1、本章内容本章内容u 第一节第一节 细胞生物电现象细胞生物电现象 u 第二节第二节 肌肉收缩原理肌肉收缩原理 u 第三节第三节 肌肉收缩的形式与力学特征肌肉收缩的形式与力学特征u 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u 第五节第五节 肌电图肌电图 u 人体肌肉包括骨骼肌、平滑肌和心肌三种类型。其中，骨骼肌是由具有收缩和舒张功能的肌细胞构成的体内最多的组织，约占体重的40%45，骨骼肌的收缩和舒张是维系人体肌紧张、维持身体姿势和完成各种身体活动的基本动力。在完整的机体内，骨骼肌的收缩和舒张活动是由生物电活动引起的，即来自中枢神经系统的神经冲动电信号传至脊髓运动神经元后，经运动神经
2、纤维传递给所支配的肌纤维，从而引起肌肉收缩。第一节 细胞生物电现象一、刺激、反应与兴奋（一）刺激和反应1刺激刺激泛指能够引起机体或细胞发生反应的环境变化，可依据其性质不同分为物理性刺激、化学性刺激和生物性刺激。2反应机体或细胞受到刺激后所发生的功能活动的变化，称为反应。可分为两种：一种是由相对静止变为活动状态，或活动增强，称为兴奋；另一种是由活动变为相对静止状态，或活动减弱，称为抑制。3刺激引起反应的条件一定的强度A一定的持续时间B一定的强度变化率C（二）兴奋与兴奋性 兴奋（excitation）是生物体的器官、组织或细胞受到足够强的刺激后所产生的生理功能加强的反应。神经、肌肉和内分泌腺细胞则
3、能产生可传播的动作电位，这些细胞被称为可兴奋细胞。兴奋性（excitability）是指机体感受刺激后发生兴奋反应的能力或特性，它是在新陈代谢基础上产生的，是机体生命活动的基本特征之一。二、细胞生物电活动（一）静息电位1静息电位的概念静息电位是指细胞未受刺激时存在于细胞膜两侧的电位差。由于这一电位差存在于安静细胞膜的两侧，故又称为跨膜静息电位或膜电位。2静息电位的形成机制静息电位主要是K+外流所形成的电-化学平衡电位。（二）动作电位1动作电位的概念细胞受到刺激而兴奋时，细胞膜在原来静息电位的基础上发生的一次迅速、短暂、可向周围扩布的电位波动，又称为锋电位，是细胞兴奋的标志。2动作电位的形成机制
4、上升支：细胞外Na+快速内流。下降支：细胞内K+外流。复极化：进入膜内的Na+泵出细胞，同时把扩散到膜外的K+泵入细胞。有全或无现象有绝对不应期动作电位的特点4动作电位的传导在膜上任何一处产生的动作电位都将沿着整个细胞膜扩布，即传导。沿着神经纤维传导的动作电位呈脉冲式的锋电位，称神经冲动。特征：0101生理完整性0202双向传导0303不衰减和相对不疲劳性0404绝缘性 第二节 肌肉收缩原理一、肌肉的微细结构（一）肌原纤维在显微镜下可见每条肌原纤维全长都呈现有规则的明暗交替，分别称明带（I带，I band）和暗带（A带,A band）。暗带长度比较固定，其中间有一个较透明的区域，为H区(H z
5、one),H区中间有一横向暗线称M线（M line）；明带长度可变，其中央有一条横向的暗线称Z线(Z disc)。两相邻Z线间的一段肌原纤维称为肌小节（sarcomere），它包括中间的暗带和两侧各1/2的明带。肌小节又是由更微细的平行排列的粗肌丝和细肌丝组成的，粗肌丝主要由肌球蛋白（myosin）分子组成。细肌丝至少由三种蛋白分子组成。一种称肌动蛋白(actin)，另二种蛋白分别称原肌球蛋白(tropomyosin)和肌钙蛋白(troponin).肌管系统（sarcotubular system）指包绕在每一条肌原纤维周围的膜性囊管状结构，由横管系统和纵管系统组成。二、肌肉收缩与舒张过程（一
6、）兴奋在神经-肌肉接点的传递通过化学递质乙酰胆碱（acetylcholine,ACh）和终板膜电位变化来实现。特点：化学传递A兴奋传递节律是1对1的B单向传递C时间延搁D高敏感性E特点：（二）肌肉的兴奋-收缩耦联 兴奋通过横管系统传向肌细胞深处 三联管结构处的信息传递 肌浆网中Ca2+释放入胞浆以及Ca2+由胞浆向肌浆网的再聚积（三）肌肉的收缩与舒张过程肌肉收缩的滑行理论 第三节 肌肉收缩的形式与力学特征一、肌肉收缩的形式依肌肉收缩的张力和长度变化，运动生理学将肌肉收缩的形式分为缩短收缩、拉长收缩和等长收缩三类，不同类型的收缩表现出不同的力学特征。（一）缩短收缩缩短收缩是指肌肉收缩所产生的张力
