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文档简介
1第二章肌肉活动
太原科技大学体育学院2学习目标:1.了解肌肉的微细结构、肌丝的分子组成、肌肉的物理特性与生理特性和细胞的生物电现象。
2.掌握细胞兴奋、兴奋性、阈强度和时值的概念,以及引起可兴奋细胞兴奋的刺激强度与作用时间的关系。
3.理解膜电位发生的原因,以及兴奋在细胞膜传播和在神经肌肉接头点传递的生理机制。34.掌握在完整机体内肌肉收缩的基本过程和兴奋—收缩耦联的机制。
5.掌握运动时肌肉收缩的基本形式、力学表现及其在体育运动实践中的应用。
6.掌握人类肌纤维的分型、两类肌纤维的形态、代谢和生理特征,以及肌纤维的百分组成与运动能力的关系。
7.了解肌肉结缔组织的组成和运动对肌肉结缔组织的影响。
8.了解肌电图概念及其在体育教学、训练与科研中运用。4人体各种形式的运动主要是靠肌细胞的收缩活动来完成。骨骼肌完成躯体的各种随意运动、呼吸运动等心肌完成心肌的射血活动平滑肌完成中空器官(胃肠、膀胱、子宫、血管等)的运动肌肉的种类5平滑肌心肌骨骼肌6本章以骨骼肌为例:
骨骼肌是人体最多的组织,占体重的40%~45%左右;肌肉的收缩活动是在中枢神经系统的控制下,通过神经-肌肉的兴奋传递和肌细胞收缩与舒张来实现的;躯体运动都是靠骨骼肌的活动来完成的;到目前为止,骨骼肌研究得较充分。7第一节肌肉的特性第二节肌肉的收缩与舒张原理第三节肌肉的收缩形式与力学特征第四节肌纤维类型与运动能力第五节肌电图8第一节肌肉的特性一、肌肉的物理特性①伸展性:肌肉在外力作用下可被拉长。②弹性:当外力消失时,肌肉可恢复到原来形状。③粘滞性:肌肉内部各蛋白分子相互摩擦产生的内部阻力。胡克定律:在弹性限度内,物体的形变和引起形变的外力成正比。适用于一切固体材料的弹性定律但不适用于肌肉。肌肉的物理特性受温度的影响。当肌肉温度升高时,肌肉的粘滞性下降,伸展性和弹性增加。9二、肌肉的生理特性可兴奋组织:神经、肌肉和腺体。肌肉的生理特性是指肌肉的兴奋性和收缩性。肌肉在刺激的作用下具有产生兴奋的特性,称兴奋性。肌肉兴奋后产生收缩反应的特征为收缩性。先有兴奋,后有收缩10(一)兴奋性1.兴奋和兴奋性概念兴奋:是指生物体具有对刺激发生反应的能力。兴奋性:指组织细胞接受刺激具有产生动作电位的能力。动作电位:接受刺激后,在细胞膜两侧发生一次可传播的电位变化。
11引起兴奋的刺激条件:细胞所处环境因素的任何变化。任何能量形式的理化因素的改变,都能构成对细胞的刺激。包括三个参数:①刺激的强度②刺激的持续时间③刺激强度对时间的变化率在实验中经常使用电刺激121、阈强度和阈刺激
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。
阈刺激:具有这种临界强度的刺激,称为阈刺激。强度小于阈值的刺激为阈下刺激,强度大于阈值的刺激为阈上刺激。13基强度: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,这个最低的或者最基本的阈强度,称为基强度。2.强度-时间曲线:引起组织兴奋所需的阈强度和刺激的作用时间呈反变关系。如果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强度和时间的上述关系,描绘在直角坐标系中,可得到一条曲线,称强度-时间曲线。14兴奋性的评价指标阈强度是评定组织兴奋性高低的最简易指标。兴奋性与阈强度呈倒数关系,即引起组织兴奋所需要的阈强度越低,表明组织的兴奋性越高;反之,阈强度越高,则组织兴奋性越低。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。是衡量神经兴奋性最常用的指标,兴奋性与时值也是呈倒数关系,时值越小,神经肌肉兴奋性越高,反之亦然。152.兴奋的本质
