肌纤维类型与运动演示文稿

肌纤维类型与运动演示文稿目前一页\总数五十一页\编于八点1（优选）肌纤维类型与运动目前二页\总数五十一页\编于八点2一、肌纤维类型的分类二、不同类型肌纤维的形态、机能及代谢特征三、运动时不同类型运动单位的动员四、不同项目运动员肌纤维的组成五、肌纤维类型同遗传与训练的关系六、肌纤维类型的测试方法目录3目前三页\总数五十一页\编于八点

1673年劳伦悉尼(Loranzini)首次报道兔骨骼肌有些颜色较红，有些颜色较白，并发现肌肉的色泽与运动能力有关。

1883年仑威尔(Ranvier)用电刺激方法证明红肌纤维收缩速度慢而相对持久，白肌纤维收缩速度快，但容易疲劳，并将骨骼肌纤维分为“红肌”和“白肌”两种类型。

1962年伯格斯特隆(Bergstrom)发明肌肉活检技术以来，对运动员的骨骼肌纤维特征与运动机能进行了大量研究，证实骨骼肌纤维类型与运动员科学选材和运动训练有着十分密切的关系。4目前四页\总数五十一页\编于八点一、肌纤维类型的分类5目前五页\总数五十一页\编于八点1.根据收缩速度，可将肌纤维划分为快肌纤维和慢肌纤维；2.

根据收缩及代谢特征，可将肌纤维划分为快缩、糖酵解型(FastGly-colytic，FG)快缩、氧化、糖酵解型(FastOxidativeGlycolytic，FOG)慢缩、氧化型(SlowOxidative，SO)；3.根据运动单位的工作性质，可划分为运动性运动单位和紧张性运动单位；4.

根据收缩特性及色泽，也可将肌纤维划分为快白、快红和慢红三种类型；5.布茹克司(Brooks，1970)将肌纤维分为Ⅰ型和Ⅱ型，其中Ⅱ型肌纤维又为分Ⅱa、Ⅱb两个亚型。根据不同的分类方法将肌纤维进行分类及其对应关系如表2-3。表36目前六页\总数五十一页\编于八点二、不同类型肌纤维形态机能代谢特征7目前七页\总数五十一页\编于八点

(1)快肌纤维的直径较慢肌纤维大。

(2)快肌纤维的肌浆网(内质网)较慢肌纤维发达。

(3)慢肌纤维周围的毛细血管网较快肌纤维丰富。慢肌纤维与快肌纤维的毛细血管网比为1:0.8因此慢肌纤维的血液供应较好。

(4)慢肌纤维含有较多的肌红蛋白快肌纤维中含有较多收缩蛋白。(5)与快肌纤维相比慢肌纤维含有较多的线粒体而且线粒体的体积较大。1．不同肌纤维的形态特征8目前八页\总数五十一页\编于八点

慢肌纤维由较小的运动神经元支配，运动神经纤维较细，传导速度慢(2-8米／秒)，兴奋阈值低。神经末梢与肌肉接触面积小。神经末梢内突触小泡的含量少。快肌纤维由较大的运动神经元支配，神经纤维较粗，其传导速度快(8-40米／秒)，兴奋阈值高。神经末梢与肌肉接触面大。神经末梢内含有较多的突触小泡。2．神经支配特征9目前九页\总数五十一页\编于八点

(1)肌纤维类型与收缩速度

研究表明，快肌纤维收缩的持续时间短，慢肌纤维收缩的持续时间较长。在人体的骨骼肌中，快肌运动单位与慢肌运动单位是相互混杂的，一般不存在单纯的快肌或慢肌。但是在每个人的每块肌肉中，快肌与慢肌运动单位的分布比例是不同的。机体各部分肌肉的肌纤维类型比例是与其功能相一致的，维持平衡的肌肉红肌比例较高，需要快速运动的肌肉白肌比例较高。图2-25令15名受试者在无负荷下测定最大伸膝速度，用针刺活检技术测定股外肌快肌纤维的百分比。结果表明，快肌纤维百分比较高的受试者的肌肉收缩速度较快。(图2-26)3．生理学特征图25图2610目前十页\总数五十一页\编于八点(2)肌纤维类型与肌肉力量肌肉收缩的力量与单个肌纤维的直径和运动单位中所包含的肌纤维数量有关。快肌纤维直径大于慢肌纤维，快肌运动单位中所包含的肌纤维数量多于慢肌运动单位。因此，快肌运动单位的收缩力量明显地大于慢肌运动单位。快肌运动单位百分比较高的肌肉的力量大于慢肌运动单位百分比较高的肌肉。通过受试者进行最大力量伸膝时实验发现，股外肌快肌纤维百分比较高的人，最大伸膝力量也较大；最大伸膝力量与快肌纤维百分比成正比关系。(图2-27)图2711目前十一页\总数五十一页\编于八点由于收缩力量、速度均与肌肉中快肌纤维百分比有关。快肌纤维百分比较高的肌肉的收缩速度和力量均大于慢肌纤维百分比较高的肌肉。故快肌纤维百分比较高的肌肉的力量-速度曲线向右上方转移。因此，运动员在完成某一运动时，如果参与工作的肌肉中快肌纤维百分比较高，则在同样的运动速度下能发挥较大的力量；当肌肉力量相同时能产生较大的收缩速度。12目前十二页\总数五十一页\编于八点

