第二章肌肉活动

1、第二章第二章 肌肉活动肌肉活动第一节肌肉的特性一、肌肉的物理特性一、肌肉的物理特性1.伸展性：伸展性：肌肉在外力作用下可被拉长。肌肉在外力作用下可被拉长。2.弹性：弹性：外力消失时肌肉又逐渐恢复原来形态。外力消失时肌肉又逐渐恢复原来形态。3.黏滞性：黏滞性：肌肉活动时由肌肉内部各蛋白质分肌肉活动时由肌肉内部各蛋白质分 子相互摩擦产生的内部阻力。子相互摩擦产生的内部阻力。肌肉温度升高时，肌肉的黏滞性下降，伸肌肉温度升高时，肌肉的黏滞性下降，伸展性和弹性增加，反之亦然。展性和弹性增加，反之亦然。二、肌肉的生理特性（一）兴奋性（一）兴奋性1.兴奋与兴奋性概念兴奋与兴奋性概念兴奋性：兴奋性：生物体具有

2、对刺激发生反应的能力称为生物体具有对刺激发生反应的能力称为兴奋性。又可特指组织细胞接受刺激具有产生动兴奋性。又可特指组织细胞接受刺激具有产生动作电位的能力。作电位的能力。可兴奋细胞：可兴奋细胞：神经、肌肉和腺细胞兴奋性最高，神经、肌肉和腺细胞兴奋性最高，称为可兴奋性细胞。称为可兴奋性细胞。兴奋：兴奋：产生动作电位本身或动作电位同义语。产生动作电位本身或动作电位同义语。刺激引起兴奋的三个条件：刺激引起兴奋的三个条件：1.1.一定的刺激强度一定的刺激强度2.2.持续一定的作用时间持续一定的作用时间3.3.一定的强度时间变化率一定的强度时间变化率阈强度（阈值）：阈强度（阈值）：在一定刺激在一定刺激作

3、用时间和强度时间变化率作用时间和强度时间变化率下，引起组织细胞兴奋的最小下，引起组织细胞兴奋的最小刺激强度。刺激强度。阈刺激：阈刺激：具有这种临界强度的具有这种临界强度的刺激。刺激。阈下刺激阈下刺激阈上刺激阈上刺激强度时间曲线强度时间曲线基强度：基强度：刺激的强度低于基强度，无论刺激的作用时刺激的强度低于基强度，无论刺激的作用时间怎样延长，都不能引起组织兴奋。间怎样延长，都不能引起组织兴奋。时值：时值：指以指以2倍基强度刺激组织，刚能引起组织兴奋倍基强度刺激组织，刚能引起组织兴奋所需的最短作用时间。所需的最短作用时间。2.兴奋本质兴奋：兴奋：是产生可传播动作电位的过程。是产生可传播动作电位的过

4、程。兴奋的本质：兴奋的本质：组织细胞产生动作电位及其传导是组织细胞产生动作电位及其传导是兴奋的本质。兴奋的本质。静息电位：静息电位：静息时细胞膜处于某种极化状态，表静息时细胞膜处于某种极化状态，表现为膜的两侧存在着一个膜外为正膜内为负的电现为膜的两侧存在着一个膜外为正膜内为负的电位差。位差。动作电位：动作电位：当细胞受到刺激时，膜两侧电位的极当细胞受到刺激时，膜两侧电位的极性即发生暂时迅速的倒转，称为动作电位。性即发生暂时迅速的倒转，称为动作电位。去极化：去极化：膜内电位负值减小。膜内电位负值减小。超极化：超极化：膜内电位负值增大。膜内电位负值增大。复极化：复极化：膜除极化后，又恢复到安静时的

5、极化状态。膜除极化后，又恢复到安静时的极化状态。除极相：除极相：上升支。上升支。复极相：复极相：下降支。下降支。3.动作电位的传导动作电位的传导机制：动作电位的传导机制：局部电流学说局部电流学说动作电位的传导动作电位的传导兴奋后恢复过程的兴奋性变化兴奋后恢复过程的兴奋性变化 绝对不应期（绝对不应期（absolute refractory period） 相对不应期相对不应期（relative refractory period） 超常期超常期（supranormal period） 低常期低常期（subnormal period）判断下图动作电位（神经冲动）的特征1.1.生理完整性生理完整性2