可以把兴奋被看作是动作电位的同义词或产生动作电位的过程。静息电位和动作电位静息电位(RP):是指细胞在未受刺激时(静息状态下)存在于细胞膜内、外两侧的电位差。膜电位:因电位差存在于膜的两侧所以又称膜电位。RP值:哺乳动物的神经、骨骼肌和心肌细胞为-70~-90mV。1617设膜外电位为零,则膜内电位值大多在-10~-100mv之间,呈内负外正状态。例如:枪乌贼巨大神经轴突静息电位-50~-70mv;哺乳动物神经和肌肉的静息电位为-70~-90mv;人的红细胞静息电位则为-10mv。18(甲)当A、B电极都位于细胞膜外,无电位改变,证明膜外无电位差。(乙)当A电极位于细胞膜外,B电极插入膜内时,有电位改变,证明膜内、外间有电位差。(丙)当A、B电极都位于细胞膜内,无电位改变,证明膜内无电位差。静息电位证明实验:19
极化:静息时膜内外两侧所保持的内负外正状态称为膜的极化状态。
去极化:静息电位减小的过程或状态。
超极化:
静息电位增大的过程或状态。复极化:细胞膜去极化后再向静息电位方向恢复的过程称为复极化。
反极化:去极化至零电位后膜电位如进一步变为正值,称为反极化;膜电位高于零电位的部分称为超射。20超极化复极化去极化极化21静息电位产生原理安静状态下细胞膜外正内负的极化状态是如何产生的?主要是由离子跨膜扩散形成的。扩散的原因:①膜两侧离子的浓度差②膜对离子存在一定的通透性2223
静息时,膜对K+的通透性较高,约为Na+的10-100倍,因此,静息电位主要是K+外流形成的膜两侧稳定的电位差。影响静息电位的因素:①细胞外K+浓度②膜对K+和Na+的相对通透性③钠-钾泵活动的水平24+--++-+-25动作电位:在静息电位的基础上,当细胞受到一个适当的刺激时,膜电位可发生迅速的、可传播的波动,这种膜电位的连续变化过程称为动作电位。锋电位:因为动作电位曲线很像一个尖锋,故又称锋电位。是动作电位的标志。动作电位的意义:
AP的产生是细胞兴奋的标志。26动作电位的产生原理:膜电位的波动是由于离子跨膜流动产生的。离子电流的方向和速度取决于①离子在膜两侧受到的驱动力②膜对该离子的通透性③膜受刺激,Na+大量内流,膜去极化至反极化。④Na+平衡电位,K+快速外流,至静息状态。27
去极化过程
Na+通道开放,Na+内流引起上升支的形成原因:膜对Na+的通透性突然增大和Na+的迅速大量内流所致。28
复极化过程Na+内流停止,K+外流膜复极化复极化到Rp(兴奋前的状态,动作电位的下降支)动作电位下降支形成原因:膜对K+通透性增高,K+外流所致。29
在动作电位发生后的恢复期间,钠泵活动增强,将内流的Na+排出,同时将细胞外的K+移入膜内,恢复原来的离子浓度梯度,重建膜的静息电位。30动作电位有以下特点:①“全或无”现象。任何刺激一旦引起膜去极化达到阈值,动作电位就会立刻产生,它一旦产生就达到最大值,动作电位的幅度不会因刺激加强而增大。②不衰减性传导。动作电位一旦在细胞膜的某一部位产生,它就会间整个细胞膜传播,而且其幅度不会因为传播距离增加而减弱。③脉冲式。由于不应期的存在使连续的多个动作电位不可能融合,两个动作电位之间总有一定间隔。313、动作电位的传导
