肌纤维类型短时间、大强度的项目的运动员，快肌纤维百分比明显占优势。耐力项目的运动员，慢肌纤维百分比占优势。既需要耐力又需要速度项目的运动员两类肌纤维的分布接近相等。,2、运动训练对骨骼肌纤维的影响训练对肌纤维类型转变的影响训练对肌纤维面积和肌纤维数量的影响训练对肌纤维代谢特征的影响,四、训练对肌纤维类型的影响（一）训练对肌纤维代谢特征的影响训练对肌纤维有氧能力的影响耐力训练可使线粒体数目和体积增大，容积密度增加，有氧氧化酶的活性增加，肌纤维有氧氧化能力提高。训练对肌纤维无氧能力的影响随运动专项、所经受的训练形式而改变。训练对肌纤维影响的专一性训练所引起的肌纤维的适应变化，具有很明显的专一性，表现在不同的运动专项、或不同训练方式上。,（二）训练对肌纤维类型转变的影响自然选择论：运动员某种类型肌纤维占优势的现象是自然选择的结果（遗传）。训练适应论：专项训练可导致运动员肌纤维类型发生适应性改变。快、慢肌纤维转变的中介是快C纤维。,（三）训练对肌纤维面积和肌纤维数量的影响肌肉肥大：肌纤维增粗、肌原纤维增多。肌纤维的选择性肥大：不同形式的运动训练可优先造成主要运动肌内部某类型肌纤维的肥大。肌肉增生：肌纤维数量增加。比较：肥大比增生更明显。,（四）运动是快肌和慢肌纤维的募集运动单位募集概念：指运动过程中不同类型运动单位参与活动的次序和程度。特点：低强度运动：慢肌纤维首先被募集。运动强度增加：快肌纤维逐渐被动员参与收