运动生理学教案第二章肌肉收缩5学时

第二章肌肉收缩第一节肌纤维的微细结构

粗肌丝：肌球蛋白1、肌原纤维

肌动蛋白细肌丝原肌球蛋白

肌钙蛋白横管系统（T管）2、肌管系统纵管系统（L管）P361、肌原纤维骨骼肌超微结构示意图肌小节=1/2明带＋暗带＋1/2明带

=2条Z线间的区域肌原纤维和肌小节⑴粗肌丝由肌球(肌凝)蛋白组成，分为头部和杆部。其杆部朝向M线呈束状排列。其头部规律地分部在粗肌丝表面，称为横桥。肌原纤维的组成①有一个能与三磷酸腺苷（ATP）结合的位点②在一定条件下能与细肌丝上的结合位点发生可逆性结合③具有ATP酶的作用,与结合位点结合后,分解ATP提供横桥扭动(肌丝滑行)和作功的能量横桥的特点肌动蛋白：表面有与横桥结合的位点，静息时被原肌凝蛋白掩盖；原肌凝蛋白：静息时掩盖结合位点；肌钙蛋白：与Ca2+结合变构后,使原肌凝蛋白位移，暴露出结合位点。细肌丝(thinfilament)细肌丝分子结构肌动蛋白

原肌球蛋白肌钙蛋白OOOO粗肌丝和细肌丝的空间排列示意图-1粗肌丝和细肌丝的空间排列示意图-2

骨骼肌收缩机制

暗带不变明带缩短

H带缩短细肌丝M线粗肌丝收缩肌肉收缩的滑行过程粗肌丝和细肌丝的空间排列示意图-3①粗肌丝头部的横桥能与细肌丝上的结合位点可逆性结合;②静息时，细肌丝的肌钙蛋白对原肌球蛋白有抑制作用；③原肌球蛋白对肌动蛋白上结合位点有覆盖作用。2、肌管系统

横管:肌细胞膜从表面横向伸入肌纤维内部的膜管系统。纵管:肌质网系统。终池:肌质网在接近横小管处形成特殊的膨大。三联管:每一个横小管和两侧的终池构成。

肌管系统结构示意图

肌节缩短=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释放能量原肌凝蛋白位移，暴露细肌丝上的结合位点Ca2+与肌钙蛋白结合终池内的Ca2+进入肌浆骨骼肌收缩子机制-滑行学说1、肌肉的物理特性P31①伸展性：肌肉在外力作用下可被拉长，为肌肉的伸展性。②弹性：当外力消失时，肌肉又恢复到原来形状，为肌肉的弹性。③粘滞性：肌肉内部各蛋白分子相互摩擦产生的内部阻力为肌肉的粘滞性。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。第二节肌肉的特性2、肌肉的生理特性P32①兴奋性：肌肉具有对刺激发生反应兴奋的能力。②收缩性：肌肉兴奋后通过其内部机制，产生长度或/和张力变化，实现肌肉的收缩和舒张3.兴奋性的概念（1）兴奋性：组织细胞接受刺激后具有产生动作电位的能力。（2）引起兴奋的三个刺激条件：①一定的刺激强度；②持续一定的作用时间；

③一定的强度-时间变化率。

强度-时间曲线：用来描述引起组织兴奋所需的阈强度和刺激的作用时间的关系曲线图。（3）强度-时间曲线（一）静息电位：安静时存在于细胞膜内外两侧的电位差。特点：内负外正、相对恒定（二）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。（三）膜的极化：生理学将静息电位存在时膜两侧所保持的内负外正状态，称为膜的极化。在一定条件下如细胞受到刺激，膜的极化状态就可能发生改变。如膜内电位负值减小，称为去极化；相反，如膜内电位负值增大，称超极化；膜去极化后，又恢复到安静时的极化状态，则称复极化。第三节细胞的生物电现象1.静息电位及产生的机制++++++++++++++++++++Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+K+K+K+K+A-A-A-A-A-A-A-A-A-Cl_Cl_Cl_Cl_Cl_Cl_Cl_K+K+K+K+静息电位产生的机制是细胞膜内、外Na+