兴奋部位和邻近未兴奋部位之间,由于电位差产生局部电流,使邻近未兴奋部位产生动作电位,依次向两侧推进,进行传导。
神经纤维传导机制的模式图
A:静息时
B:发生兴奋后
C:传导过程中32有髓纤维:跳跃式传导
直径600μm的无髓鞘神经和直径仅4μm的有髓鞘神经具有相同的传导速度(25m/s)意义:快速、节能
3334动作电位在神经纤维的传导具有以下特征:
1)生理完整性
2)双向传导
3)不衰减和相对不疲劳性
4)绝缘性35局部兴奋
指细胞受阈下刺激时,在局部产生的微小去极化。阈下刺激少量Na+通道开放少量Na+内流微弱的去极化
由于去极化幅度小,因此很快被因去极化而增加了驱动力的K+外流所对抗,不能进一步发展,只能形成局部反应。36特点:①等级性(不表现“全或无”的特征);②电紧张扩布:传播的范围从不足1毫米到几毫米,但不能进行远距离的不衰减传播;③没有不应期;④可以叠加:空间总和、时间总和体内许多部位的电信号都具有上述局部反应的特征,如终板电位、感受器电位等。37刺激膜轻度去极化膜对Na+的通透性增大少量Na+内流,膜轻微去极化达到阈电位时,膜上Na+通道大量开放Na+快速、大量内流进一步去极化快速去极化(锋电位的上升支)局部反应动作电位局部反应向动作电位的转化38
局部反应与动作电位的区别
局部反应动作电位阈下刺激引起阈(上)刺激引起钠通道少量开放钠通道大量开放反应等级性“全或无”有总和效应无电紧张性扩布不衰减式传导电紧张:外加电流所致的电容。特点:未导致兴奋39第二节肌肉的收缩与舒张原理一、肌肉的微细结构肌肉是由成束排列的肌细胞组成,肌细胞外形呈细长圆柱状,又称肌纤维,是肌肉结构和功能的基本单位。每条肌纤维外被薄膜包裹,称肌膜,相当于细胞膜。肌膜内有肌浆和多个细胞核。肌浆内除了含有大量的线粒体、糖原和脂滴外,还充满与肌纤维平行的肌原纤维和复杂的肌管系统。40一些名词:肌细胞=肌纤维,能作舒缩运动肌浆=肌细胞质肌膜=肌细胞膜肌原纤维41
每个肌细胞含有数百至数千条与肌纤维长轴平行排列的肌原纤维。直径约1-2微米,纵贯肌细胞全长。(一)肌原纤维骨骼肌结构示意图42
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)和暗带(A带),同时在平行排列的个肌原纤维之间,明带和暗带又分布在同一水平上,这就使肌纤维呈现横纹,故骨骼肌被称为横纹肌。43平滑肌心肌骨骼肌44肌原纤维的结构示意图
45相邻两Z线间的一段肌原纤维称为肌小节,它包括中间的暗带和两侧各1/2的明带。肌节是由更微细的平行排列的粗肌丝和细肌丝组成的。粗肌丝:直径约10nm,长度与暗带相同,M线则把成束的粗肌丝固定在一定的位置。细肌丝:直径约5nm,它由Z线结构向两侧明带伸出,有一段插入粗肌丝之间。肌丝及其支持结构是肌原纤维的结构基础。4647
肌丝的分子组成球状部(头部)和与它相连的一小段杆状部分(桥臂),一起由肌丝中向外伸出,形成横桥,每条粗肌丝上伸出的横桥约有200~300个。Ca2+通过和肌钙蛋白结合,诱发横桥和肌动蛋白之间的相互作用横桥特点:①ATP酶活性(高势能状态)②与肌动蛋白可逆结合
48概念:是指包绕在每一条肌原纤维周围的膜性囊管状结构.1)横管系统(T管):是肌细胞膜在Z线附近向内凹陷形成的,走行方向与肌原纤维垂直,成环状环绕每条肌原纤维,不与细胞浆相通,而与细胞外液相通,穿行在肌原纤维之间。其作用是将肌细胞兴奋时出现在细胞膜上的电位变化传入细胞内。(二)肌管系统
