1、1/26/20232第一章第一章 肌肉收缩肌肉收缩n教学目的与要求：教学目的与要求：n1、骨骼肌纤维的分类方法。n2、掌握运动对骨骼肌纤维的影响。n3、了解肌电图在体育科学中的应用。n教学重点与难点教学重点与难点：n1、不同类型骨骼肌纤维的区分方法。n2、不同类型骨骼肌纤维的特征以及骨骼肌纤维类型与运动的关系。1/26/20233导言导言n本章系统阐述神经肌肉的兴奋性，含兴奋的产本章系统阐述神经肌肉的兴奋性，含兴奋的产生、传导和兴奋在神经肌肉接点的传递，认为生、传导和兴奋在神经肌肉接点的传递，认为这是完整机体内肌肉收缩的生理学基础；根据这是完整机体内肌肉收缩的生理学基础；根据肌丝滑行理论着重对
2、肌细胞的收缩过程与机制，肌丝滑行理论着重对肌细胞的收缩过程与机制，以及肌肉收缩的形式和力学特征进行分析；此以及肌肉收缩的形式和力学特征进行分析；此外对肌纤维的类型与运动能力的关系也作简要外对肌纤维的类型与运动能力的关系也作简要的介绍。的介绍。1/26/20234 第一节第一节 肌肉的兴奋与收缩肌肉的兴奋与收缩1/26/20235本节主要内容n一。神经肌肉的兴奋和生物电现象一。神经肌肉的兴奋和生物电现象n二。肌肉收缩的原理二。肌肉收缩的原理1/26/20236神经肌肉的兴奋和生物电现象神经肌肉的兴奋和生物电现象n一、兴奋和兴奋性的概念一、兴奋和兴奋性的概念n二、引起兴奋的刺激条件二、引起兴奋的刺
3、激条件n三、兴奋性的评价指标三、兴奋性的评价指标n四、兴奋后恢复过程的兴奋性变化四、兴奋后恢复过程的兴奋性变化n五、神经肌肉的生物电现象五、神经肌肉的生物电现象n六、兴奋在神经肌肉接头的传递六、兴奋在神经肌肉接头的传递1/26/20237一、兴奋和兴奋性概念一、兴奋和兴奋性概念兴奋：兴奋：在生理学中，将组织受刺激后产生动在生理学中，将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。作电位的过程或动作电位本身称为兴奋。兴奋性：兴奋性：组织这种受刺激后产生兴奋的能力组织这种受刺激后产生兴奋的能力称为兴奋性。称为兴奋性。1/26/20238二、引起兴奋的刺激条件二、引起兴奋的刺激条件三条件缺一
4、不可：三条件缺一不可：1、刺激强度（阈刺激或以上）刺激强度（阈刺激或以上）2、刺激作用时间（最短作用时间）、刺激作用时间（最短作用时间）3、一定的刺激变化速率一定的刺激变化速率(反比反比)1/26/20239（一）阈强度与阈刺激（一）阈强度与阈刺激 阈强度：阈强度：通常把在一定刺激作用时间和通常把在一定刺激作用时间和强度强度时间变化率下，引起组织兴奋的时间变化率下，引起组织兴奋的这个临界刺激强度，称为这个临界刺激强度，称为阈强度或阈值。阈强度或阈值。阈刺激阈刺激：具有这种临界强度的刺激，称具有这种临界强度的刺激，称为为阈刺激，阈刺激，强度小于阈值的刺激为强度小于阈值的刺激为阈下阈下刺激，刺激，
5、强度大于阈值的刺激为强度大于阈值的刺激为阈上刺激阈上刺激1/26/202310（二）强度（二）强度时间曲线时间曲线n强度强度-时间曲线：时间曲线：以刺激强度变化为纵坐标，刺激以刺激强度变化为纵坐标，刺激的作用时间为横坐标，将引起组织兴奋所需的刺激的作用时间为横坐标，将引起组织兴奋所需的刺激强度和时间的变化关系，描绘在直角坐标系中，可强度和时间的变化关系，描绘在直角坐标系中，可得到一条曲线，称得到一条曲线，称强度强度-时间曲线时间曲线。n基强度：基强度：刺激的强度低于某一强度时，无论刺激的刺激的强度低于某一强度时，无论刺激的作用时间怎样延长，都不能引起组织兴奋，这个最作用时间怎样延长，都不能引起
6、组织兴奋，这个最低的或者最基本的阈强度，称为低的或者最基本的阈强度，称为基强度基强度。n意义：意义：强度强度-时间曲线揭示了组织兴奋的普遍规律，时间曲线揭示了组织兴奋的普遍规律，在体内一切可兴奋组织都可以绘制出类似的曲线。在体内一切可兴奋组织都可以绘制出类似的曲线。1/26/202311强度时间基强度时值（二）强度（二）强度时间曲线时间曲线1/26/202312三、兴奋性的评价指标三、兴奋性的评价指标（一）阈强度（一）阈强度：是评定组织兴奋性高低的是评定组织兴奋性高低的最简易指标。最简易指标。测定阈强度时只须固定一适测定阈强度时只须固定一适中的刺激作用时间，再由低向高逐渐增加中的刺激作用时间，