图2-28A显示的是快肌纤维百分比较高(FT高于60％)和较低(FT低于50％)的受试者的力量-速度曲线。可以看出，快肌纤维百分比高的受试者的力量-速度曲线向右上方转移。将快肌纤维百分比较高的曲线同快肌纤维百分比较低的曲线相比，可见其移动幅度是相当大的。实验证明，在相同的速度下，同快肌纤维百分比较低的组比较，快肌纤维较高的组，可多发挥15％的力量或更多；而在相同的力量下，其运动速度可快85％图2813目前十三页\总数五十一页\编于八点

图2-28B表示的是不同项目运动员的力量-速度曲线。可以看到，快肌纤维百分比越高的运动员，其力量-速度曲线在图中的位置越靠近右上方。那些参加需要较高输出功率运动项目(如短跑、跳跃及投掷等项目)的运动员，比其他运动员能在更高的运动速度下发挥更大的力量。也可以看到，快肌纤维百分比最低的耐力项目运动员(如越野跑)，其曲线甚至低于无训练者。图2814目前十四页\总数五十一页\编于八点

力量-速度曲线虽然与快肌纤维百分比有关。但是，尽管无训练者的快肌纤维百分比仅稍低于短跑和跳跃项目的运动员(56％对61％)，但是由于缺乏训练，其肌肉的力量及收缩速度均较低。低于快肌纤维百分比分别为52％和41％的下降滑雪和竞走项目的运动员。说明运动训练可以对力量-度曲线有明显的影响。运动员通过运动训练可以使力量-度曲线向右上方转移。15目前十五页\总数五十一页\编于八点(3)肌纤维类型与疲劳快肌运动单位比慢肌运动单位更容易疲劳。图2-29比较了人的快肌和慢肌纤维的疲劳特性。图2-29A中可以看出，当以每秒180度的角速度重复完成最大用力伸膝运动时，在开始阶段股外肌中快肌纤维百分比为61％的受试者，伸膝时股外肌的肌肉力量远远大于快肌纤维百分比为38％的受试者。而当继续进行重复收缩时，快肌纤维百分比为38％的受试者的力量下降速度较慢，而快肌纤维占61％的受试者的力量下降速度较快，并且很快低于快肌纤维百分比较低的受试者。由此可以认为快肌运动单位在收缩时能产生较大的力量，但容易疲劳。图2-29B表示快肌纤维与慢肌纤维百分比同疲劳的关系。图2916目前十六页\总数五十一页\编于八点

慢肌纤维抗疲劳的能力比快肌纤维强得多。是因为慢肌纤维的有氧代谢潜力较大。慢肌纤维中的线粒体体积大而且数目多，肌红蛋白的含量也比较丰富，周围的毛细血管网较为致密。快肌纤维比较容易疲劳，与快肌纤维的有氧代谢能力较低有关。快肌纤维含有丰富的葡萄糖酵解酶，因而有氧代谢能力低，而无氧酵解能力较高。所以在收缩时所需的能量大都来自糖的无氧代谢，从而引起乳酸大量积累。17目前十七页\总数五十一页\编于八点

