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骨骼肌的工作机理

时间:2008-09-14 14:07:48  来源:本站原创  作者:佚名

  人体的肌肉分为骨骼肌、心肌和平滑肌三大类。骨骼肌的主要活动形式是收缩和舒张。通过舒缩活动完成运动、动作,维持身体姿势。
骨骼肌的活动是在神经系统的调节支配下,在机体各器官系统的协调活动下完成的。
骨骼肌细胞的生物电现象
  可兴奋组织的生物电现象是组织兴奋的本质活动——(结合《绪论》有关问题提问)
  生物电活动包括静息电位活动和动作电位活动,前者是后者的基础。
一、静息电位
1.概念:细胞处于安静状态时细胞膜内外所存在的电位差。(视图)
2.产生原理
① 细胞内外各种离子的浓度分布是不均匀的;
② 静息状态下细胞膜对各种离子通透具有选择性;
③ 静息状态时,细胞膜对K+的通透性大,而对Na+的通透性较小,K+向细胞外流动。造成细胞外电位高而细胞内电位低的电位差;
④ 随着K+外流,细胞膜两侧形成的外正内负的电场力会阻止细胞内K+的继续外流,当促使K+外流的由浓度差形成的向外扩散力与阻止K+外流的电场力相等时,K+的净移动量就会等于零。这时细胞内外的电位差值就稳定在一定水平上,这就是静息电位。由于静息电位主要是K+由细胞内向外流动达到平衡时的电位值,所以又把静息电位称为K+平衡电位。
二、动作电位
1.概念
可兴奋细胞兴奋时,细胞内产生的可扩布的电位变化称为动作电位 。
2.产生原理
膜外Na+多于膜内,在受刺激时膜Na+通道开放,Na+由膜外向膜内运动,达到Na+的平衡电位,在此过程中,经过去极化形成膜外为负膜内为正的反极化(锋电位,绝对不应期)状态,继而复极化(后电位,相对不应期、超常期),恢复到极化状态。
3.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。
三、动作电位的传导
无髓神经纤维:局部电流
有髓神经纤维:跳跃式——以神经纤维局部电流环路方式双向传导
有髓鞘神经呈跳跃式传导,速度快;无髓鞘神经传导速度慢。
四、细胞间的兴奋传递
1.神经—肌肉接点的结构、兴奋传递过程
运动终板:终板前膜(介质)、终板后膜(受体)、终板间隙(酶)
2.神经——肌肉接头的兴奋传递
冲动→轴突末梢→钙通道开放钙入→突触小泡前移融合破裂→释放乙酰胆碱→乙经间隙与后膜受体结合终板电位(钠内流>钾外流)→总合为动作电位→沿肌膜扩布
五、肌电
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。用适当的方法将骨骼肌兴奋时发生的电位变化引导、放大并记录所得到的图形,称为肌电图。
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。

骨骼肌的收缩过程
一、肌丝滑行学说
1.概念:在调节因素的作用下,肌小节中的细肌丝在粗肌丝的带动下向A带中央滑行,使肌小节长度变短,导致肌原纤维肌纤维以致整块肌肉的收缩。
2.要点:肌原纤维的缩短,是细肌丝在粗肌丝之间滑行的结果。
3.根据:肌细胞缩短时,Z线互相靠拢,肌小节变短,明带和H区变短甚至消失, 暗带的长度则保持不变。
二、肌纤维收缩的分子机制
运动神经冲动(动作电位)→神经末梢→神经-肌肉接头兴奋传递→肌膜兴奋→横管膜兴奋→三联管兴奋→终池(纵管、肌质网)释钙→肌钙蛋白亚单位C+钙→肌钙蛋白分子构型变化→原肌球蛋白变构移位→肌动蛋白结合位点暴露+粗肌丝横桥→ATP酶激活→ATP分解供能→横桥摆动→细肌丝向H区滑行(多次)→肌小节缩短→肌肉收缩
三、兴奋-收缩耦联
概念:以肌细胞膜的电变化为特征的兴奋过程和以肌丝滑行为基础的收缩过程之间的中介过程。钙离子是重要的沟通物质。
三个步骤:肌膜电兴奋的传导、三联管处的信息传递、肌浆网(纵管系统)中Ca2+的释放。

