南师大运动生理学课件第1章 肌肉的兴奋与收缩

第一篇肌肉的活动

第一章肌肉的兴奋与收缩第一章肌肉的兴奋与收缩一、神经肌肉的兴奋性和生物电现象

二、肌肉收缩的原理**

三、肌肉收缩的形式与力学特征四、肌肉结缔组织对肌肉收缩的影响一、神经肌肉的兴奋性和生物电现象肌肉是怎么缩短的?答案很简单：神经冲动先传到脊髓运动神经元，再经运动神经纤维传递到所支配的肌纤维，最后引起肌肉收缩。一、神经肌肉的兴奋性和生物电现象1、兴奋及引起兴奋的条件兴奋：可兴奋细胞受到刺激后产生一次可传播的电位变化的现象。（动作电位）条件：①一定的刺激强度②持续一定的作用时间③一定的强度～时间变化率强度和时间的关系：反变关系2、兴奋性的评价指标：阈强度、时值一、神经肌肉的兴奋性和生物电现象3、兴奋后恢复过程的兴奋性变化：兴奋后经历四个时期：①绝对不应期②相对不应期③超常期④低常期意义：组织兴奋后不应期的存在，使得组织在单位时间内只能发生一定频数的兴奋。一、神经肌肉的兴奋性和生物电现象4、神经肌肉细胞的生物电现象**（1）静息电位概念：安静时存在于细胞膜内外两侧的电位差，称为静息电位。电位特征：膜内为负；膜外为正。机制：K+的平衡电位。一、神经肌肉的兴奋性和生物电现象（2）动作电位概念：可兴奋细胞受到刺激时，产生的可传布的电位变化称为动作电位。电位特征：膜内为正；膜外为负。主要组成部分：锋电位。机制：Na+的平衡电位。一、神经肌肉的兴奋性和生物电现象（3）动作电位在神经纤维上的传导无髓鞘神经纤维：从兴奋部位传向邻近未兴奋部位有髓鞘神经纤维：由一个郎飞结跳跃到邻近郎飞结一、神经肌肉的兴奋性和生物电现象5、兴奋在神经—肌肉接点的传递**（1）神经—肌肉接点的结构三部分组成：

①接点前膜：内含乙酰胆碱

②接点间隙：与细胞外液相沟通

③接点后膜：又称运动终板。运动终板上有乙酰胆碱受体，能与乙酰胆碱发生特异性结合。一、神经肌肉的兴奋性和生物电现象（2）兴奋在神经—肌肉接点传递的机制运动神经元兴奋→神经冲动沿神经纤维传至轴突末梢→刺激接点前膜→释放乙酰胆碱→进入接点间隙→到达接点后膜→与接点后膜上乙酰胆碱受体结合→引起接点后膜对钠离子的通透性改变→产生动作电位→兴奋由神经传递给肌肉。乙酰胆碱：化学递质

二、肌肉收缩的原理1、肌纤维的微细结构肌肉收缩功能的结构单位：肌细胞（肌纤维）。肌纤维：内含肌原纤维和复杂的肌管系统。（1）肌原纤维：明带（Ｉ带）和暗带（Ａ带）。肌小节：两明带之间为一个肌小节，是肌肉收缩与舒张的最基本单位。肌小节由平行排列的粗肌丝和细肌丝组成。二、肌肉收缩的原理（2）肌管系统横管：肌细胞膜向细胞内凹入并与肌原纤维相垂直的管道系统。功能：把肌细胞兴奋时出现在细胞膜上的电变化传入细胞内。终池：与肌原纤维平行的纵管，近横管时管腔膨大成终池。三联管结构：横管和两侧的终池构成三联管结构，是把肌细胞膜的电变化和细胞的收缩过程耦联起来的关键部位。钙离子的贮库：纵管和终池。在肌肉活动时实现钙离子的贮存、释放和再积聚。

二、肌肉收缩的原理2、肌肉的收缩过程**

①兴奋—收缩耦联

②横桥运动引起肌丝滑行③肌肉舒张二、肌肉收缩的原理3、单收缩和强直收缩①单收缩：概念：整块肌肉或单个肌纤维接受一次短促的刺激后，先产生一次动作电位，紧接着进行一次机械性收缩，称为单收缩。时相变化：潜伏期、收缩期和舒张期。二、肌肉收缩的原理②强直收缩概念：给肌肉一连串的刺激，若每次刺激的间隔短于单收缩所持续的时间，肌肉的收缩将出现融合现象，为强直收缩。分类：

不完全强直收缩：给肌肉一定频率的刺激，使肌肉未完全舒张就产生第二次收缩，肌肉收缩出现部分融合，称为不完全强直收缩。

完全强直收缩：给肌肉一定频率的刺激，使肌肉在前一次收缩期末就开始第二次收缩，肌肉收缩反应出现完全的融合，称为完全强直收缩。二、肌肉收缩的原理对比：最大完全强直收缩时，肌肉收缩产生的张力是单收缩的４倍。应用：人体进行各种运动时，其肌肉收缩都属于完全强直收缩。三、肌肉收缩的形式与力学特征1、肌肉收缩形式**①缩短收缩

非等动收缩（等张收缩）

等动收缩②拉长收缩③等长收缩三、肌肉收缩的形式与力学特征不同收缩形式的比较：①力量：拉长收缩>等长收缩（25%）>缩短收缩（50%）②代谢：在输出功率相同的情况下，肌肉拉长收缩所消耗的能量、耗氧量低于缩短收缩。③肌肉酸疼程度：拉长收缩引起的肌肉酸疼最显著，等长收缩次之，缩短收缩最不明显。三、肌肉收缩的形式与力学特征工作形式