7、再由低向高逐渐增加刺激的强度，便能获得刚能引起组织反应刺激的强度，便能获得刚能引起组织反应所需的最低刺激强度，这就是阈强度。兴所需的最低刺激强度，这就是阈强度。兴奋性与阈强度呈倒数关系，即引起组织兴奋性与阈强度呈倒数关系，即引起组织兴奋所需要的奋所需要的阈强度越低，表明组织的兴奋阈强度越低，表明组织的兴奋性越高，性越高，反之则反。反之则反。1/26/202313三、兴奋性的评价指标三、兴奋性的评价指标n（二）时值（二）时值：以倍基强度刺激组织，：以倍基强度刺激组织，刚能引起组织兴奋所需的最短作用时间。刚能引起组织兴奋所需的最短作用时间。n 兴奋性与时值亦呈倒数关系，兴奋性与时值亦呈倒数关系，即
8、时值越即时值越小，组织的兴奋性越高小，组织的兴奋性越高，反之则反。反之则反。1/26/202314四、兴奋性变化过程四、兴奋性变化过程n5个时期：个时期：n绝对不应期绝对不应期n相对不应期相对不应期n超常期超常期 n低常期低常期n恢复正常恢复正常 1/26/202315四、兴奋后恢复过程兴奋性变化四、兴奋后恢复过程兴奋性变化兴奋性：兴奋性：（0）（较低）（较低）（较高（较高）（较低）较低）（正常）（正常）绝对绝对 不应期不应期相对相对 不应期不应期超常期超常期低常期低常期恢复恢复1/26/202316四、兴奋后恢复过程兴奋性变化四、兴奋后恢复过程兴奋性变化时期时期历时历时兴奋性兴奋性刺激刺激绝
9、对不应期绝对不应期 0.3ms0不反应不反应相对不应期相对不应期3ms高于正常高于正常 超常期超常期12msmax低于正常低于正常低常期低常期70ms高于正常高于正常1/26/202317五、神经肌肉细胞的生物电现象五、神经肌肉细胞的生物电现象n（一）静息电位（一）静息电位（RP Resting Potential）和动作电位（和动作电位（AP Action Potential）n（二）静息电位和动作电位产生机制（二）静息电位和动作电位产生机制n（三）动作电位的传导（三）动作电位的传导n（四）局部兴奋（四）局部兴奋1/26/202318（一）静息电位和动作电位（一）静息电位和动作电位静息电位（
10、静息电位（跨膜电位、膜电位、平衡电位跨膜电位、膜电位、平衡电位）定义：细胞未受到刺激时存在于细胞膜内外两侧的电位差。人体神经、肌肉细胞的静息电位是90毫伏，其机制是K离子外流所致。基本概念基本概念：外正内负（：外正内负（-70-90mv）细胞膜内外离子的分布细胞膜内外离子的分布（膜内（膜内K+，A-；膜外；膜外Na+，Cl-）细胞膜的离子通道细胞膜的离子通道（电压依从式与化学依从式）（电压依从式与化学依从式）细胞膜离子通道的选择性通透细胞膜离子通道的选择性通透（静息时对（静息时对K+通透，受通透，受到刺激后对到刺激后对Na+通透）。通透）。1/26/2023191/26/202320（一）静息
11、电位和动作电位（一）静息电位和动作电位 动作电位动作电位定义：指可兴奋组织接受刺激而兴奋时，在静息电位的基础上发生的膜电位由去极化到反极化与复极化的过程，其机制是细胞受到刺激后，该处对Na的通透性突然增加，对K的通透性暂时降低，造成膜两侧电位差减少 基本概念：基本概念：内正外负（内正外负（-90mv+30mv-90mv）细胞膜内外离子的分布细胞膜内外离子的分布（膜内（膜内Na+，A-；膜外；膜外K+，Cl-）细胞膜的离子通道细胞膜的离子通道（电压依从式与化学依从式）（电压依从式与化学依从式）细胞膜离子通道的选择性通透细胞膜离子通道的选择性通透（静息时对（静息时对K+通透，受通透，受到刺激后对到
12、刺激后对Na+通透）。通透）。1/26/2023211/26/202322图图1-2 静息电位和动作电位静息电位和动作电位1/26/202323图图1-3 单一神经动作电位的实验模式图单一神经动作电位的实验模式图1/26/202324（二）静息电位产生机制（二）静息电位产生机制外 正静息（膜）电位静息（膜）电位1/26/202325（二）静息电位产生机制（二）静息电位产生机制n神经和肌肉细胞膜内、外某些离子的浓度神经和肌肉细胞膜内、外某些离子的浓度膜内外离子分布的不均匀性膜内外离子分布的不均匀性K+Cl-Na+A-细胞细胞细胞内浓度细胞内浓度/mmoll-1细胞外浓度细胞外浓度/mmoll-1