492)纵管系统(L管):是指肌浆网,走行方向与肌原纤维平行,包绕在肌小节的中间部分,不与细胞外液相通,在肌小节两端的横管出现膨大,称为终池。作用:纵管和终池是Ca2+的贮存库,在肌肉活动时实现Ca2+的贮存、释放和聚集。50
3)三联管:是横管和两侧的终池相组成的结构。
作用:把肌细胞膜的电变化和肌细胞的收缩过程耦联起来的关键部位。51横管系统:肌细胞膜从表面横向伸入肌纤维内部的膜小管系统。纵管系统:肌质网系统。终池:肌质网在接近横管处形成特殊的膨大。三联管结构:每一个横管和来自两侧的终池构成复合体。肌管系统结构示意图
524)横管和纵管的关系:两者并不相通,之间有12nm的间隙,因此必须通过某种信号转导才能联系。T管将肌细胞膜的兴奋的电变化传入细胞内部,引起肌浆网和终末池Ca++的贮存、释放和蓄积,触发肌小节的收缩和舒张。53二、肌肉收缩与舒张过程完整机体内,肌肉收缩过程包括三个环节:兴奋在神经-肌肉接点的传递肌肉兴奋-收缩耦联肌细胞的收缩与舒张54(一)兴奋在神经-肌肉接点的传递
运动神经纤维在到达神经末梢处时先失去髓鞘,以裸露的轴突末梢嵌入到肌细胞膜上,称作骨骼肌神经-肌肉接头。551.神经肌肉接点的结构接头前膜(突触前膜):①电压门控钙通道②突触小泡(每个小泡约含有1万个ACh分子)间隙(突触间隙):50nm,充满细胞外液接头后膜(突触后膜):含N型乙酰胆碱受体、乙酰胆碱酯酶5657582.兴奋在神经-肌肉接点传递的机制兴奋在神经-肌肉接点的传递是通过化学递质乙酰胆碱和终板膜电位变化来实现的,包括:突触前过程突触后过程59【ACH合成】
合成部位:胆碱能神经末梢合成原料:胆碱合成过程:贮存部位:囊泡贮存形式:半数以上以结合型(Ach+ATP+囊泡蛋白)贮存于囊泡,每一个囊泡内约含1000-50000分子的Ach。【贮存】突触前过程:ACH的合成、储存和释放60
动作电位→神经末梢去极化→接头前膜上电压门控Ca2+通道开放→
Ca2+内流→囊泡迁移→囊泡膜与轴突膜融合→囊泡破裂→
Ach倾囊释放(量子式释放)→Ach进入接头间隙61突触后过程:终板电位和动作电位的形成
Ach分子与终板膜Ach门控性通道结合终板膜离子通道开放
Na+内流为主,少量K+外流终板膜去极化,产生终板电位终板电位以电紧张性扩布肌细胞膜去极化达到阈电位肌细胞膜产生动作电位62终板膜上还有大量的胆碱酯酶,在它的作用下,每次冲动从轴突末梢释放的乙酰胆碱,能在很短时间内就被全部水解而失活,水解后生成的胆碱再被摄入神经末梢合成Ach,从而维持神经-肌肉接头正常的传递功能。6364神经肌肉接头处兴奋传递的特征
a、化学传递
b、一对一传递
c、单向传递
d、时间延阁
e、高敏感性,易受环境因素变化的影响65(二)骨骼肌的兴奋-收缩耦联定义:将膜电变化为特征的兴奋和肌肉收缩联系起来的中介性过程,称兴奋-收缩耦联。1.兴奋-收缩耦联——
三个主要步骤:①兴奋通过横管系统传导到肌细胞内部②三联管处的信息传递③肌浆网(纵管系统)中Ca2+的释放以及再聚集指终池膜上的钙通道开放,终池内的Ca2+顺浓度梯度进入肌浆,触发肌丝滑行,肌细胞收缩。∴Ca2+是兴奋-收缩耦联的耦联物66纵末池纵管(L管)横管(T管)三联管Z线Z线6768运动神经冲动传至末梢↓N末梢对Ca2+通透性增加Ca2+内流入N末梢内↓接头前膜内囊泡向前膜移动、融合、破裂↓ACh释放入接头间隙↓ACh与终板膜受体结合↓受体构型改变↓终板膜对Na+、K+(尤其Na+)的通透性增加↓产生终板电位(EPP)↓EPP引起肌膜AP1.兴奋传递69肌细胞收缩牵拉细肌丝朝肌节中央滑行横桥摆动横桥与结合位点结合分解ATP释放能量原肌球蛋白位移,暴露细肌丝上的结合位点Ca2+与肌钙蛋白结合肌钙蛋白的构型改变终池膜上的钙通道开放终池内的Ca2+进入肌浆70运动神经冲动传至末梢↓N末梢对Ca2+通透性增加Ca2+内流入N末梢内↓接头前膜内囊泡向前膜移动、融合、破裂↓ACh释放入接头间隙↓