、K+离子分布不均和细胞膜具有选择通透性膜内外离子比：K+i/K+o=140/5；Na+i/Na+o=10/130；Cl-i/Cl-o=4/120

通透性：K+>Cl–

>

Na+>A-+--++-+-____++++_+_2.动作电位产生的生理机制

++++++++++++++++++++++++++

3.动作电位的传导（局部电流学说）动作电位的特征之一就是它的可传导性，即细胞膜任何一处兴奋时，它所产生的动作电位可传播到整个细胞。一、兴奋在神经-肌肉接点的传递（一）神经肌肉接点的结构第四节肌肉的收缩原理（二）兴奋在神经-肌肉接点传递的机制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-肌接头。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+进入肌浆二、肌纤维的兴奋-收缩耦联N-M接头处兴奋传递的主要步骤神经冲动Ca2＋通道开放，Ca2＋内流囊泡移动、融合、破裂，ACh释放ACh与N2受体结合Na＋、K＋(尤其是Na＋)通透性↑终板膜去极化→终板电位（EPP）EPP电紧张性扩布至肌膜动作电位膜Ca2＋通道开放，膜外Ca2＋向膜内流动接头前膜内囊泡移动、融合、破裂，囊泡中的ACh释放(量子释放)ACh与终板膜上的N2受体结合，受体蛋白分子构型改变终板膜对Na＋、K＋(尤其是Na＋)通透性↑一、缩短收缩、拉长收缩和等长收缩1.缩短收缩：肌肉收缩所产生的张力大于外力时，肌肉缩短，并牵引骨杠杆做相向运动的一种收缩形式。依据整个关节运动范围肌肉张力与负荷的关系，分为：

①非等动收缩:在缩短收缩过程中,张力改变,负荷不改变

②等动收缩:在缩短收缩过程中,张力=负荷(外力)2.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，这种收缩形式称拉长收缩，又称离心收缩。3.等长收缩：当肌肉收缩产生的张力等于外力时，肌肉收缩但长度不变，这种收缩形式称等长收缩。第五节肌肉的收缩形式与力学特征

（一）后负荷：是肌肉收缩开始之后所遇到的负荷。前负荷：是肌肉收缩开始前加上的负荷。（二）张力-速度曲线：固定前负荷不变,让肌肉在不同后负荷条件下进行等张收缩。把肌肉张力和缩短初速度绘成坐标曲线。长度-速度曲线：肌肉在不同前负荷的作用下收缩。把肌肉张力与长度关系绘成坐标曲线。是开口向下的抛物线。二、肌肉收缩的力学特征P43P43一、肌纤维类型（一）根据组织化学染色法

具有不同酶活性的肌原纤维ATP酶在各种不同pH环境中染色差异，可将骨骼肌纤维划分为Ⅰ型(红肌,慢肌)和Ⅱ型（白肌,快肌）,包括:Ⅱa、Ⅱb、Ⅱc。（二）根据肌纤维代谢特征根据肌肉收缩和肌肉的氧化酶、磷酸化酶含量，把骨骼肌纤维分为慢缩强氧化型、快缩强氧化酵解型和快缩强酵解型三种类型第六节肌纤维类型与运动能力1.形态特征快肌纤维：直径较粗，呈苍白色；肌浆少，肌红蛋白含量少，肌浆中线粒体数量和容积小，肌质网发达；接受脊髓前角大运动神经元支配，运动神经元所支配的肌纤维数量多。慢肌纤维：直径较细，呈红色；肌浆丰富，肌红蛋白含量高，肌浆中线粒体数量和直径大，周围毛细血管网发达；接受脊髓前角的小运动神经元支配，运动神经元所支配的肌纤维数量少。2.代谢特征：

FT

ST①无氧代谢酶活性高有氧代谢酶活性高②糖原含量多甘油三酯含量高

二、两类肌纤维的形态、代谢和生理特征3.生理特征①收缩速度：肌肉中快肌纤维收缩速度较快。肌肉中慢肌纤维收缩速度较慢。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，快肌收缩力量大于慢肌。③抗疲劳性：肌肉中快肌纤维抗疲劳能力弱。肌肉中慢肌纤维抗疲劳能力强。三、不同类型肌纤维的分布（1）肌纤维类型的百分组成。（2）骨骼肌纤维功能上的分布现象（3）骨骼肌纤维类型的性别差异。（4）骨骼肌纤维类型组成的年龄变化。（5）遗传因素对骨骼肌纤维类型分布的影响。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。（一）运动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（二）不同训练形式对肌纤维影响经常进行体育锻炼或系统的运动训练，可使肌肉功能得以改善：肌纤维增粗、肌原纤维增多。五、训练对肌纤维的影响①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、运动时不同肌纤维的动员第七节肌肉的结缔组织一、肌肉结缔组织的组成

胶原是结缔组织最主要成分，它以胶原纤维形式存在。二、运动对肌肉结缔组织的影响

1、长期运动可提高肌腱的抗张力量和抗断裂力量。

2、长期运动可使肌中结缔组织肥大。第八节肌电图一、肌电的引导①针电极：能记录深层肌肉电活动。有损伤和有痛苦；②表面电极：操作简便，无损伤和无痛苦。缺点是不能记录深层肌肉电活动。二、正常肌电图①肌肉在完全松弛情况下不出现电活动，引导电极插入肌肉后，在记录仪上仅描记出一条平稳的基线。②运动单位电位的波幅代表放电的强度，其大小取决于兴奋的运动单位大小或活动肌纤维数目。三.肌电图的应用

1.利用肌电图分析技术动作：了解完成该项