13、 Na+K+CL-Na+K+CL-枪乌贼巨轴突枪乌贼巨轴突5040011042010540蛙神经和肌肉蛙神经和肌肉1512031202.5120哺乳运动肌肉哺乳运动肌肉10140 15041401/26/202326（二）静息电位产生机制（二）静息电位产生机制K+Cl-Na+A-膜通道的选择性通透膜通道的选择性通透1/26/202327（二）静息电位产生机制（二）静息电位产生机制K+Cl-Na+A-K+K+K+K+-静息膜电位的形成静息膜电位的形成1/26/202328（二）静息电位产生机制（二）静息电位产生机制 K+借浓度差外流，动力（浓度差）借浓度差外流，动力（浓度差）越来越小，阻力（电位
14、差）越来越越来越小，阻力（电位差）越来越大）。大）。动力动力=阻力，阻力，K+停止外流，形成内停止外流，形成内负外正的膜电位。负外正的膜电位。静息膜电位是静息膜电位是K+外流所造成外流所造成。1/26/2023291/26/202330（二）动作电位产生机制（二）动作电位产生机制K+Cl-Na+A-+-Na+Na+Na+Na+动作电位的形动作电位的形成成1/26/2023311/26/202332（二）动作电位产生机制（二）动作电位产生机制-7 0 mv1/26/202333（二）动作电位产生机制（二）动作电位产生机制分期分期机制机制锋电锋电位位去极去极化化细胞受刺激，细胞受刺激，Na通道开放
15、，通道开放，Na快速快速内流（内正外负）内流（内正外负）复极复极化化去极化一定程度，去极化一定程度，Na通道关闭，通道关闭，K通道开放，通道开放，K外流外流后电位后电位Na泵：排泵：排Na保保K，形成微小电位波动，形成微小电位波动1/26/202334（二）动作电位产生机制（二）动作电位产生机制 动作电位的形成动作电位的形成 Na+借浓度差内流，阻力（浓度差）越来借浓度差内流，阻力（浓度差）越来越小，动力（电位差）越来越大）。越小，动力（电位差）越来越大）。动力动力=阻力，阻力，Na+停止内流，形成外负内停止内流，形成外负内正的膜电位。正的膜电位。动作电位是动作电位是Na+内流所造成内流所造成
16、。1/26/202335n动动作作电电位位机机制制小小结结1/26/202336Na-K泵1/26/202337小结：二种电位的比较小结：二种电位的比较比较项目比较项目静息电位静息电位动作电位动作电位定义定义见上见上见上见上产生条件产生条件未受刺激未受刺激阈刺激以上阈刺激以上大小范围大小范围0-90mV-90-+30mV状态状态极化状态（外正内极化状态（外正内负）负）除极化态、超极化除极化态、超极化态。复极化态态。复极化态产生机制产生机制K+外流外流Na+内流内流联系过程：静息电位联系过程：静息电位 动作电位（阈电位动作电位（阈电位 峰电位峰电位 后电位）后电位）1/26/202338（三）动
17、作电位的传导（三）动作电位的传导n机理：局部电流机理：局部电流n见图见图1-4 动作电位传导原理示意图动作电位传导原理示意图1/26/202339（三）动作电位的传导（三）动作电位的传导+-+-+-+刺 激1/26/202340（三）动作电位的传导（三）动作电位的传导-1/26/202341（三）动作电位的传导（三）动作电位的传导n动作电位传导的特点动作电位传导的特点n1、生理完整性、生理完整性n2、双向传导、双向传导n3、不衰减性、不衰减性n4、绝缘性、绝缘性1/26/202342（四）局部兴奋（四）局部兴奋n定义：定义：n低于阈刺激水平的刺激使得受刺激的局部低于阈刺激水平的刺激使得受刺激的
18、局部Na+通道通道可被可被少量少量激活，使膜对激活，使膜对Na+的通透性的通透性轻度轻度增加，造增加，造成原有的静息电位成原有的静息电位轻度轻度减少，此种电位变化只局限减少，此种电位变化只局限在受刺激的局部范围，故称在受刺激的局部范围，故称局部反应或局部兴奋。局部反应或局部兴奋。n特点特点（1）不是全或无（）不是全或无（2）递减式传播：只向邻近）递减式传播：只向邻近细胞膜作电紧张性扩布（细胞膜作电紧张性扩布（3）没有不应期（）没有不应期（4）有总）有总和现象和现象1/26/2023431/26/202344小结：小结：比较项目比较项目静息电位静息电位动作电位动作电位局部电位局部电位定义定义：见
19、上见上见上见上见上见上产生条件产生条件未受刺激未受刺激阈刺激以上阈刺激以上阈下刺激阈下刺激大小范围大小范围0-90mV-90-+30mV/状态状态极化状态（外极化状态（外正内负）正内负）除极化态、复除极化态、复极化态极化态/产生机制产生机制K+外流外流Na+内流内流/特点特点见上见上见上见上见上见上联系过程：静息电位联系过程：静息电位 动作电位（阈电位动作电位（阈电位 峰电位峰电位 后电位）后电位）1/26/202345六、兴奋在神经肌肉接头的传递六、兴奋在神经肌肉接头的传递n（一）神经肌肉接头的结构（一）神经肌肉接头的结构n（二）兴奋在神经（二）兴奋在神经肌肉接头的传递的机制肌肉接头的传递的
