新運動生物力學

1、運動生物力學淺析運動生物力學淺析 小兒腦病康復科 趙繼輝內容內容 生物力學：生物力學：應用力學的原理分析人體運動規(guī)律應用力學的原理分析人體運動規(guī)律 運動生理學：運動生理學：研究運動中人體主要系統(tǒng)和臟器功能生理效應規(guī)律研究運動中人體主要系統(tǒng)和臟器功能生理效應規(guī)律運動生物力學的概念運動生物力學的概念：是以人體的解剖學、人體的生理：是以人體的解剖學、人體的生理學、力學的理論與方法，研究人體運動器系的生物力學學、力學的理論與方法，研究人體運動器系的生物力學特性和人體運動動作的力學規(guī)律以及器械機械運動力學特性和人體運動動作的力學規(guī)律以及器械機械運動力學規(guī)律的科學。規(guī)律的科學。運動力學基礎運動力學基礎w人

2、體杠桿：支點，力點、阻力點人體杠桿：支點，力點、阻力點平衡杠桿平衡杠桿省力杠桿省力杠桿速度杠桿速度杠桿運動力學基礎運動力學基礎w費力杠桿在康復治療中的作用費力杠桿在康復治療中的作用訓練肌力，通過調整阻力臂距離，增加或減少負訓練肌力，通過調整阻力臂距離，增加或減少負荷重量：荷重量：例：股四頭肌漸進抗阻例：股四頭肌漸進抗阻獲得速度，可通過增加阻力臂，減少動力臂進行，獲得速度，可通過增加阻力臂，減少動力臂進行，雖費力，但力點稍移動，即可加大阻力點移動的雖費力，但力點稍移動，即可加大阻力點移動的速度和范圍。速度和范圍。運動力學基礎運動力學基礎w省力杠桿在康復中的作用省力杠桿在康復中的作用可負較大重量可

3、負較大重量加強肌肉保護加強肌肉保護 運動力學基礎運動力學基礎w運動平面運動平面矢狀面矢狀面額狀面額狀面水平面水平面w運動軸運動軸矢狀軸矢狀軸額狀軸額狀軸垂直軸垂直軸運動力學基礎運動力學基礎w關節(jié)的力學關節(jié)的力學w單軸關節(jié)：單軸關節(jié)：滑車關節(jié)滑車關節(jié)圓柱關節(jié)圓柱關節(jié)w雙軸關節(jié)：雙軸關節(jié)：橢圓關節(jié)橢圓關節(jié)鞍狀關節(jié)鞍狀關節(jié)w三軸關節(jié)：三軸關節(jié)：球窩關節(jié)球窩關節(jié)平面關節(jié)平面關節(jié)運動力學基礎運動力學基礎w關節(jié)的穩(wěn)定性和靈活性關節(jié)的穩(wěn)定性和靈活性上肢以精細活動為主，靈活性好而穩(wěn)定性相對較上肢以精細活動為主，靈活性好而穩(wěn)定性相對較差差下肢支撐體重，要求穩(wěn)定性好而靈活性較差下肢支撐體重，要求穩(wěn)定性好而靈活性較

4、差 運動力學基礎運動力學基礎w關節(jié)的穩(wěn)定性和靈活性影響因素關節(jié)的穩(wěn)定性和靈活性影響因素構成關節(jié)的兩個關節(jié)面的大小構成關節(jié)的兩個關節(jié)面的大小w兩個關節(jié)面一樣大小穩(wěn)定性好兩個關節(jié)面一樣大小穩(wěn)定性好w兩個關節(jié)面相差大靈活性好兩個關節(jié)面相差大靈活性好關節(jié)囊的厚薄與松緊度關節(jié)囊的厚薄與松緊度關節(jié)韌帶的強弱與數量關節(jié)韌帶的強弱與數量關節(jié)周圍的肌肉強弱關節(jié)周圍的肌肉強弱運動力學基礎運動力學基礎w肌肉的力學特性肌肉的力學特性肌肉的理化特性肌肉的理化特性w 興奮性和收縮性興奮性和收縮性- -肌肉收縮產生肌力肌肉收縮產生肌力w 伸展性和彈性伸展性和彈性- -肌肉及腱組織的拉長與縮短肌肉及腱組織的拉長與縮短w決定肌