6、.2.双向传导双向传导3.3.不衰减和相对不疲劳性不衰减和相对不疲劳性4.4.绝缘性绝缘性（二）收缩性收缩性是肌肉的机械特性。肌肉兴奋收缩性是肌肉的机械特性。肌肉兴奋后通过其内部机制，产生长度或后通过其内部机制，产生长度或/ /和张力和张力变化，实现肌肉的收缩和舒张。变化，实现肌肉的收缩和舒张。第二节肌肉收缩与舒张原理一、一、肌肌肉肉的的微微细细结结构构MUSCLE FIBER（一）肌原纤维（一）肌原纤维肌原纤维肌原纤维明带（明带（I带）带）Z线线暗带（暗带（A带）带）H区区 M线线肌小节：两条肌小节：两条Z Z线之间的区域线之间的区域粗肌丝：直径约粗肌丝：直径约10nm 10nm 细肌丝：直

7、径约细肌丝：直径约5nm5nmARRANGEMENT OF FILAMENTS横管横管:又称又称T管，是肌膜向管，是肌膜向细胞内凹入而成，凹入位细胞内凹入而成，凹入位置与各置与各Z线水平。线水平。纵管纵管:又称又称L管，肌浆网。管，肌浆网。终池终池:肌浆网在接近横管肌浆网在接近横管处形成特殊的膨大。处形成特殊的膨大。三联管三联管:每一横管和两侧每一横管和两侧的终池构成。是的终池构成。是Ca2+的储的储存库，实现存库，实现Ca2+的储存、的储存、释放和再积聚。释放和再积聚。（二）肌管系统（二）肌管系统二、肌肉收缩与舒张过程二、肌肉收缩与舒张过程（一）兴奋在神经肌肉接点的传递（一）兴奋在神经肌肉接

8、点的传递（二）肌肉的兴奋收缩耦联（二）肌肉的兴奋收缩耦联（三）肌肉的收缩与舒张过程（三）肌肉的收缩与舒张过程1.1.神经神经- -肌肉接点的结构肌肉接点的结构（一）兴奋在神经肌肉接点的传递（一）兴奋在神经肌肉接点的传递MOTOR UNIT（1 1）接点前膜钙通道开放。（）接点前膜钙通道开放。（2 2）释放）释放AChACh，形成终板电位。，形成终板电位。（3 3）AChEAChE水解水解AChACh。2.2.兴奋在神经肌肉接点传递的机制兴奋在神经肌肉接点传递的机制兴奋在神经兴奋在神经- -肌肉接点的传递特点肌肉接点的传递特点化学传递化学传递, ,化学递质为乙酰胆碱。化学递质为乙酰胆碱。兴奋传递

9、是兴奋传递是1 1对对1 1的。即每一次神经纤维兴奋的。即每一次神经纤维兴奋都可引起一次肌肉细胞兴奋。都可引起一次肌肉细胞兴奋。单向传递。兴奋只能由神经末梢传向肌肉，单向传递。兴奋只能由神经末梢传向肌肉，而不能相反。而不能相反。时间延搁。兴奋的传递要经历递质的释放、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，因而传递速度缓慢。扩散和作用等多个环节，因而传递速度缓慢。高敏感性。易受化学和其它环境因素变化的高敏感性。易受化学和其它环境因素变化的影响，易疲劳。影响，易疲劳。电兴奋通过横管系统传向肌细胞的深处；三联管结构电兴奋通过横管系统传向肌细胞的深处；三联管结构处的信息传递；肌浆网

10、中处的信息传递；肌浆网中Ca2释放和再聚积。释放和再聚积。（二）肌肉的兴奋（二）肌肉的兴奋- -收缩藕联收缩藕联（三）肌肉的收缩与舒张过程肌丝滑行理论肌丝滑行理论：每个肌小节内发生细肌丝向粗肌丝之间的滑：每个肌小节内发生细肌丝向粗肌丝之间的滑行，出现明带的长度缩短，而暗带长度不变，相应行，出现明带的长度缩短，而暗带长度不变，相应H H区变窄。区变窄。ARRANGEMENT OF FILAMENTS IN A SARCOMEREACTIN FILAMENTCONTRACTING MUSCLE FIBEREVENTS LEADING TO MUSCLE ACTION一、肌肉的收缩形式一、肌肉的收缩