20、机制n（三）兴奋在神经（三）兴奋在神经肌肉接头的传递的特点肌肉接头的传递的特点1/26/202346（一）神经肌肉接头的结构（一）神经肌肉接头的结构nA、定义：神经、定义：神经-肌肉接头（肌肉接头（Nerve-muscle,N-M接头）接头）：指运动神经末梢与骨骼肌相接近并进：指运动神经末梢与骨骼肌相接近并进行信息传递的装置。行信息传递的装置。nB、结构：、结构：n接头前膜接头前膜轴突末梢（乙酰胆碱（轴突末梢（乙酰胆碱（Ach）、）、Ca通道）通道）n 接头间隙接头间隙宽宽20nm，与一般细胞外液沟通，与一般细胞外液沟通n接头后膜接头后膜终板膜（终板膜（Ach-R、Na、K通道）通道）1/26
21、/2023471/26/2023481/26/202349（一）神经肌肉接头的结构（一）神经肌肉接头的结构n图图1-5 神经神经-肌肉接头装置肌肉接头装置1/26/202350（二）兴奋在神经（二）兴奋在神经肌肉接头的传递肌肉接头的传递的机制的机制nA、过程：、过程：n电（神经纤维上电（神经纤维上Ap）化学（化学（Ach）电电（骨骼肌上（骨骼肌上Ap）n神经纤维上的神经纤维上的Ap前膜前膜前膜上前膜上Ca通道开通道开放，放，Ca内流内流大量大量Ach释放至间隙释放至间隙形形Ach-R终板膜上终板膜上Na、K通道开放通道开放Na内流内流终终板电位（属局部电流）板电位（属局部电流）总和总和相近肌膜
22、产相近肌膜产生生Ap。1/26/202351N2-Ach通道通道信号传递过程信号传递过程1/26/202352终板电位终板电位（EPP)End Plate Potential1/26/202353（三）兴奋在神经（三）兴奋在神经肌肉接头的传递的特点肌肉接头的传递的特点n（1）化学传递）化学传递 递质为乙酰胆碱递质为乙酰胆碱n（2）兴奋传递是）兴奋传递是1对对1n（3）单向性传递）单向性传递n（4）时间延搁）时间延搁,（0.51.0ms）n（5）高敏感性）高敏感性 易受化学和其它环境因素影响易受化学和其它环境因素影响1/26/202354运动终板兴奋传递过程概括运动终板兴奋传递过程概括n运动神经
23、末梢去极化运动神经末梢去极化n nCa2+进入神经膜内进入神经膜内n nAch的释放的释放n nR-Achn n终板电位终板电位(EPP)n n肌膜锋电位肌膜锋电位n n肌肉收缩肌肉收缩1/26/202355补：运动单位补：运动单位与肌电图与肌电图n1、运动单位：一个运动神经元连同它的全、运动单位：一个运动神经元连同它的全部神经末梢所支配肌纤维，从功能上是肌部神经末梢所支配肌纤维，从功能上是肌肉活动的基本单位，称为运动单位。它可肉活动的基本单位，称为运动单位。它可大可小，眼内肌中，每一运动单位只有大可小，眼内肌中，每一运动单位只有3条条肌纤维，腓肠肌中，有上千条纤维。肌纤维，腓肠肌中，有上千条
24、纤维。n2、肌电图：肌肉兴奋时产生的动作电位通、肌电图：肌肉兴奋时产生的动作电位通过引导放大后，在肌电图仪上记录下来的过引导放大后，在肌电图仪上记录下来的图形称为肌电图。图形称为肌电图。1/26/202356二。肌肉收缩的原理二。肌肉收缩的原理n一、肌纤维的微细结构一、肌纤维的微细结构n二、肌肉的收缩机制二、肌肉的收缩机制n三、单收缩与强直收缩三、单收缩与强直收缩1/26/202357一、肌纤维的微细结构一、肌纤维的微细结构n（一）肌原纤维与肌小节（一）肌原纤维与肌小节n（二）肌管系统（二）肌管系统n（三）肌丝的分子组成（三）肌丝的分子组成1/26/202358（一）肌原纤维和肌小节（一）肌原
25、纤维和肌小节 骨骼肌超微结构示意图骨骼肌超微结构示意图 l每个肌细胞含有数每个肌细胞含有数百至数千条与肌纤百至数千条与肌纤维长轴平行排列的维长轴平行排列的肌原纤维肌原纤维。直径约。直径约1-21-2微米，纵贯肌微米，纵贯肌细胞全长。细胞全长。l肌小节：肌小节：两条两条Z Z线线之间的结构。之间的结构。1/26/202359（一）肌原纤维与肌小节（一）肌原纤维与肌小节n肌肉肌肉肌束肌束 肌纤维肌纤维 肌原纤维肌原纤维 肌小节肌小节n肌原纤维：由许多肌小节组成，肌小节是肌原纤维：由许多肌小节组成，肌小节是实现肌肉收缩和舒张的最基本功能单位。实现肌肉收缩和舒张的最基本功能单位。n 暗带（粗肌丝）暗带