7、大于外加的阻力时，肌肉缩短，并牵引骨杠杆做相向运动的一种收缩形式。缩短收缩时肌肉起止点互相靠近，又称向心收缩。（二）拉长收缩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，这种收缩形式称为拉长收缩。拉长收缩时肌肉起止点相离，又称离心收缩。（三）等长收缩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，这种收缩形式称为等长收缩。二、肌肉收缩的力学特征（一）肌肉收缩的张力与速度关系在一定的范围内，肌肉收缩产生的张力和速度大致呈反比关系。（二）肌肉收缩的长度与张力关系适宜初长度时，肌肉收缩产生的张力最大。第四节 肌纤维类型与运动能力一、不同类型骨骼肌纤维的形态结构和功能特征（一）骨骼
8、肌纤维类型的划分方法“慢肌”和“快肌”慢缩强氧化型、快缩强氧化酵解型和快缩强酵解型 型和型以及a、b和c三种亚型（二）人体骨骼肌纤维类型的分布肌纤维类型分布的一般规律A肌纤维类型的性别差异B年龄因素C遗传因素D（三）不同类型骨骼肌纤维的形态、代谢和生理特征1.形态特征（1）结构特征（2）神经支配一个大运动神经元连同它支配的快肌纤维或型肌纤维，称快运动单位；一个小运动神经元连同它支配的慢肌纤维或型肌纤维，称为慢运动单位。（3）肌纤维面积肌纤维的面积随年龄的增长呈线性递增。2.代谢特征（1）代谢底物（2）代谢酶活性 FT纤维中参与无氧代谢过程的酶活性较ST纤维高，ST纤维中参与有氧氧化过程的酶的活
9、性则较FT纤维高3.生理特征（1）收缩速度快、慢肌纤维间存在明显差异（2）收缩力量多数研究认为动物快肌收缩力量明显大于慢肌，但人类不同类型肌纤维收缩力量的差异尚不完全清楚。（3）抗疲劳性慢肌纤维的抗疲劳能力较快肌强二、肌纤维类型与运动的关系（一）运动单位募集运动单位募集（motor unit recruitment）指的是运动过程中不同类型运动单位参与活动的次序和程度。特征：运动单位募集的大小原则 肌纤维类型的选择性募集 随运动时间延长纤维种类增加（二）运动员肌纤维类型（三）运动训练对骨骼肌纤维的影响1.对骨骼肌纤维类型百分构成的影响2.对肌纤维面积的影响3.训练对肌纤维代谢特征的影响 第五节
10、 肌电图采用引导电极将肌肉兴奋时的电变化经过引导、放大和记录所得到的电压变化图形称为肌电图（Electromyography，EMG），可作为评价神经肌肉功能的一种方法。一、肌电信号的引导和记录二、肌电图的基本原理与正常肌电图三、肌电信号的分析时域和频域分析，分析指标包括平均肌电振幅(AEMG)、积分肌电值(IEMG)、均方根值(RMS)、平均功率频率(MPF)、中位频率(MF)、中心频率(CF)等。四、肌电图的应用1.肌肉活动的协调性评价2.局部肌肉疲劳度评价3.预测肌纤维类型 推荐读物1.邓树勋,王健主编.高级运动生理学理论与应用.北京：高等教育出版社，2003.2.Jack H.Wilm
11、ore David L.Costill W.Larry Kenney著，王瑞元、汪军译.运动生理学.北京:北京体育大学出版社,2011.3.Scott K Powers,Edward Howley.Exercise Physiology:Theory and Application to Fitness and Performance.McGraw-Hll,2007.1静息电位和动作电位的形成机制及其传导特征有何不同。2试述肌肉分子结构及其肌肉收缩的肌丝滑行理论。3试比较不同类型肌纤维结构、代谢和功能特点。4简述肌肉收缩的“力量速度关系”曲线。5试分析不同电极记录到的肌电图的异同点。本章思考本章思考