肌肉长度变

化

外力与肌张力的比较

在运动中的

功

能

肌肉对外所做的功

能量供给率

缩短收缩缩

短小于肌张力加

速正增

加拉长收缩拉

长大于肌张力减

速负减

少等长收缩不

变等于肌张力固

定未小于缩短收缩肌肉三种收缩形式的比较

三、肌肉收缩的形式与力学特征2、肌肉收缩的力学特征①后负荷对肌肉收缩的影响—张力与速度关系**后负荷：肌肉开始收缩时才遇到的负荷或阻力称后负荷。关系：后负荷越大，肌肉产生的张力也越大，肌肉缩短开始也越晚，缩短的初速度也越小，反之亦然。张力和速度呈反比关系。应用：在运动中根据任务采用适宜的负荷和收缩速度。训练的影响三、肌肉收缩的形式与力学特征②前负荷对肌肉收缩的影响—长度与张力关系**前负荷：是指在肌肉收缩前就加在肌肉上的负荷，它使肌肉收缩前就处于某种被拉长状态。关系：逐渐增大肌肉收缩的初长度，肌肉产生的张力也逐渐增加；当初长度增大到某一数值时，张力可达到最大；此后，再继续增大肌肉初长度，张力反而减小，收缩效果亦减弱。适宜初长度：引起肌肉收缩张力最大的初长度称为适宜初长度。四、肌肉结缔组织对收缩的影响1、肌肉结缔组织的组成肌腱、肌内膜、肌束膜、肌外膜等。2、运动对肌肉结缔组织的影响①长期运动可提高肌腱的抗张力量和抗断裂力量②长期运动可使肌肉中结缔组织肥大

一、神经肌肉的兴奋性和生物电现象阈强度：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为阈强度或阈值。

阈刺激：具有临界强度的刺激，称为阈刺激。一、神经肌肉的兴奋性和生物电现象Na+的平衡电位产生的机制：①膜对Na+、K+通透性发生一次短促可逆性变化：大量开放Na+通道；关闭K+通道。②离子的跨膜运动：

Na+顺浓度梯度从高浓度一侧扩散到低浓度一侧。③离子浓度梯度造成的离子扩散和电位梯度阻止离子扩散达到平衡：→

外负内正的可逆性电位变化三、肌肉收缩的形式与力学特征不同训练负荷对张力速度曲线的影响二、肌肉的收缩原理由运动神经传来的冲动

运动终板

动作电位沿肌膜传布

肌纤维内部

深入到三联管的终池

终池释放Ca2+

触发肌丝滑行。三、肌肉收缩的形式与力学特征概念：缩短收缩是指肌肉收缩所产生的张力大于外加阻力时，肌肉缩短，并牵引骨杠杆做相向运动的一种收缩形式。又称向心收缩。特点：负荷移动方向和肌肉用力方向一致。做功：正功。功=负荷重量×移动距离作用：使肢体和负荷物位移加速。

一、神经肌肉的兴奋性和生物电现象阈强度：是评定组织兴奋性高低的最简易指标。阈强度与兴奋性的关系：倒数关系时值：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。时值与兴奋性的关系：倒数关系运动训练对时值的影响：所有的肌肉时值均缩短，拮抗肌时值趋向接近。

一、神经肌肉的兴奋性和生物电现象二、肌肉的收缩原理三、肌肉收缩的形式与力学特征概念:当肌肉收缩所产生的张力小于外力时，肌肉积极收缩但被拉长，这种收缩形式称拉长收缩。又称离心收缩。特点：肌肉张力方向与阻力相反。做功：负功。作用：制动、减速和克服重力等作用。二、肌肉的收缩原理终池释放Ca2+

粗肌丝上的横桥与细肌丝上横桥的结合位点相结合

ATP分解释放能量

横桥头部获得能量向粗肌丝中心方向倾斜摆动

牵拉细肌丝向肌节中央滑行

肌节缩短

肌纤维缩短。二、肌肉的收缩原理二、肌肉的收缩原理二、肌肉的收缩原理二、肌肉的收缩原理二、肌肉的收缩原理三、肌肉收缩的形式与力学特征三、肌肉收缩的形式与力学特征特点：在整个收缩过程中给定的负荷是恒定的；但在不同的关节角度肌肉收缩产生的张力和收缩速度不相同。在非等动收缩中所能举起的最大重量是张力最小的关节角度所能承受的最大重量。

非等动收缩发展力量只有关节力量最弱点得到最大锻练。

三、肌肉收缩的形式与力学特征三、肌肉收缩的形式与力学特征特点：在整个关节范围内肌肉产生的张力始终与负荷等同，肌肉能以恒定速度或等同的强度收缩。采用等动收缩形式发展力量可使肌肉在关节整个运动范围都得到最大锻练。

三、肌肉收缩的形式与力学特征概念：当肌肉收缩产生的张力等于外力时，肌肉积极收缩，但长度不变，这种收缩形式称等长收缩。又称静力收缩。特点：负荷未发生位移。做功：为零。作用：固定运动环节、保持身体姿势。

二、肌肉收缩的原理三、肌肉收缩的形式与力学特征肌肉收缩的长度张力关系—长度张力曲线一、神经肌肉的兴奋性和生物电现象K+的平衡电位产生的机制：①静息时细胞膜两侧离子的不均匀分布：膜内有较多K+、