5、力大小的因素：決定肌力大小的因素：運動單位的募集程度運動單位的募集程度肌肉的橫截面肌肉的橫截面肌肉收縮前的初長度肌肉收縮前的初長度肌肉作功時的力臂長度肌肉作功時的力臂長度 （杠桿效應）（杠桿效應）肌纖維走向與肌腱長軸的關系肌纖維走向與肌腱長軸的關系纖維組織的力學特性纖維組織的力學特性w粘彈性粘彈性非線性應力非線性應力- -應變關系：應變關系：蠕變蠕變creepcreep：維持恒定的載荷下，纖維組織緩慢持：維持恒定的載荷下，纖維組織緩慢持續(xù)延長續(xù)延長應力松弛應力松弛stress relaxationstress relaxation：維持長度不變，纖：維持長度不變，纖維組織內因牽伸而提高的張力逐

6、漸下降；維組織內因牽伸而提高的張力逐漸下降；w彈性延伸：在去除應力后纖維組織回縮。彈性延伸：在去除應力后纖維組織回縮。w塑性延伸：在去除應力后纖維組織持久性延長。塑性延伸：在去除應力后纖維組織持久性延長。二、運動生理學基礎二、運動生理學基礎運動與骨骼肌運動與骨骼肌q骨骼肌的分型骨骼肌的分型q慢肌纖維（慢肌纖維（i i型）型）： 紅肌纖維，緩慢氧化型肌紅肌纖維，緩慢氧化型肌纖維（纖維（soso）q快肌纖維（快肌纖維（iiaiia，iibiib型）：型）：qiiaiia型：介與上型：介與上2 2類之間，快速氧化類之間，快速氧化- -糖元分解型纖維糖元分解型纖維（fogfog）。）。qiibiib型

7、：白肌纖維，快速糖元分解型肌纖維（型：白肌纖維，快速糖元分解型肌纖維（fgfg）。）。三種不同功能肌纖維的特征三種不同功能肌纖維的特征i i(so)(so)iiaiia (fog) (fog)iibiib(fg(fg) )形態(tài)特征形態(tài)特征肌纖維大小肌纖維大小肌漿網肌漿網運動神經元運動神經元相對肌纖維數量相對肌纖維數量/ /運動單位運動單位毛細血管（最大血流量毛細血管（最大血流量）肌肉顏色肌肉顏色小小不發(fā)達不發(fā)達細細少少多多紅紅最大最大發(fā)達發(fā)達粗粗中等中等中等中等紅紅大大發(fā)達發(fā)達粗粗多多少少白白生理特征生理特征收縮速度收縮速度肌漿網吸收肌漿網吸收caca2525能力能力肌張力肌張力耐疲勞耐疲勞力

8、發(fā)揮效率力發(fā)揮效率動員閾值動員閾值神經沖動傳導速度神經沖動傳導速度能量供應形式能量供應形式慢慢低低低低低低高高低低慢慢氧化磷酸化氧化磷酸化快快高高高高中等中等低低高高快快氧化磷酸化氧化磷酸化快快高高高高高高低低高高快快糖哮解糖哮解代謝特征代謝特征線粒體線粒體線粒體的有氧能力線粒體的有氧能力糖原儲備糖原儲備肌球蛋白肌球蛋白atpatp酶酶線粒體的無氧代謝能力線粒體的無氧代謝能力多多高高多多少少低低多多中等中等多多多多中等中等少少低低少少多多高高運動與骨骼肌運動與骨骼肌w肌肉收縮的基本形式肌肉收縮的基本形式等長收縮等長收縮等張收縮：等張收縮：w等張縮短等張縮短w等張延伸等張延伸等速收縮等速收縮運動

