第二节 肌肉收缩形式与力学分析
二、肌肉收缩的力学分析
(一)肌肉收缩的力量-速度关系 • 后负荷：肌肉收缩后加在肌
肉上的负荷 • 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酶活性， 与活化横桥数目无关。 • 用于确定最是负荷强度或速 度，以发挥最大爆发力第二章肌肉活动
– 等张收缩：肌肉在理想状态（无负重且能自由缩短） 收缩——长度↓、张力－
– 等速或等动收缩：在肌肉收缩时，以关节为轴移动 的肢体的角速度保持不变，并允许肌肉在全幅度运 动过程中始终保持1第0二章0肌％肉活的动 最大用力收缩。
第二节 肌肉收缩形式与力学分析
（二）拉长收缩 • 定义：又称离心收缩。当肌肉收缩所产生的张
第二章 肌肉的活动
第一节 肌肉的收缩 第二节 肌肉收缩的形式及理学分析 第三节 肌肉类型与运动能力 第四节 肌腱和肌中结缔组织的功能
第二章肌肉活动
第一节 肌肉的收缩
运动神经末梢去极化
一、兴奋的传递 1 神经-肌肉接头结构 2兴奋在神经-肌肉接头的
传递
Ca2＋进入末梢 神经膜通透性改变
突触小泡破裂 Ach释放
第二节 肌肉收缩形式与力学分析
二、肌肉收缩的力学分析 (二)肌肉收缩的张力-长度关系 • 前负荷：肌肉收缩前加在肌肉上的负荷
– 前负荷↑→肌肉初长度↑→收缩力↑
• 机制：肌肉收缩力量的大小取决于参与收 缩的横桥数目。在最适初长度时粗细肌丝 处于最理想的重叠状态，使起作用的横桥 数目达到最大。肌肉过于拉长或过于缩短 都影响参与收缩的横桥数目。
肌钙蛋白
蛋白
第二章肌肉活动
三、肌肉收缩的过程
Hodgkin, Alan Lloyd (1914-1998),
Huxley, Andrew Fielding (1917-),
第二章肌肉活动
肌肉收缩的肌丝滑行理论
• 观点：肌肉的缩短或伸长，是由于肌小节 中粗丝和细丝相互滑行。
• 证据：肌肉缩短后暗带长度不变，仍和收 缩前一样，而明带长度明显减小，，H带消 失；当肌肉拉长时，细肌丝向粗丝暗带外 侧滑动，故明带及H带加宽。
第二章肌肉活动
二、运动单位与肌电图
3肌电图 • 肌电图的引导：
①针电极 ②表面电极 • 运动单位电位
• 肌电图
电压
肌电图的应用 ①分析完成技术动作的主要 肌肉群及其用力顺序和程度 ②评定运动员训练水平 第二章肌肉③活动判定运动疲劳
频率
三、肌纤维的微细结构
（一）肌原纤维和肌小节 肌原纤维 肌纤维 骨骼肌 • 肌小节：肌肉实现收缩和舒张
力小于外加阻力（负荷）时，虽然肌肉处于收 缩状态，但仍然被拉长，称为离心收缩。起着 制动、减速和克服重力等作用。 （三）等长收缩 • 定义：当肌肉在两端被固定或负有不能拉起的 重量情况下收缩时，肌肉虽积极收缩，但长度 并不变化。在实现人体运动中，等长收缩起着 支持、固定和保持第一二章定肌肉姿活动势的作用。
（一）肌肉的机械功
• W=F×D
• 肌肉机械功的大小，与肌肉的生理横断面的大小和肌肉 的初长度。
• 绝对肌力：某一块肌肉做最大收缩时所产生的张力。肌肉的绝对 肌力和肌肉的横断面大小有关，肌肉的横断面越大，其绝对肌力 越大。
Ach扩散至终膜
R-Ach形成
终膜去极化
产生EPP
发放动作电位
第二章肌肉活动
肌纤维收缩
兴奋收缩耦联
神经-肌肉接头处兴奋传递特点
• 化学传递 • 单向传递 • 1对1传递 • 时间延搁 • 易受影响
第二章肌肉活动
二、运动单位与肌电图
1运动单位 • 概念：一个运动神经元连同它的全部神经末梢所
支配的肌纤维，从功能上看是一个肌肉活动的基 本功能单位，故称为～ • 特点： ①运动单位中含有的肌纤维数目与肌肉活动所需 的精密程度有关 ②每一运动单位内所有的肌纤维都有相同的生理 生化特征 ③同一运动单位的肌纤维可以和其他运动单位的 肌纤维交叉分布
的最基本功能单位。 （二）肌管系统 • 横管系统（T管）：将肌细胞膜
上的兴奋电位变化传到细胞内 • 纵管系统（L管）：Ca2+的贮存
库 • 三联管结构：将肌膜的电变化
与细胞收缩偶联的关键部位。
第二章肌肉活动
三、肌纤维的微细结构
（三）肌丝的分子构成
• 粗肌丝：肌球蛋白 收缩蛋白
• 细肌丝：肌动蛋白
原肌球蛋白 调节
• 强直收缩：连串刺激
相对张力
3
不完全强直收缩
（ms） 0
100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
S
单刺激
S
S
S
S
S
连续刺激（10Hz）
第二章肌肉活动
SSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSS
连续刺激（100Hz）
第二章肌肉活动
（一）兴奋－收缩耦联
肌质网外囊（终池）
肌质网纵管
• 过程
横管兴奋
横管
终池
终池内大量Ca2＋释放 肌浆Ca2＋↑↑ 肌原纤维
Ca2＋与肌钙蛋白结合
第二章肌肉活动
（二）横桥运动引起肌丝滑行
Ca2＋与肌钙蛋白结合 原肌球蛋白构型改变 原肌球蛋白滑向沟底 肌动蛋白位点暴露 横桥与肌动蛋白结合
第二章肌肉活动
第二节 肌肉收缩形式与力学分析
二、肌肉收缩的力学分析 (三)肌肉收缩能力的改变对肌肉收缩的影响 肌肉本身的机能状态影响肌肉收缩的效率，
如缺氧、酸中毒、肌肉能源物质缺乏以及 引起兴奋收缩偶联、横桥功能特性改变的 因素都影响肌肉收缩的效果。
第二章肌肉活动
第二节 肌肉收缩形式与力学分析
三、肌肉的机械功和功率
肌纤蛋白
原宁蛋白 原肌凝蛋白
横桥牵拉细肌丝 向肌节中心滑动
肌节缩短
横桥
肌肉收缩
结合下一个结合点
第二章肌肉活动
新的收缩
第二章肌肉活动
（三）单收缩和强直收缩
• 单收缩：一个短促刺激→一个短促收缩 • 收缩强度与刺激强度的关系
激刺
单收缩曲线
潜伏期
缩短期
宽息期
第二章肌肉活动
10毫秒
（三）单收缩和强直收缩
第二节 肌肉收缩形式与力学分析
一、肌肉收缩的形式 • 肌肉收缩：肌纤维受到刺激后所发生的机
械性反应。根据肌肉收缩时长度和张力的 变化，运动生理学将计入收缩分为三种基 本形式。
第二章肌肉活动
第二节 肌肉收缩形式与力学分析
（一）缩短收缩 • 定义：又称向心收缩。当肌肉所产生的张力大
于外加阻力（负荷）时，肌肉的长度缩短，牵 拉它附着的骨杠杆做向心运动。向心运动时人 体实现各种加速度运动的基础。 • 分类:分等张收缩和等动收缩