11、形式（一）缩短收缩（一）缩短收缩 1.1.非等动收缩（等张收缩）：负荷与张力不等同。非等动收缩（等张收缩）：负荷与张力不等同。2.2.等动收缩：负荷与张力等同。等动收缩：负荷与张力等同。（二）拉长收缩，起着制动、减速和克服重力等作用。（二）拉长收缩，起着制动、减速和克服重力等作用。 （三）等长收缩，对运动环节固定、支持和保持身体某种姿（三）等长收缩，对运动环节固定、支持和保持身体某种姿势起重要作用。势起重要作用。缩短收缩和拉长收缩联系在一起，形成牵张缩短环。缩短收缩和拉长收缩联系在一起，形成牵张缩短环。能产生更大的力量或输出功率。如跑步，先屈髋、屈膝等。能产生更大的力量或输出功率。如跑步，先屈

12、髋、屈膝等。第三节第三节 肌肉的收缩形式与力学特征肌肉的收缩形式与力学特征 后负荷后负荷：肌肉开始收缩时才：肌肉开始收缩时才遇到的负荷或阻力。遇到的负荷或阻力。 张力张力- -速度曲线速度曲线：固定前负荷：固定前负荷不变不变, ,让肌肉在不同的后负荷让肌肉在不同的后负荷条件下进行等张收缩。把肌条件下进行等张收缩。把肌肉所产生的张力和缩短初速肉所产生的张力和缩短初速度绘成坐标曲线。度绘成坐标曲线。二、肌肉收缩的力学特征二、肌肉收缩的力学特征图2-10 肌肉收缩的张力-速度关系（一）肌肉收缩的张力与速度关系（一）肌肉收缩的张力与速度关系前负荷（前负荷（preload）：）：肌肉收缩之前所遇到的负荷

13、。肌肉收缩之前所遇到的负荷。初长度（初长度（initial lengthinitial length）：）：肌肉收缩之前的长度。肌肉收缩之前的长度。长度张力曲线：长度张力曲线：肌肉在不同前负荷作用下长度与张力肌肉在不同前负荷作用下长度与张力的变化曲线。的变化曲线。（二）肌肉收缩的长度与张力关系（二）肌肉收缩的长度与张力关系 （三）肌肉的做功、功率和机械效率（三）肌肉的做功、功率和机械效率自学自学一、人类肌纤维类型的类型一、人类肌纤维类型的类型慢肌（慢肌（型）型）ST快快A（a） （代谢兼有快、慢肌特征）（代谢兼有快、慢肌特征）快肌（快肌（型）型）FT 快快B B（b）（典型快肌）（典型快肌）

14、快快C （c）（过渡型，未完全分化，数量较少）（过渡型，未完全分化，数量较少）第四节第四节 肌纤维类型与运动能力肌纤维类型与运动能力二、两类肌纤维的形态、生理和代谢特征二、两类肌纤维的形态、生理和代谢特征、型肌纤维形态特征对比型肌纤维形态特征对比 形态特征 型（慢肌） 型（快肌） 肌原纤维直径 细粗 肌原纤维数量 少多肌浆网(内质网) 不发达 发达 线粒体数量多，容积大 数量少，容积小、型肌纤维形态特征对比型肌纤维形态特征对比 形态特征 型（慢肌） 型（快肌） -运动神经元小大 突触的囊泡数量少多 终板面积 小 大 毛细血管网 较丰富 不太丰富（二）生理特征（二）生理特征 生理特征生理特征 型

15、（慢肌）型（慢肌） 型（快肌）型（快肌） 无氧能力无氧能力低低高高 有氧能力有氧能力高高低低 收缩速度收缩速度慢慢快快 收缩力量收缩力量小小大大抗疲劳能力抗疲劳能力强强弱弱、型肌纤维生理特征对比型肌纤维生理特征对比 三、不同类型肌纤维的分布三、不同类型肌纤维的分布成年人：慢肌成年人：慢肌 44%58%快肌快肌 快快A占绝大部分，其占绝大部分，其次是快次是快B，快，快C很少见。很少见。维持身体姿势或紧张性工作为主的肌肉中，慢肌百分组维持身体姿势或紧张性工作为主的肌肉中，慢肌百分组成较高，如比目鱼肌占成较高，如比目鱼肌占89%。快速位相性工作为主的肌肉，快肌的百分组成较高，如快速位相性工作为主的肌