动物实验表明，在高强度精疲力竭的跑步中所积累的乳酸，绝大部分是由快肌纤维产生的。因而，在短时间、高强度运动中所产生的局部疲劳可能是由于乳酸的积累所致。耐力练习所产生的疲劳包括局部的肌肉疲劳和全身疲劳。局部肌肉疲劳可能与快肌和慢肌纤维中代谢产物(如乳酸等)的积累以及肌糖元的含量有关，全身疲劳则是在局部肌肉疲劳的基础上，加上其它的因素，如低血糖、肝糖元含量下降、脱水、体内的电解质平衡失调、体温过高、情绪低落等。18目前十八页\总数五十一页\编于八点(4)快肌纤维和慢肌纤维的电生理学特征慢肌纤维收缩的潜伏期较长6-8毫秒快肌纤维的潜伏期短2-4毫秒慢肌纤维的收缩时间长90毫秒（比目鱼肌）快肌纤维的收缩时间短7.5毫秒（动眼肌）慢肌纤维静息电位较小50-70毫伏快肌纤维静息电位较大80-90毫伏慢肌纤维动作电位持续时间长快肌纤维动作电位持续时间较短19目前十九页\总数五十一页\编于八点(1)慢肌纤维的氧化能力明显大于快肌纤维实验证明慢肌纤维氧化脂肪的能力为快肌纤维的4倍。慢肌纤维中氧化酶系统如细胞色素化酶(CYTOX)、苹果酸脱氢酶(MOH)和琥珀酸氢酶(SHD)等的活性都明显高于快肌纤维。慢肌纤维中作为氧化反应场所的线粒体大而多，线粒体蛋白(线粒体蛋白主要是各种氧化酶)的含量也较快肌纤维多；快肌纤维中线粒体的体积小，而且数量少，线粒体蛋白含量也少。慢肌纤维中的甘油三脂含量可比快肌纤维多3倍。慢肌纤维中的毛细血管的数量多于快肌纤维，说明慢肌纤维的血液供应丰富。慢肌纤维中的肌红蛋白含量也明显大于快肌纤维。这都说明慢肌纤维的有氧代谢能力大于快肌纤维。4．代谢特征20目前二十页\总数五十一页\编于八点(2)快肌纤维的无氧代谢能力高于慢肌纤维快肌纤维中一些重要的与无氧代谢有关酶的活性明显高于慢肌纤维。镁-三磷酸腺苷酶(Mg-ATPase)活性为慢肌纤维的3倍肌激酶(MK)活性为慢肌纤维的1.8倍磷酸肌酸酶(CPK)活性为慢肌纤维的1.3倍乳酸脱氢酶(LDH)的活性为慢肌纤维的2-2.5倍可见快肌纤维的无氧代谢能力较慢肌纤维高快肌纤维和慢肌纤维的一些不同的特性见表2-4表421目前二十一页\总数五十一页\编于八点

三、运动时不同类型运动单位的动员22目前二十二页\总数五十一页\编于八点

高耐克(Gollnick)等人让受试者用2/3最大摄氧量强度运动，发现慢肌纤维中的糖元首先被消耗，继而转向快肌纤维。甚至当慢肌纤维中的糖元完全空竭时，快肌纤维中还有糖元剩余。当运动强度为150％最大摄氧量强度时，快肌纤维中的糖元首先被消耗。说明，在以较低的强度运动时，慢肌纤维首先被动员，运动强度较大时，快肌纤，维首先被动员。23目前二十三页\总数五十一页\编于八点

司密斯(Smith)描记了猫比目鱼肌(100％ST)和腓肠肌外侧头(85％FT)在从事站立、跑台跑、跳跃等活动时的肌电图。站立时，比目鱼肌有肌电活动，腓肠肌外侧头无肌电活动；跑时，两种肌纤维都参与工作当跑速从0.5米/秒提高到3.5米/秒时，FT/ST波幅度的比率由0.25增加到1.5，表明随着速度的加快，快肌纤维参与工作的程度增加了；在跳跃时快肌纤维参与工作的程度达到最大。24目前二十四页\总数五十一页\编于八点

图2-30A表示30公里跑过程中股外肌的快肌纤维和肌纤维中糖元利用情况。受试者的股外肌中快肌纤维百分比为60％慢肌纤维百分比为40％运动员平均运动时间为2.5小时以内。从图中可以看到，慢肌纤维中的糖元消耗速度较快。这表明，耐力运动时，慢肌纤维的参与程度较快肌纤维大。

而在自行车全速运动时，情况则完全相反。从图2-30B中可以看到，在全速自行车运动中，快肌纤维中的糖元消耗速率较快。说明在高强度、短时间的工作中，快肌纤维优先被动员。图3025目前二十五页\总数五十一页\编于八点

从上述的实验中可以看出，在运动时运动单位的动员具有选择性。这种选择性和运动强度有密切的关系。在运动训练时，采用不同强度的练习，可以发展不同类型的肌纤维。为了增强快肌纤维的代谢能力，训练计划必须包括大强度的练习；如果要提高慢肌纤维的代谢能力，训练计划就要由低强度、持续时间较长的练习组成。26目前二十六页\总数五十一页\编于八点