ACh与终板膜受体结合↓受体构型改变↓终板膜对Na+、K+(尤其Na+)的通透性增加↓产生终板电位(EPP)↓EPP引起肌膜AP↓肌膜AP沿横管膜传至三联管↓终池膜上的钙通道开放终池内Ca2+进入肌浆↓Ca2+与肌钙蛋白结合引起肌钙蛋白的构型改变↓原肌凝蛋白发生位移暴露出细肌丝上与横桥结合位点↓横桥与结合位点结合激活ATP酶作用,分解ATP↓横桥摆动↓牵拉细肌丝朝肌节中央滑行↓肌节缩短=肌细胞收缩骨骼肌收缩全过程1.兴奋传递2.兴奋-收缩(肌丝滑行)耦联71兴奋-收缩耦联后肌膜电位复极化终池膜对Ca2+通透性↓肌浆网膜Ca2+泵激活肌浆网膜[Ca2+]↓Ca2+与肌钙蛋白解离原肌凝蛋白重新覆盖横桥结合位点骨骼肌舒张骨骼肌舒张机制727374第三节肌肉的收缩形式与力学特征一、肌肉的收缩形式单收缩与强直收缩单收缩:当骨骼肌受到一次短促刺激时,可产生一次动作电位,随后出现一次收缩和舒张的收缩形式。单收缩反映了肌肉收缩的最基本特征。75强直收缩(复合收缩):当骨骼肌受到频率较高的连续刺激时,出现总和的收缩过程。不完全强直收缩完全强直收缩生理情况下支配骨骼肌的运动神经发出的是连续冲动,故产生的是强直收缩;静息时微弱而持续的收缩称为肌紧张。76不完全强直收缩:刺激频率增加时,单收缩就会发生总和,总和过程发生在舒张期,会出现不完全强直收缩,表现为锯齿状的收缩曲线。完全强直收缩:刺激频率进一步增加时,总和过程发生在收缩期,就出现完全强直收缩,表现为一条平整的光滑曲线,其收缩反应远远大于单收缩。强直收缩产生的张力是单收缩的3-4倍。7778
注意:
肌肉强直收缩时,收缩反应可以融合,而刺激引起的动作电位不能融合。79一、肌肉收缩的形式
(一)缩短收缩:指肌肉收缩所产生的张力大于外部阻力时,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相互靠近,又称为向心收缩。等动收缩非等动收缩(等张收缩)80非等动收缩:由于关节运动角度不同以及肌肉收缩长度的变化影响,在整个关节移动范围内肌肉收缩产生的张力和所遇负荷阻力是不等的。因此,非等动收缩发展力量只有关节最弱点得到最大锻炼。当屈肘举起一恒定负荷时肌肉收缩产生的张力随关节角度而变化
81等动收缩:在整个关节运动范围内肌肉以恒定的速度,且肌肉收缩时产生的力量始终与阻力相等的肌肉收缩。等动收缩和等张收缩区别:等动收缩时在整个运动范围内都能产生最大的肌张力,等张收缩则不能。等动收缩的速度可以根据需要进行调节。理论和实践证明,等动练习是提高肌肉力量的有效手段。82(二)拉长收缩:当肌肉收缩所产生的张力小于外部阻力时,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。如下蹲时,股四头肌在收缩的同时被拉长,以控制重力对人体的作用,使身体缓慢下蹲,起缓冲作用。如搬运重物时,将重物放下也需要肌肉进行离心收缩。83(三)等长收缩:当肌肉收缩所产生的张力大于外部阻力时,肌肉积极收缩但长度不变,这种收缩形式称为等长收缩。在人体运动中对运动环节固定、支持和保持身体某种姿势起重要作用。例如武术中的站桩。84骨骼肌不同收缩形式的比较1.