第二节 肌肉收缩的力学分析
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。
2)原理 肌肉的最适初长度产生最大张力 肌肉被前负荷拉长时对每一肌小节中粗、 细肌丝相互关系。 弹性成分
2.后负荷对肌肉收缩的影响
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。
练习题
教材P46的第6、7、8题 下次课:呼吸
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。
3.收缩能力对肌肉收缩的影响
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。
二、肌肉收缩的形式
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。Fra bibliotek
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%。
第二节 肌肉收缩的力学分析
一、肌肉的收缩
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。
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.
(四)运动训练与肌纤维类型 1、肌纤维类型与选材 是科学选材的重要指标之一。 肌纤维类型检测方法: A、肌肉活检——取微量肌组织(<50毫 克),损伤程度小, B、肌纤维类型的无损伤检测 a、肌肉力量 与快肌百分比呈正相关,研 究发现:一般人最大随意伸膝肌肉力量与 快肌%呈中高度相关,相关系数为0.55-0.90。
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Ⅱb 7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。
第三节 肌纤维类型与运动能力
(一)骨骼肌纤维类型的分类 1、根据色泽和机能划分:红肌又称慢肌; 白肌又称快肌 2、根据组织化学染色方法划分 根据肌纤维ATP酶染色方法,可将肌纤维分 为Ⅰ型和Ⅱ型。 Ⅰ型肌相当于慢肌,Ⅱ型肌相当于快肌。 Ⅱ型又进一步分为Ⅱa、Ⅱb、Ⅱc三种亚型。
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。
(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。
2.等动收缩
等动练习器能将负荷随关节运动的进程而 精确调整。 (二)拉长收缩 此时肌肉所出生的张力小于负荷。 (三)等长收缩 张力等于负荷。
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响 训练能否引起快慢肌之间的相互转化仍然存 在争议。 目前比较公认的观点:运动训练无 法引起慢肌向快肌的转化;而训练能否引起快 肌向慢肌的转化还有待于更多的实验证实。
(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%)。
4、运动时不同类型肌纤维的动员 强度低、负荷较小时,慢肌纤维首先被动 员参与工作; 负荷较大时,快肌纤维参与工作。(阈值 较高) 提示:运动单位的动员具有选择性,且与 运动强度有关。 为了增进快肌的代谢能力,必须进行大强 度的训练; 为了增强慢肌的代谢能力,必须进行小强 度的训练。
三、肌肉的外部表现
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。
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。