四、不同项目运动员肌纤维的组成27目前二十七页\总数五十一页\编于八点

在研究一般人的肌纤维组成时常常用针刺活检取样法

开放性活检取样法尸检法来获得身体中骨骼肌肌纤维组成的数据。1．一般人的肌纤维组成28目前二十八页\总数五十一页\编于八点

表2-5表示的是不同的作者用针刺活检法取得的实验结果。从表中可以看出男女受试者上下肢肌肉的慢肌纤维百分比平均为40-60％但从每个受试者来看，慢肌纤维百分比最低的为24％，最高的为74.2％，相差的范围很大。说明在一般人中肌纤维的百分比分布范围很大。表5a表5b29目前二十九页\总数五十一页\编于八点

从表2-6中可以看到，一般人(无训练者)的肌纤维组成的分布范围很广。但是如果研究了运动员的肌纤维组成就会发现，运动员的肌纤维组成具有项目特点。参加时间短、强度大项目的运动员，骨骼肌中快肌纤维百分比较从事耐力项目运动员和一般人高。相反，从事耐力项目运动员的慢肌纤维百分比却高于非耐力项目运动员和一般人。既需要耐力又需要速度的运动项目(如中跑、自行车等，肌肉中快肌纤维和慢肌纤维百分比相当。2．运动员的肌纤维组成30目前三十页\总数五十一页\编于八点图31

图2-31表示的是不同项目男女运动员的肌纤维组成。图中的数据取自世界水平运动员。虽然从平均值中可见肌纤维组成有明显的项目特点，但应该注意的是，在相同的项目中肌纤维组成的变化范围也是很大的。如马拉松运动员的平均慢肌纤维百分比为82％，但其中有的运动员慢肌纤维百分比仅为50％。而短跑跳跃项目运动员的快肌纤维百分比平均为79％，但其中有的运动员仅为48％。这意味着肌纤维组成的优势只是取得优异成绩的因素之一。除此之外，运动训练可使人体产生良好的适应。31目前三十一页\总数五十一页\编于八点

五、肌纤维类型同遗传与训练的关系32目前三十二页\总数五十一页\编于八点

关于如何解释不同项目运动员的肌纤维类型分布不同，有两种观点：其一：每个人生来快肌纤维和慢肌纤维的分布比例就已经确定，而且这种比例是不能通过训练和其它方法得到改变。优秀运动员某种肌纤维占优势的现象是“自然选择”的结果。也就是说人的肌纤维类型组成是先天决定的。只有那些肌纤维组成占优势的运动员才能取得好成绩。其二：运动员长时间系统地从事某一专项运动训练，可使肌肉结构和机能产生适应性变化，通过训练可导致运动员肌纤维组成发生适应性改变。即“训练适应”的观点。这两种相互对立的观点各有实验支持。33目前三十三页\总数五十一页\编于八点在对单卵和双卵双胞胎的慢肌纤维百分比的研究中发现，人体中肌纤维的分布完全决定于遗传因素。图2-32的左图表示的是单卵双生子间的慢肌纤维百分比相关图。对角线是“一致线”，如果双生子A与双生子B的慢肌纤维百分比完全相同，所有的点应全部落在一致线上。右图表示的是双卵双生子的慢肌纤维百分比相关图。可以看到，单卵双生子的慢肌纤维百分比高度相关，变异较小，·所有的点基本落在“一致线”上；而双卵双生子的慢肌纤维百分比相关较小，点离“一致线”较远。1．关于自然选择的实验证据图3234目前三十四页\总数五十一页\编于八点

研究表明，男性受试者的肌纤维类型的遗传性为99.5％、女性为92.2％。因此，可以认为，运动员的快肌和慢肌纤维分布可能是“自然选择”的结果。35目前三十五页\总数五十一页\编于八点

斯诺司汤森(Thorstansson，1975)对4名男子进行了8周的短跑训练。在训练前后对股外肌进行活检，测定分析了快肌纤维百分比、快肌和慢肌纤维面积、以及ATP酶活性等指标。从表2-6中可以看出，训练前后快肌纤维百分比，以及快肌、慢肌纤维面积没有显著的差异。但是，ATP酶的活性却显著的提高了。表636目前三十六页\总数五十一页\编于八点

