肌肉收缩的力学分析课件

第二节

肌肉收缩的力学分析能影响肌肉收缩时作功能力或其力学表现的因素至少有三个，即前负荷、后负荷和肌肉本身的功能状态（即肌肉收缩能力）。前负荷——在肌肉收缩前就加在肌肉上的负荷。前负荷使肌肉具有一定的初长度。后负荷——是在肌肉开始收缩时才能遇到的负荷，它不增加肌肉的初长度，但能阻碍收缩时肌肉的缩短。一、肌肉的收缩1.前负荷对肌肉收缩的影响1）现象肌肉长度增加到稍长于静息长度时，产生最大张力。1）现象肌肉的收缩速度随负荷的增加而减小，但肌肉张力却增大。肌肉产生的张力和当时的缩短速度呈反比。。

2.后负荷对肌肉收缩的影响2）原理张力大小，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酶的活性，与活化的横桥数目无关。肌肉的状态是可以改变的。能力降低因素缺氧、酸中毒、肌肉中能源物质缺乏等能力提高因素钙离子、咖啡因、肾上腺素等。3.收缩能力对肌肉收缩的影响（一）缩短收缩1.等张收缩所加负荷不变，产生的张力随关节角度改变而改变，因而其收缩速度在不同关节角度也有所不同。所谓等张收缩，实际上是指负荷在关节某一角度时的张力。二、肌肉收缩的形式1.单收缩整块骨骼肌或单个肌细胞受到一次短促的刺激时，先是产生一次动作电位，紧接着出现一次机械收缩，后者称为单收缩。根据收缩时肌肉所处的负荷条件不同，单收缩可以是等长的，也可以是等张的。在正常体内，当骨骼肌在运动神经的支配下进行自然收缩时，几乎是无例外地接受来自神经的连续刺激。三、肌肉的外部表现连续的脉冲刺激频率较低时－单收缩；频率增加到某一限度时，后来的刺激有可能在前一次收缩的舒张期结束前即到达肌肉，于是肌肉就表现为不完全强直收缩，在描记曲线上形成锯齿形。刺激频率继续增加，肌肉就有可能在前一次收缩的收缩期结束以前开始新的收缩，于是各次收缩叠加，这就是完全强直收缩。体内骨骼肌收缩都属于完全强直收缩.3、根据代谢特征划分慢氧化型（SO）、快氧化型（FOG）、快酵解型（FT）。4、根据基因蛋白划分根据肌肉收缩蛋白中肌球蛋白重链（MHC）的基因表达，可将肌纤维的MHC分为Ⅰa、Ⅰc、Ⅱa、Ⅱac、Ⅱc、Ⅱab和Ⅱb7种类型。（二）骨骼肌纤维类型的形态、机能特点和运动特征1、不同类型肌纤维的形态学特征肌纤维直径：快肌粗大；超微结构：慢肌Z线和M线较宽；（电镜下慢肌纤维M线显示5条高密度线）肌浆网：快肌发达（是慢肌2倍）；神经支配：支配快肌的运动神经元体积大，神经传导速度快；毛细血管密度：慢肌丰富；（1：0.8）线粒体：慢肌中数量多，体积大；肌红蛋白：慢肌含量多；收缩蛋白：快肌含量多。2、不同类型肌纤维的生理机能特征肌肉收缩力量：肌肉收缩速度：抗疲劳能力：3、不同类型肌纤维代谢特征能源物质含量：快肌中ATP、CP含量高，糖原含量高；代谢酶活性：快肌中ATP酶催化速度快，乳酸脱氢酶活性高；慢肌中有氧氧化酶的活性高。肌纤维氧化脂肪的能力是快肌的4倍。（三）不同类型肌纤维的分布特征不同类型肌纤维在肌肉中所占的百分比称为肌纤维类型的百分构成。1、动物骨骼肌纤维分布特征不同种类动物骨骼肌纤维的分布特征不同骨骼肌中不同类型肌纤维的分布是混杂的2、一般人骨骼肌纤维分布特征人类骨骼肌纤维类型的分布是混杂的，不同肌肉中快慢肌比例有较大的差异。一般人股外肌快慢肌纤维各占50%，但个体差异较大，慢肌百分比高者可达85%，低者仅为15%。以维持身体姿势为主的骨骼肌，慢肌百分比较高（大于60%）。骨骼肌纤维类型没有明显的性别差异，但肌纤维面积有显著性差异。3、运动员骨骼肌纤维分布特征运动员的肌纤维百分组成具有明显的运动项目特异性。耐力专项：慢肌%高

速度专项：快肌%高

力量专项：快肌%高但肌纤维构成并不是决定运动成绩的唯一因素。4、遗传因素对肌纤维类型分布的影响通过对单卵双生子骨骼肌两类肌纤维分布的研究发现：人类肌纤维的百分组成具有较高的遗传度，男子为99.5%，女子为92.2%。b、耐力工作时间

与慢肌纤维百分比呈正相关，推测方程：Y=9.35+1.0936X方法：让人体进行持续性的等长收缩，记录整个收缩过程中肌电图变化，根据各肌电指标的变化特征推算肌纤维百分组成。Y：为耐力工作时间（s）；

X：慢肌纤维百分比（%）。C、肌电图（EMG）方法：让人体进行持续性的等长收缩，记录整个收缩过程中肌电图变化，根据各肌电指标的变化特征推算肌纤维百分组成。运动训练与肌纤维类型转变尚有争议：a、肌纤维类型决定于遗传b、交叉神经支配可引起肌纤维类型的转变c、运动训练对肌纤维亚型的影响

耐力训练、抗阻训练和速度训练后，Ⅱ型肌的Ⅱb向Ⅱa转化。d、运动训练对快慢肌纤维的影