  骨骼肌的特性

一、骨骼肌的物理特性
伸展性、弹性、粘滞性
二、骨骼肌的生理特性及兴奋条件
1.刺激强度:阈刺激强度。要引起骨骼肌兴奋必须具备必要的条件。
即引起兴奋的最小刺激强度。因肌而异,与肌肉的训练程度有关,
2.刺激作用时间:兴奋的必需条件之一。作用时间与刺激强度成反比。
时值:用2倍的基强度刺激组织,引起组织兴奋所需的最短时间。
 时值愈小则组织兴奋性愈高。
(肱二头肌时值:一般人:0.058毫秒;二级举重运动员:0.051毫秒;举重运动健将:0.047毫秒)
3.刺激强度变化率:刺激从无到有,从小变大的变化速率(通电、断电霎那)。

 骨骼肌收缩
一、骨骼肌的收缩形式
肌肉收缩时,可表现为肌丝滑动引起的肌小节缩短,也可表现为无肌小节缩短的肌肉张力增加。根据肌肉收缩时的长度和张力变化,肌肉收缩可分为4种类型:等张(向心)收缩、等长收缩、离心收缩、等动收缩。
(一)等张(向心)收缩
1.概念:肌肉收缩时张力首先增加,后长度变短,起止点彼此靠近,引起身体运动。
2.特点:张力增加在前,长度缩短在后;缩短开始后,张力不再增加,直到收缩结束。是动力性运动的主要收缩形式。
例:杠铃举起后;跑步;提重物等。
(二)等长收缩
1.概念:肌肉收缩时张力增加长度不变。即静力性收缩,此时不做机械功。
(不推动物体,不提起物体)
2.特点:超负荷运动;与其他关节的肌肉离心收缩和向心收缩同时发生,以保持一定的****,为其他关节的运动创造条件。
例:蹲起、蹲下(肩带、躯干;腿部、臀部);体操十字支撑、直角支撑;武术站桩等。
(三)离心收缩
1.概念:肌肉在产生张力的同时被拉长。
2.特点:控制重力对人体的作用——退让工作;制动——防止运动损伤。
例:下蹲——股四头肌;搬运放下重物——上臂、前臂肌;高处跳下——股四头肌、臀大肌
(四)等动收缩
1.概念:在整个肌肉活动的范围内,肌肉以恒定的速度、始终与阻力相等的力量收缩。
2.特点:收缩过程中收缩速度恒定;肌肉在整个运动范围内均可产生最大张力;为提高肌肉力量的有效手段。
例:自由泳划水
(五)骨骼肌不同收缩形式的比较
1.力量:离心收缩力量最大。
2.代谢:离心收缩耗能低,生理指标反应低于向心收缩
3.肌肉酸痛:离心收缩﹥等长收缩﹥向心收缩
二、骨骼肌收缩的力学表现(略)
三、运动单位的动员
1.运动单位的概念
1个a-运动神经元及其支配的肌纤维组成1个运动单位。运动单位是最基本的肌肉收缩单位。
2.运动单位的动员
概念:参与活动的运动单位数目和神经发放冲动频率的高低结合,形成运动单位的动员。
表现:最大收缩运动单位动员特点。
训练:欲使肌肉长时间保持一定的收缩力量应以次最大力量为基础。
第六节 肌纤维类型与运动能力
一、肌纤维类型的划分
方法:根据收缩速度;根据收缩及代谢特征;根据收缩特性和色泽;罗马数字等
二、不同类型肌纤维的形态、机能及代谢特征
(一)形态特征
直径(快)、收缩蛋白(快)与肌红蛋白量(慢)、肌浆网(快)、毛细血管网(慢)、线粒体(慢)、所支配的运动神经元等快、慢肌的不同。
(二)生理学特征
1.收缩速度(快),因每块肌肉中快慢肌不同比例混合,快肌比例高的肌肉收缩速度快。
2.力量(快),因快肌直径大于慢肌,快肌中肌纤维数目多。
3.运动训练可使肌肉的收缩速度加快,收缩力量加大。
4.肌纤维类型与疲劳:慢肌抗疲劳能力强于快肌。
(三)代谢特征
三、运动时不同类型运动单位的动员
低强度运动慢肌首先动员;大强度运动快肌首先动员。不同强度的训练发展不同类型的肌纤维:大强度——快肌;低强度,长时间——慢肌。

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