9、與骨骼肌運動與骨骼肌w肌肉收縮的力量：肌肉收縮的力量：肌力：指肌肉受神經興奮后收縮時產生的肌力：指肌肉受神經興奮后收縮時產生的力量和張力。例：一次性舉重力量和張力。例：一次性舉重耐力：指肌肉收縮時所能維持的時間和重耐力：指肌肉收縮時所能維持的時間和重復收縮的能力（即肌力所能維持的時間）。復收縮的能力（即肌力所能維持的時間）。不同運動形式對骨骼肌的影響不同運動形式對骨骼肌的影響 方式方式適應適應功能影響功能影響中等強度，反復多 線粒體增加增加肌耐力有氧代謝為主節(jié)省糖元利用紅肌纖維改變乳酸形成少肌纖維增加不顯線粒體相對減少增加肌力無氧代謝為主，蛋白質合成白肌纖維為主肌纖維增粗可使耐力下降耐力運動耐

10、力運動大強度，短時間，少量變，快頻率力量運動力量運動時間長15分運動與骨骼肌運動與骨骼肌w肌肉活動時的相互作用肌肉活動時的相互作用原動肌（原動?。╝gonistagonist）：直接完成動作的肌群）：直接完成動作的肌群拮抗?。ㄞ卓辜。╝ntagodistantagodist）：與原動肌作用相反的?。号c原動肌作用相反的肌群群 固定?。ü潭。╢ixatorfixator）：參加臨近關節(jié)固定的肌群，）：參加臨近關節(jié)固定的肌群，以確保原動肌的活動以確保原動肌的活動中和肌（中和?。╪eutralizatorneutralizator）：為抵消原動肌收縮）：為抵消原動肌收縮時所產生的一部分不需要的動作

11、時所產生的一部分不需要的動作運動對心血管的影響運動對心血管的影響w肌肉血流的自動調節(jié)肌肉血流的自動調節(jié)運動中為滿足運動肌代謝需要，身體血流重新分運動中為滿足運動肌代謝需要，身體血流重新分布，運動中支配四肢肌肉血管擴張，其它臟器血布，運動中支配四肢肌肉血管擴張，其它臟器血管收縮，血流量均減少，以保證重要臟器和肌肉管收縮，血流量均減少，以保證重要臟器和肌肉血供。血供。心心腦腦其它臟器其它臟器肌肉肌肉安靜（升安靜（升/分）分）0.250.751.251中等運動（升中等運動（升/分）分） 0.750.750.7512運動對心血管的影響運動對心血管的影響w神經性調節(jié)：神經性調節(jié)：交感神經張力增加，迷走神

12、經張力下降，產生循交感神經張力增加，迷走神經張力下降，產生循環(huán)效應：環(huán)效應：w心收縮力增強心收縮力增強w心率增加，每搏量增加，心輸出量增加心率增加，每搏量增加，心輸出量增加w靜脈血回流增加靜脈血回流增加運動對代謝的影響運動對代謝的影響w大強度，力量性運動，短時間的運動或一些大運動的早期大強度，力量性運動，短時間的運動或一些大運動的早期（百米沖刺，舉重等）能量來源是通過無氧代謝供給。無氧（百米沖刺，舉重等）能量來源是通過無氧代謝供給。無氧代謝代謝肌組織直接利用其自身貯備的能量（肌組織直接利用其自身貯備的能量（atpatp水平及磷酸水平及磷酸肌酸反應）及糖的無氧酵解過程中產生的肌酸反應）及糖的無氧酵解過程中產生的atpatp供能，這一過供能，這一過程程稱無氧代謝。稱無氧代謝。 w中、小強度，長時間的運動（馬拉松，萬米以上）能量來源中、小強度，長時間的運動（馬拉松，萬米以上）能量來源主要