26、（粗肌丝）M线连接，中间较明为线连接，中间较明为H带带n肌原纤维肌原纤维n 明带（细肌丝）明带（细肌丝）Z线连接，线连接，n肌小节：暗带肌小节：暗带+1/2明带明带1/26/202360图09 肌小节的示意图1/26/202361肌原纤维的结构示意图肌原纤维的结构示意图 1/26/202362图12 肌小节分子结构1/26/202363粗肌丝和细肌丝的空间排列示意图粗肌丝和细肌丝的空间排列示意图 1/26/202364（二）肌管系统（二）肌管系统n1、定义：由单位膜构成的囊管系统，包绕在每条肌纤维周围，、定义：由单位膜构成的囊管系统，包绕在每条肌纤维周围，分横管、纵管。分横管、纵管。n 2、组
27、成：、组成：n横管系统（横管系统（T管）：肌膜的延续，内为细胞外液，传递电信号横管）：肌膜的延续，内为细胞外液，传递电信号横行于肌原纤维之间。行于肌原纤维之间。n纵管系统（纵管系统（L管）：（肌质网），末端称终末池，贮存、释放管）：（肌质网），末端称终末池，贮存、释放Ca平行于肌原纤维之间。平行于肌原纤维之间。n终末池：纵管两端的膨大称终末池（终末池：纵管两端的膨大称终末池（Ca的贮库）。的贮库）。n三联管：每条横管和邻近两侧的终末池形成，但彼此并不相通。三联管：每条横管和邻近两侧的终末池形成，但彼此并不相通。n3、功能：、功能：n（1）肌原纤维内外物质交换）肌原纤维内外物质交换n（2）将动作
28、电位传至肌纤维内部，终末池钙释放，肌肉收缩）将动作电位传至肌纤维内部，终末池钙释放，肌肉收缩1/26/202365（二）肌管系统（二）肌管系统 n横小管系统横小管系统:肌细胞肌细胞膜从表面横向伸入膜从表面横向伸入肌纤维内部的膜小肌纤维内部的膜小管系统。管系统。n纵小管系统纵小管系统:肌质网肌质网系统系统 。n终池终池:肌质网在接近肌质网在接近横小管处形成特殊横小管处形成特殊的膨大。的膨大。n三联管结构三联管结构:每一个每一个横小管和来自两侧横小管和来自两侧的终末池构成复合的终末池构成复合体体。肌管系统结构示意图肌管系统结构示意图 1/26/202366骨骼肌纤维骨骼肌纤维超微结构立体模式图超微
29、结构立体模式图横小管横小管肌浆网肌浆网肌原纤维肌原纤维终池终池纵小管纵小管三三联联体体肌膜肌膜终池终池A带带 I 带带横小管横小管的开口的开口血管血管肌核肌核1/26/202367（三）肌丝的分子组成（三）肌丝的分子组成1、粗肌丝：由肌球蛋白（又称肌凝蛋白）分子构成、粗肌丝：由肌球蛋白（又称肌凝蛋白）分子构成（杆（杆+头）头）,（200-300个）。个）。横桥：肌球蛋白分子的球状头部称为横桥。横桥：肌球蛋白分子的球状头部称为横桥。功能：功能：（1）有能与）有能与ATP结合的位点，具有结合的位点，具有ATP酶活性，当它酶活性，当它与肌动蛋白结合量使与肌动蛋白结合量使ATP迅速水解释放出能量。迅速
30、水解释放出能量。（2）在一定条件下，可和细肌丝上的肌动蛋白呈可逆）在一定条件下，可和细肌丝上的肌动蛋白呈可逆性结合。性结合。1/26/2023681/26/2023691/26/202370（三）肌丝的分子组成（三）肌丝的分子组成2、细肌丝：由三种蛋白组成、细肌丝：由三种蛋白组成 肌动蛋白（又称肌纤蛋白）：肌动蛋白（又称肌纤蛋白）：60%，长纤维状的双螺，长纤维状的双螺旋结构，能与横桥可逆结合，被拖动滑行。旋结构，能与横桥可逆结合，被拖动滑行。原肌球蛋白：位于肌动蛋白的双螺旋结构的沟边，安原肌球蛋白：位于肌动蛋白的双螺旋结构的沟边，安静时掩盖位点，隔离横桥与肌动蛋白。静时掩盖位点，隔离横桥与肌
31、动蛋白。肌钙蛋白：以一定间隙位于原肌球蛋白之上，肌肉安肌钙蛋白：以一定间隙位于原肌球蛋白之上，肌肉安静时，钩住原肌球蛋白，肌肉兴奋时，与静时，钩住原肌球蛋白，肌肉兴奋时，与Ca2+结合，结合，钩子失去作用，肌动蛋白露出与横桥结合的位点，钩子失去作用，肌动蛋白露出与横桥结合的位点，启动肌肉收缩。包括启动肌肉收缩。包括C（Ca受体受体）、）、T（连接）、（连接）、I亚基（传递）亚基（传递）1/26/2023711/26/202372（三）肌丝的分子组成（三）肌丝的分子组成细肌丝与粗肌丝结构示意图细肌丝与粗肌丝结构示意图 粗肌丝粗肌丝:头部有一膨大头部有一膨大部部横桥横桥:能与细能与细肌丝上的结合位