16、肉，快肌的百分组成较高，如肱三头肌占肱三头肌占55%。2029岁以后，随着年龄增加，快肌百分组成减少，岁以后，随着年龄增加，快肌百分组成减少，慢肌相应增加。慢肌相应增加。肌纤维类型的百分组成很大决定于遗传。肌纤维类型的百分组成很大决定于遗传。四、肌纤维类型与运动能力四、肌纤维类型与运动能力 短跑、跳跃即力量、速度为主项目的运动员，快短跑、跳跃即力量、速度为主项目的运动员，快肌百分组成占优势。肌百分组成占优势。马拉松、长跑即以耐力为主项目的运动员，慢肌马拉松、长跑即以耐力为主项目的运动员，慢肌百分组成占优势。百分组成占优势。介于这两者之间的运动员，快肌和慢肌百分组成介于这两者之间的运动员，快肌和

17、慢肌百分组成差不多。差不多。五、训练对肌五、训练对肌纤维的影响纤维的影响 （一）训练引起肌纤维组成的改变（一）训练引起肌纤维组成的改变观点一：个体肌肉中的快、慢肌纤维的百分比生观点一：个体肌肉中的快、慢肌纤维的百分比生来就是固定的，训练不能使它们发生互变。来就是固定的，训练不能使它们发生互变。观点二：训练可以使肌纤维百分组成发生改变，观点二：训练可以使肌纤维百分组成发生改变，也可以发生互变，中介是也可以发生互变，中介是cc纤维。纤维。（二）训练对肌纤维形态和代谢的影响（二）训练对肌纤维形态和代谢的影响训练能使肌纤维形态和代谢发生明显的适应性改变，训练能使肌纤维形态和代谢发生明显的适应性改变，表

18、现为肌纤维选择性肥大和代谢专门性。表现为肌纤维选择性肥大和代谢专门性。据报道，长跑运动员的慢肌相对面积比快肌增大。据报道，长跑运动员的慢肌相对面积比快肌增大。举重运动员的快肌面积增大。越野跑运动员的腓肠肌举重运动员的快肌面积增大。越野跑运动员的腓肠肌中慢肌纤维的面积百分比有减少趋向。中慢肌纤维的面积百分比有减少趋向。短、中、长跑运动员肌肉中酶活性活性的差异短、中、长跑运动员肌肉中酶活性活性的差异项目性别例数 SDH琥珀酸脱氢酶 LDH 乳酸脱氢酶PHOSP磷酸化酶 短跑 男 2 12.9 1278 15.3 中跑 男 7 14.8 868 8.4 长跑 男 5 16.6 764 8.1无训练者

19、 男 11 7.4 822 7.6 低强度或轻负荷活动时，优先使用慢低强度或轻负荷活动时，优先使用慢肌纤维，随着运动强度的增加或负荷的肌纤维，随着运动强度的增加或负荷的加大，快加大，快A和快和快B纤维依次被募集，当强纤维依次被募集，当强度或负荷最大时，快度或负荷最大时，快A和快和快B纤维募集的纤维募集的百分比大于慢肌纤维。百分比大于慢肌纤维。六、运动时肌纤维的动员六、运动时肌纤维的动员第五节第五节 肌电图（肌电图（EMGEMG）一、肌电信号的引导和记录一、肌电信号的引导和记录 针电极引导针电极引导出的肌电图是将针电极插入出的肌电图是将针电极插入肌肉检测记录到的。肌肉检测记录到的。表面肌电图（表

20、面肌电图（sEMGsEMG）是从肌肉表面通过电）是从肌肉表面通过电极引导、记录下来的神经肌肉系统活动时的极引导、记录下来的神经肌肉系统活动时的生物电信号。生物电信号。二、肌电图的基本原理与正常肌电图的表现二、肌电图的基本原理与正常肌电图的表现运动单位电位：一个运运动单位电位：一个运动单位的部分肌纤维电动单位的部分肌纤维电活动的活动的总和。总和。运动单位的波形有单相、运动单位的波形有单相、双相、三相和多相之分。双相、三相和多相之分。正常肌肉单相波单位占正常肌肉单相波单位占15%15%、双相及三相波电位、双相及三相波电位占占80%80%，多相波电位较，多相波电位较少，约占少，约占5%5%。三、肌电图的应用三、肌电图的应用1.1.分析技术动作，评价肌肉力量及肌肉活动的分析技术动作，评价肌肉力量及肌肉活