力量同一块肌肉,在收缩速度相同的情况下,拉长收缩可产生最大的张力。拉长收缩产生的力量比缩短收缩大50%左右,比等长收缩大25%左右。2.代谢在输出功率相同的情况下,肌肉拉长收缩时所消耗的能量低于缩短收缩,其耗氧量也低于缩短收缩。肌肉拉长收缩对其他与代谢有关的生理指标的反应(如心率、心输出量、肺通气量、肺换气效率、肌肉的血流量和肌肉温度等)均低于缩短收缩。853.肌肉酸疼近来研究表明,大负荷肌肉拉长收缩比缩短收缩更容易引起肌肉酸疼和肌纤维超微结构以及收缩蛋白代谢的变化。离心收缩、等长收缩和向心收缩后的肌肉酸疼之比较离心收缩导致的肌肉酸疼最明显,向心收缩导致的肌肉酸疼最不明显86二、肌肉收缩的力学特征(一)肌肉收缩的张力与速度关系
后负荷:指肌肉开始收缩时才遇到的负荷或阻力。张力-速度曲线:表明在不同后负荷下进行收缩时,张力与速度呈反变关系。后负荷增加到某一数值时,张力可达到最大,但收缩速度为零,做等长收缩;当后负荷为零时,张力在理论上为零,肌肉收缩速度达到最大。87力量-速度曲线
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,与活化的横桥数目无关。
力量-速度曲线(离体肌肉)
88(二)肌肉收缩的长度与张力关系前负荷:指肌肉收缩前就加在肌肉上的负荷,它使肌肉预先被拉长,又称初长度。长度-张力曲线:反映初长度与收缩张力的关系曲线,这种关系表明在一定范围内,肌肉产生的张力随初长度的加大而增大。89最适初长度:使肌肉收缩时产生最大张力的初长度。最适前负荷:产生最适初长度的前负荷。最适初长度时粗、细肌丝处于最理想的重叠,起作用的横桥数达最多,故表现出收缩力量最大。
最适初长度或最适前负荷最适肌节长度2.0-2.2μm90(三)肌肉的做功、功率和机械效率1.肌肉的做功
W=F·Scosθ(θ为F和S之间的夹角)2.肌肉收缩的功率
P=W/t=F·S/t=F·V3.肌肉收缩的机械效率
η=W/E91一、人类肌纤维的类型依据收缩机能可将骨骼肌纤维分为“慢肌”和“快肌”两种类型。这一分类方法通常只适用于区别动物骨骼肌纤维类型,而不完全适合于区别人类的骨骼肌纤维类型。第四节肌纤维类型与运动能力921883年仑威尔用电刺激法证明了两种不同颜色肌肉在功能上的差异。红色肌纤维收缩速度慢,不易疲劳慢肌白色肌纤维收缩速度快,但易疲劳快肌93
依据不同酶活性的肌原纤维ATP酶在不同pH环境中染色程度的差异,可将骨骼肌纤维划分为:
Ⅰ型(慢肌纤维)
Ⅱ型(快肌纤维)快A(Ⅱa)快B(Ⅱb)快C(Ⅱc)
根据组织化学染色法94快A:收缩速度类似快肌,代谢特征兼有快肌与慢肌特点;快B:典型的快肌;快C:过渡型纤维,具有未完全分化特征,数量较少。95根据肌纤维代谢特征
1972年彼德(Peter)将肌原纤维ATP酶反应,肌收缩性和肌肉的氧化酶、磷酸化酶含量相联系,把骨骼肌纤维分为慢缩氧化型、快缩强氧化酵解型和快缩强酵解型三种类型。96(一)形态特征
形态特征包括以下三个方面:①结构特征。②神经支配。③肌纤维面积。
二、两类肌纤维的形态、代谢和生理特征97
结构特征:
(1)快肌纤维的肌浆网较慢肌纤维发达2倍,故快型肌纤维肌浆网的摄Ca2+能力大于慢肌纤维,从而加快了快肌纤维的反应速度。
(2)慢肌纤维的线粒体数量较快肌纤维多且直径大,同时慢肌纤维周围的毛细血管分布比快肌纤维多,其比率为1:0.8,故慢肌纤维的血液供应较快肌纤维好。
(3)快肌纤维肌原纤维含量较慢肌纤维多,意味着肌纤维内部含有较多肌球蛋白横桥,收缩时可产生较大的收缩力。98