32、点发生肌丝上的结合位点发生可逆性结合可逆性结合;具有具有ATPATP酶的作用。酶的作用。细肌丝细肌丝:肌动蛋白肌动蛋白 原肌球蛋白原肌球蛋白 肌钙蛋白：肌钙蛋白：1/26/202373二、肌肉的收缩机制二、肌肉的收缩机制n（一）肌肉收（一）肌肉收缩的滑行理论缩的滑行理论n（二）肌肉收（二）肌肉收缩的过程缩的过程1/26/202374（一）肌肉收缩的滑行理论（一）肌肉收缩的滑行理论n20世纪世纪50年代，赫胥，肌肉收缩或伸长，是由于肌年代，赫胥，肌肉收缩或伸长，是由于肌小节中的粗丝细丝的相互滑行，而肌丝本身的长度小节中的粗丝细丝的相互滑行，而肌丝本身的长度和结构不变。当肌肉缩短时，由和结构不变。
33、当肌肉缩短时，由Z线发出的细丝沿线发出的细丝沿着粗丝向暗带中央滑行，结果相邻着粗丝向暗带中央滑行，结果相邻Z线相互靠近，线相互靠近，肌小节的长度变短，出现整个肌细胞和整块肌肉的肌小节的长度变短，出现整个肌细胞和整块肌肉的缩短。缩短。n论点：肌肉收缩或伸长，是由于肌小节中的粗丝毫论点：肌肉收缩或伸长，是由于肌小节中的粗丝毫细丝的相互滑行，而肌丝本身的长度和结构不变。细丝的相互滑行，而肌丝本身的长度和结构不变。n论据：暗带长度不变，明带长度缩短；论据：暗带长度不变，明带长度缩短；H带也相应带也相应变窄。变窄。1/26/202375M线线Z线线粗肌丝粗肌丝细肌丝细肌丝收缩后收缩后Z线位置线位置收缩前
34、收缩前Z线位置线位置 I 带缩短带缩短 H带缩短、甚至消失带缩短、甚至消失 A带长度不变带长度不变肌丝滑动学说肌丝滑动学说1/26/2023761/26/2023771/26/202378（二）肌肉收缩的过程（二）肌肉收缩的过程n包括三个环节：包括三个环节：n1、兴奋、兴奋-收缩偶联：收缩偶联：n2、横桥运动引起肌丝的滑行：、横桥运动引起肌丝的滑行：n3、肌肉的舒张：肌肉的舒张：1/26/2023791/26/2023801、兴奋、兴奋-收缩偶联：收缩偶联：n动作电位经肌膜动作电位经肌膜 横管横管 终末池释放终末池释放Ca2+与肌钙蛋白结合与肌钙蛋白结合 原肌球蛋白对肌动原肌球蛋白对肌动蛋白的
35、抑制解除蛋白的抑制解除 肌动蛋白与横桥结合引起肌动蛋白与横桥结合引起肌肉收缩。肌肉收缩。n过程：肌膜过程：肌膜Ap至横管膜至横管膜三联体（关三联体（关键部位）键部位）终末池终末池Ca通道开放通道开放Ca外外流流肌浆中肌浆中Ca（关键耦联物）（关键耦联物）肌丝滑肌丝滑行收缩。行收缩。n 1/26/2023812、横桥运动引起肌丝的滑行：、横桥运动引起肌丝的滑行：nCa2+与肌钙蛋白结合与肌钙蛋白结合-原肌球蛋白从肌动蛋原肌球蛋白从肌动蛋白双螺旋沟边滑到沟底白双螺旋沟边滑到沟底-肌动蛋白露出位点肌动蛋白露出位点-含含ATP的横桥与之结合的横桥与之结合-水解水解ATP释放能释放能量量-横桥头部向粗丝
36、中心倾斜横桥头部向粗丝中心倾斜-细丝向暗细丝向暗带中央滑行。带中央滑行。n过程：肌浆中过程：肌浆中CaCa与与C亚基结合亚基结合I亚基传递信息亚基传递信息原肌球蛋白变构原肌球蛋白变构暴露横暴露横桥与肌动蛋白结合位点桥与肌动蛋白结合位点横桥与肌动蛋白结横桥与肌动蛋白结合合拖动细肌丝滑行拖动细肌丝滑行肌肉收缩。肌肉收缩。1/26/2023821/26/202383图06 横桥的摆动1/26/2023843、肌肉的舒张：肌肉的舒张：n刺激停止刺激停止-Ca2+释放停止释放停止-Ca2+泵回终泵回终末池末池-Ca2+与肌钙蛋白解离与肌钙蛋白解离-位点重新位点重新被掩盖被掩盖-横桥与之分离横桥与之分离-
37、肌肉舒张。肌肉舒张。1/26/202385肌肉收缩与舒张的相互转化过程归纳肌肉收缩与舒张的相互转化过程归纳n运动神经冲动运动神经冲动 冲动停止冲动停止n肌细胞膜电位变化肌细胞膜电位变化 肌细胞膜电位复原肌细胞膜电位复原n横管系膜电位变化横管系膜电位变化 横管系膜电位复原横管系膜电位复原n纵管系膜蛋白构型变化，纵管系膜蛋白构型变化，纵管系膜蛋白构型恢复纵管系膜蛋白构型恢复n对对Ca2+通透性通透性Ca2+释放释放 对对Ca2+通透性通透性Ca2+泵回泵回nCa2+和肌钙蛋白结合，位阻效应解除和肌钙蛋白结合，位阻效应解除 Ca2+和肌钙蛋白解离，和肌钙蛋白解离，n 产生位阻效应产生位阻效应n肌动肌