萨尔庭(Saltin，1973)对6名成年男受试者进行了5个月的长跑训练。在训练前后，测定了受试者的最大摄氧量、慢肌纤维百分比、慢肌纤维面积、琥珀酸脱氢酶活性和磷酸丙糖激酶等指标。研究发现，受试者的最大摄氧量、慢肌纤维面积、琥珀酸脱氢酶活性和磷酸丙糖激酶在训练后显著提高了。但慢肌纤维百分比投有明显提高。(表2-7)表737目前三十七页\总数五十一页\编于八点

从上面的实验中可以看出，人的肌纤维分布似乎是由于遗传决定的。不同项目运动员的不同肌纤维组成可能是自然选择的结果。38目前三十八页\总数五十一页\编于八点谬勒尔(Buller，1960)将刚出生猫的支配慢肌纤维(比目鱼肌)以及支配快肌纤维(屈趾长肌)的神经都切断，然后进行交叉接合。即使支配快肌纤维神经的近心端连接支配慢肌纤维神经的远心端；将支配慢肌纤维神经的近心端连接支配快肌纤维神经的远心端。手术一定时间后，比较手术侧和对照侧同名肌的收缩特性。发现手术侧的快肌(屈趾长肌)的收缩时延长，向慢肌转化；而慢肌的收缩时缩短，向快肌转化。2．支持肌纤维相互转化的实验证据39目前三十九页\总数五十一页\编于八点

在后来的实验中，都得到了类似的结果。并且伴随着肌肉收缩特性改变，肌肉的代谢活动也发生相应改变。这些变化主要表现在有关酶的活动模式上。如将支配慢肌的神经接到快肌上(切断原来的支配神经)，则快肌纤维中氧化酶活性增强，同时有关糖元分解、糖酵解以及乳酸代谢的酶活性降低。40目前四十页\总数五十一页\编于八点

如果将比目鱼肌的肌腱切断，但保留神经支配，经过一段时间后，比目鱼肌的收缩速度加快了。另外，用不同频率的电刺激比目鱼肌2-3周后，其收缩特性也发生改变。当刺激频率为5-10赫兹时，比目鱼肌的收缩特性不发生变化；当刺激频率为20-40赫兹时，比目鱼肌的收缩速度变快。如果用10赫兹的频率刺激胫骨前肌2-4周后，其收缩速度变慢了。这种作用可持续2-3个月。41目前四十一页\总数五十一页\编于八点

神经是通过何种途径对所支配的肌纤维产生作用，还没的定论。目前认为神经对肌纤维产生一种特殊的“营养”作用，并通过这种“营养”作用决定着肌纤维如何变化。42目前四十二页\总数五十一页\编于八点

詹森(Jansson)等观察了4名受试者训练前后肌纤维类型的变化。他让爱试者进行两个阶段的训练。第一阶段进行18周有氧训练，训练强度为70-80％最大的摄氧量强度；第二阶段进行11周无氧训练，训练强度为90-100％最大摄氧量强度。在训练前后用活检技术在股外肌取样，用ATP酶染色法分析纤维的变化。从表2-13中可以看到，无氧训练后，所有受试者Ⅰ型肌纤维百分比下降了，而Ⅱc型的百分比提高了。作者认为无氧训练引起的肌纤维变化是Ⅰ型肌纤维先转变为Ⅱc型，然后才向Ⅱc型或Ⅱb型转化。有氧训练引起的肌纤维变化则相反，先由Ⅱa型或Ⅱb型转化为Ⅱc型，最后再由Ⅱc型转化为Ⅰ型。43目前四十三页\总数五十一页\编于八点

安德林(Anderson)等让12名受试者在功率自行车上进行8周的耐力训练，发现股外肌中Ⅱ型肌纤维百分比无变化但其亚型Ⅱa和Ⅱb型的百分比发生了改变。(表2-8)人类肌纤维类型间是否能相互转变，仍是悬而未决的问题，一时难以定论。看来方法学上还存在一定的问题。耍弄清事物的本来面目，还有许多工作要做。表844目前四十四页\总数五十一页\编于八点

(1)肌纤维选择性肥大萨尔庭发现耐力训练可引起慢肌纤维选择性肥大；速度、爆发力的训练可引起快肌纤维选择性肥大。通过10周的举重训练，快肌纤维面积由5473平方微米增加到7140平方微米(P<0.05)。考斯特尔(Costil)发现长跑运动员慢肌纤维的相对面积(STarea％)要比快肌纤维的相对面积大22％(P<0.05)。不同的项目的赛跑运动员慢肌纤维相对面积见表2-9。3．训练对肌纤维的影响表945目前四十五页\总数五十一页\编于八点肌纤维对训练的适应表现为肌肉中有关酶活性的有选择性增强。考斯特尔研究了不同项目赛跑运动员和无训