神经支配:不同类型骨骼肌纤维由大小不同的α运动神经元所支配,大α运动神经元支配快肌纤维,其轴突较粗,神经冲动传导速度快;小α运动神经元支配慢肌纤维,神经冲动传导速度较慢。99肌纤维面积:
肌纤维面积大小取决于肌纤维的直径并受年龄、训练和肌纤维类型的影响。100形态学特征Ⅰ型(慢肌)Ⅱ型(快肌)在肌肉中的位置肌纤维的直径肌纤维数量肌浆网(内质网)突触小泡α-运动神经元神经肌肉接点终板面积肌节Z线宽度(埃)毛细血管网血液供应神经支配深部细少不发达少小无皱折小800-1000较丰富多少表浅粗多发达多大后膜有皱折大400-500不太丰富少多101代谢特征102(二)生理特征①收缩速度,肌肉中快肌纤维百分比较高者,其收缩速度也较快。②收缩力量,肌肉收缩力大小取决于肌肉的横断面积并受肌纤维类型等因素影响,多数研究认为动物快肌收缩力量明显大于慢肌。③抗疲劳性,动物和人体实验均证明,慢肌纤维的抗疲劳能力较快肌强,故快肌纤维较慢肌纤维更易疲劳。103三、不同类型肌纤维的分布(1)肌纤维类型的百分组成:不同肌纤维在同一块肌肉中所占的数量百分比。成年人慢肌约占44%-58%。(2)骨骼肌纤维功能上的分布现象:维持姿势或紧张性工作为主的肌肉中慢肌纤维百分比高,快速位相性工作为主的肌肉快肌百分比高。(3)骨骼肌纤维类型的性别差异。104(4)骨骼肌纤维类型组成的年龄变化:20-29岁以后,随年龄增加快肌百分组成减少,慢肌相应增加。(5)遗传因素对骨骼肌纤维类型分布的影响:男性遗传度为99.5%,女性为92.2%。105四、肌纤维类型与运动能力
运动员的肌纤维百分组成具有明显的运动项目特异性。快肌百分比与速度、爆发力素质有关,慢肌百分比与一般耐力和力量耐力有关。106男运动员肌纤维类型分布女运动员肌纤维类型分布107(一)训练能引起肌纤维组成的改变①快肌亚型(Ⅱa和Ⅱb)在训练影响下可相互转化。②很多学者认为,个体肌肉中的快、慢肌纤维的百分比,生来就是固定的,不论力量、耐力训练都不能使它们发生改变,即不能使肌纤维互变。把肌纤维的百分比组成归结于遗传。③近来有研究认为,专门性的训练可使慢肌纤维和快肌纤维互相转变,这种转变的中介是快C纤维,即:慢肌纤维→快C纤维→快肌纤维;低频刺激:快肌→慢肌。五、训练对肌纤维的影响108(二)训练对肌纤维形态和代谢的影响实验证明,不同训练形式能使肌纤维发生明显的适应性变化,其表现为肌纤维选择性肥大。耐力练习能引起慢肌纤维选择性肥大;速度-爆发力训练可引起快肌纤维选择性肥大。耐力运动员腿肌中的与氧化供能有关的酶活性增加,而与糖酵解及磷酸化供能有关的酶活性无明显增加;而经常进行速度训练的短跑运动员恰恰相反,乳酸脱氢酶和磷酸化酶活性最高,而氧化有关的酶活性较低。109①低强度活动时,优先使用慢肌纤维,随着运动强度的增加或负荷的加大,快A和快B纤维依次被募集;②当强度或负荷最大时,快A和快B纤维募集的百分比大于慢肌纤维。六、运动时肌纤维的动员110第五节肌电图骨骼肌在兴奋时,会由于肌纤维动作电位的传导和扩布而发生电位变化,这种电位变化称为肌电。采用适当的方法将肌肉兴奋时的电变化经过引导、放大和记录,所得到的图形称为肌电图。111一、肌电信号的引导和记录
引导肌电信号的电极可分为两大类,一类是针电极,另一类是表面电极。1.针电极2.表面电极112
针电极:引导出的肌电图是直接从肌组织中引导出来的,可记录单个
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