38、动-球蛋白形成球蛋白形成 肌动肌动-球蛋白分解球蛋白分解 n n肌球蛋白肌球蛋白ATP酶活性酶活性 肌球蛋白肌球蛋白ATP酶活性酶活性n肌肉收缩肌肉收缩 肌肉舒张肌肉舒张1/26/202386图图1-9 肌肉肌肉兴奋兴奋-收缩偶联示意图收缩偶联示意图1/26/202387图图1-10 横桥运动引起肌丝滑行过程横桥运动引起肌丝滑行过程1/26/202388兴奋通过神经兴奋通过神经肌肉接点的传递肌肉接点的传递A C HCa 2+1/26/2023891/26/202390肌肉舒张时的状态肌肉舒张时的状态粗丝细丝作用点作用点作用位置作用位置原肌凝蛋白原肌凝蛋白肌钙蛋白肌钙蛋白1/26/202391肌
39、肉收缩时的状态肌肉收缩时的状态Ca2+1/26/202392三、单收缩与强直收缩三、单收缩与强直收缩n1、单收缩、单收缩n2、强直收缩：、强直收缩：1/26/2023931、单收缩、单收缩n单收缩单收缩：整块肌：整块肌肉或单个肌细胞肉或单个肌细胞收到一次刺激，收到一次刺激，产生一次动作电产生一次动作电位，出现一次收位，出现一次收缩称单收缩。缩称单收缩。n图图1-11肌肉单收缩肌肉单收缩曲线曲线1/26/2023942、强直收缩：、强直收缩：n强直收缩：强直收缩：是指肌肉接受时间间隔很短的连续刺是指肌肉接受时间间隔很短的连续刺激，即后一刺激在前一次收缩的舒张期结束前到激，即后一刺激在前一次收缩的
40、舒张期结束前到达肌肉，肌肉处于一定持续性缩短状态。达肌肉，肌肉处于一定持续性缩短状态。n不完全强直收缩不完全强直收缩：如果后一刺激落在前一刺激引：如果后一刺激落在前一刺激引起的起的舒张期舒张期内，肌肉在收缩过程中不能完全舒张，内，肌肉在收缩过程中不能完全舒张，称为称为-。n完全强直收缩完全强直收缩：如果后一刺激落在前一刺激引起：如果后一刺激落在前一刺激引起的的收缩期收缩期内，肌肉在收缩过程中持续处于收缩状内，肌肉在收缩过程中持续处于收缩状态，称为态，称为-。1/26/2023952、强直收缩、强直收缩：n图图1-12 不完全强直收缩与完全强直收缩不完全强直收缩与完全强直收缩1/26/20239
41、6三、肌肉做功、功率和机械效率三、肌肉做功、功率和机械效率n（一）影响机械功大小的因素（一）影响机械功大小的因素n1、肌肉的生理横断面、肌肉的生理横断面n2、肌肉长度、肌肉长度1/26/202397肌肉结缔组织对肌肉收缩的影响肌肉结缔组织对肌肉收缩的影响n肌肉的弹性成分肌肉的弹性成分n收缩成分收缩成分：肌细：肌细胞（肌 纤 维）胞（肌 纤 维）90%n弹性成分弹性成分：结缔：结缔组织如肌内膜、组织如肌内膜、肌束膜、肌外膜、肌束膜、肌外膜、肌腱等。肌腱等。n二者成并联或串二者成并联或串联的关系，见图联的关系，见图1-181/26/202398肌肉结缔组织对肌肉收缩的影响肌肉结缔组织对肌肉收缩的影
42、响n弹性成分的作用：弹性成分的作用：n储存能量储存能量。当收缩成分缩短时，弹性成分被。当收缩成分缩短时，弹性成分被拉长，而将前者释放的部分能量吸收储存起来，拉长，而将前者释放的部分能量吸收储存起来，这部分储存能量，以弹性反作用的形式发挥出这部分储存能量，以弹性反作用的形式发挥出来，而促使肌肉产生更大的力量和更大的运动来，而促使肌肉产生更大的力量和更大的运动速度，例如，跑步中蹬地力量的肌群，如股四速度，例如，跑步中蹬地力量的肌群，如股四头肌、臀大肌。头肌、臀大肌。n防止肌肉损伤防止肌肉损伤。此外，由于弹性成分的伸展。此外，由于弹性成分的伸展吸收一部分力，从而使收缩成分在迅速收缩时吸收一部分力，从
43、而使收缩成分在迅速收缩时所产生的张力趋于缓和，防止肌肉损伤。如跳所产生的张力趋于缓和，防止肌肉损伤。如跳跃、投掷。跃、投掷。1/26/202399肌肉结缔组织对肌肉收缩的影响肌肉结缔组织对肌肉收缩的影响n一、肌肉结缔组织的组成一、肌肉结缔组织的组成n组成：结缔组织、肌腱、组成：结缔组织、肌腱、Z线、横桥。线、横桥。n二、运动对肌肉结缔组织的影响二、运动对肌肉结缔组织的影响n（一）长期运动可提高肌腱的抗张力量（一）长期运动可提高肌腱的抗张力量和抗断裂力量。和抗断裂力量。n（二）长期运动可使肌中结缔组织肥大（二）长期运动可使肌中结缔组织肥大1/26/2023100肌电图在体育科研中的应用肌电图在体
44、育科研中的应用n一、肌电图以及肌电图的引导一、肌电图以及肌电图的引导n二、四、肌电图在运动中的可能应用二、四、肌电图在运动中的可能应用1/26/2023101肌电图在体育科研中的应用肌电图在体育科研中的应用n肌电图（肌电图（Electromyography，EMG）：肌肉兴奋时产生的动作电位通过引导肌肉兴奋时产生的动作电位通过引导放大后，在肌电图仪上记录下来的图放大后，在肌电图仪上记录下来的图形称为肌电图形称为肌电图。1/26/2023102肌电图在体育科研中的应用肌电图在体育科研中的应用n肌电图在运动中的可能应用肌电图在运动中的可能应用n1、利用肌电图分析技术动作，了解完成该、利用肌电图分析
45、技术动作，了解完成该动作的主要作用肌群，及其用力程度和顺动作的主要作用肌群，及其用力程度和顺序，为体育教学与训练提供依据。序，为体育教学与训练提供依据。n2、利用肌电图解决作育基础学科（如运动、利用肌电图解决作育基础学科（如运动生理学、运动解剖学、运动生物力学、运生理学、运动解剖学、运动生物力学、运动医学）中的某些理论和实践问题。动医学）中的某些理论和实践问题。n3、利用肌电图了解训练对神经肌肉的影响，、利用肌电图了解训练对神经肌肉的影响，为评定运动员训练水平提供依据。为评定运动员训练水平提供依据。1/26/2023103第二节：肌肉的收缩形式与力学分析第二节：肌肉的收缩形式与力学分析n一、肌
46、肉的收缩一、肌肉的收缩形式形式n二、肌肉收缩的二、肌肉收缩的力学分析力学分析n三、肌肉做功、三、肌肉做功、功率和机械效率功率和机械效率1/26/2023104一、肌肉的收缩形式一、肌肉的收缩形式n依肌肉收缩时长度和张力的特点：依肌肉收缩时长度和张力的特点：n（一）缩短收缩（向心收缩）（一）缩短收缩（向心收缩）n（二）拉长收缩（离心收缩）（二）拉长收缩（离心收缩）n（三）等长收缩（三）等长收缩1/26/2023105（一）缩短收缩（向心收缩）（一）缩短收缩（向心收缩）n定义：当肌肉收缩时产生的张力大于外定义：当肌肉收缩时产生的张力大于外加阻力（负荷）时，肌肉缩短，牵拉骨加阻力（负荷）时，肌肉缩短
47、，牵拉骨杠杆做向心运动，这种收缩称缩短收缩。杠杆做向心运动，这种收缩称缩短收缩。n它是实现各种加速度的基础。如屈肘、它是实现各种加速度的基础。如屈肘、高抬腿、挥臂。缩短收缩时，肌肉消耗高抬腿、挥臂。缩短收缩时，肌肉消耗了大量的能量以完成外功。了大量的能量以完成外功。n缩短收缩依收缩时负荷和速度的变化为缩短收缩依收缩时负荷和速度的变化为等张收缩等张收缩和和等动收缩等动收缩。1/26/2023106等张收缩与等动收缩等张收缩与等动收缩n等动收缩：在整个关节运动范围内以恒定的速等动收缩：在整个关节运动范围内以恒定的速度进行最大收缩。等动收缩时在整个关节的范度进行最大收缩。等动收缩时在整个关节的范围内
48、都能产生最大的张力，而等张收缩则不能。围内都能产生最大的张力，而等张收缩则不能。图图113，如自由泳的手臂划水动作。，如自由泳的手臂划水动作。n等张收缩：其负荷即外加阻力在整个收缩过程等张收缩：其负荷即外加阻力在整个收缩过程中是很恒定的。如屈肘、高抬腿。当肘关节屈中是很恒定的。如屈肘、高抬腿。当肘关节屈曲一恒定负荷时，它能产生的张力随关节角度曲一恒定负荷时，它能产生的张力随关节角度变化而变化。图示变化而变化。图示1-141/26/2023107等张收缩与等动收缩等张收缩与等动收缩n图113 图1-141/26/2023108（二）拉长收缩（离心收缩）（二）拉长收缩（离心收缩）n 定义：当肌肉收
49、缩所产生的张力小于外力时，定义：当肌肉收缩所产生的张力小于外力时，此时肌肉虽然积极地收缩，但仍被拉长，这种此时肌肉虽然积极地收缩，但仍被拉长，这种收缩称拉长收缩。贮存能量，肌肉作负功。收缩称拉长收缩。贮存能量，肌肉作负功。n作用：制动、减速、克服重力等。如：人从作用：制动、减速、克服重力等。如：人从高处跳下，股四头肌和臀大肌产生拉长收缩，高处跳下，股四头肌和臀大肌产生拉长收缩，以缓和和制动身体下落。跑步时，伸髋肌被拉以缓和和制动身体下落。跑步时，伸髋肌被拉长，制止大腿过分抬高。下坡跑、下梯也是离长，制止大腿过分抬高。下坡跑、下梯也是离心收缩的例子。心收缩的例子。1/26/2023109（三）等
50、长收缩（三）等长收缩n定义：当肌肉收缩时产生的张力等于定义：当肌肉收缩时产生的张力等于外力时，肌肉虽积极收缩，但长度不变，外力时，肌肉虽积极收缩，但长度不变，这种收缩称等长收缩。肌肉的张力可发这种收缩称等长收缩。肌肉的张力可发展到最大，但位置未移动，肌肉未作功，展到最大，但位置未移动，肌肉未作功，但仍然消耗了能量。如握拳。但仍然消耗了能量。如握拳。n作用：支持、固定、维持某一姿势。作用：支持、固定、维持某一姿势。如：站立、悬垂、支撑等。如：站立、悬垂、支撑等。1/26/2023110肌肉的三种工作形式的比较肌肉的三种工作形式的比较 收缩形式收缩形式肌长度肌长度变化变化阻力与阻力与肌力肌力运动中
