運動生理學教案 第二章 肌肉收縮 5學時課件

第二章肌肉收縮第一節(jié)肌纖維的微細結(jié)構(gòu)

粗肌絲：肌球蛋白1、肌原纖維

肌動蛋白細肌絲原肌球蛋白

肌鈣蛋白橫管系統(tǒng)（T管）2、肌管系統(tǒng)縱管系統(tǒng)（L管）P361、肌原纖維骨骼肌超微結(jié)構(gòu)示意圖⑴粗肌絲由肌球(肌凝)蛋白組成，分為頭部和桿部。其桿部朝向M線呈束狀排列。其頭部規(guī)律地分部在粗肌絲表面，稱為橫橋。肌原纖維的組成①有一個能與三磷酸腺苷（ATP）結(jié)合的位點②在一定條件下能與細肌絲上的結(jié)合位點發(fā)生可逆性結(jié)合③具有ATP酶的作用,與結(jié)合位點結(jié)合后,分解ATP提供橫橋扭動(肌絲滑行)和作功的能量橫橋的特點肌動蛋白：表面有與橫橋結(jié)合的位點，靜息時被原肌凝蛋白掩蓋；原肌凝蛋白：靜息時掩蓋結(jié)合位點；肌鈣蛋白：與Ca2+結(jié)合變構(gòu)后,使原肌凝蛋白位移，暴露出結(jié)合位點。細肌絲(thinfilament)細肌絲分子結(jié)構(gòu)肌動蛋白

原肌球蛋白肌鈣蛋白OOOO粗肌絲和細肌絲的空間排列示意圖-2

肌肉收縮的滑行過程2、肌管系統(tǒng)

橫管:肌細胞膜從表面橫向伸入肌纖維內(nèi)部的膜管系統(tǒng)?？v管:肌質(zhì)網(wǎng)系統(tǒng)。終池:肌質(zhì)網(wǎng)在接近橫小管處形成特殊的膨大。三聯(lián)管:每一個橫小管和兩側(cè)的終池構(gòu)成。

肌管系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

肌節(jié)縮短=肌細胞收縮牽拉細肌絲朝肌節(jié)中央滑行橫橋擺動橫橋與結(jié)合位點結(jié)合，分解ATP釋放能量原肌凝蛋白位移，暴露細肌絲上的結(jié)合位點Ca2+與肌鈣蛋白結(jié)合終池內(nèi)的Ca2+進入肌漿骨骼肌收縮子機制-滑行學說1、肌肉的物理特性P31①伸展性：肌肉在外力作用下可被拉長，為肌肉的伸展性。②彈性：當外力消失時，肌肉又恢復到原來形狀，為肌肉的彈性。③粘滯性：肌肉內(nèi)部各蛋白分子相互摩擦產(chǎn)生的內(nèi)部阻力為肌肉的粘滯性。肌肉的物理特性受溫度的影響。當肌肉溫度升高時，肌肉的粘滯性下降，伸展性和彈性增加。第二節(jié)肌肉的特性2、肌肉的生理特性P32①興奮性：肌肉具有對刺激發(fā)生反應興奮的能力。②收縮性：肌肉興奮后通過其內(nèi)部機制，產(chǎn)生長度或/和張力變化，實現(xiàn)肌肉的收縮和舒張3.興奮性的概念（1）興奮性：組織細胞接受刺激后具有產(chǎn)生動作電位的能力。（2）引起興奮的三個刺激條件：①一定的刺激強度；②持續(xù)一定的作用時間；

③一定的強度-時間變化率。

強度-時間曲線：用來描述引起組織興奮所需的閾強度和刺激的作用時間的關(guān)系曲線圖。（3）強度-時間曲線1.靜息電位及產(chǎn)生的機制++++++++++++++++++++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+靜息電位產(chǎn)生的機制是細胞膜內(nèi)、外Na+

、K+離子分布不均和細胞膜具有選擇通透性膜內(nèi)外離子比：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-+--++-+-

3.動作電位的傳導（局部電流學說）動作電位的特征之一就是它的可傳導性，即細胞膜任何一處興奮時，它所產(chǎn)生的動作電位可傳播到整個細胞。一、興奮在神經(jīng)-肌肉接點的傳遞（一）神經(jīng)肌肉接點的結(jié)構(gòu)第四節(jié)肌肉的收縮原理肌細胞收縮牽拉細肌絲朝肌節(jié)中央滑行橫橋擺動橫橋與結(jié)合位點結(jié)合分解ATP釋放能量原肌球蛋白位移，暴露細肌絲上的結(jié)合位點Ca2+與肌鈣蛋白結(jié)合肌鈣蛋白的構(gòu)型改變終池膜上的鈣通道開放終池內(nèi)的Ca2+進入肌漿二、肌纖維的興奮-收縮耦聯(lián)N-M接頭處興奮傳遞的主要步驟神經(jīng)沖動Ca2＋通道開放，Ca2＋內(nèi)流囊泡移動、融合、破裂，ACh釋放ACh與N2受體結(jié)合Na＋、K＋(尤其是Na＋)通透性↑終板膜去極化→終板電位（EPP）EPP電緊張性擴布至肌膜動作電位接頭前膜內(nèi)囊泡移動、融合、破裂，囊泡中的ACh釋放(量子釋放)ACh與終板膜上的N2受體結(jié)合，受體蛋白分子構(gòu)型改變終板膜對Na＋、K＋(尤其是Na＋)通透性↑一、縮短收縮、拉長收縮和等長收縮1.縮短收縮：肌肉收縮所產(chǎn)生的張力大于外力時，肌肉縮短，并牽引骨杠桿做相向運動的一種收縮形式。依據(jù)整個關(guān)節(jié)運動范圍肌肉張力與負荷的關(guān)系，分為：

①非等動收縮:在縮短收縮過程中,張力改變,負荷不改變

②等動收縮:在縮短收縮過程中,張力=負荷(外力)2.拉長收縮：當肌肉收縮所產(chǎn)生的張力小于外力時，肌肉積極收縮但被拉長，這種收縮形式稱拉長收縮，又稱離心收縮。3.等長收縮：當肌肉收縮產(chǎn)生的張力等于外力時，肌肉收縮但長度不變，這種收縮形式稱等長收縮。第五節(jié)肌肉的收縮形式與力學特征

（一）后負荷：是肌肉收縮開始之后所遇到的負荷。前負荷：是肌肉收縮開始前加上的負荷。（二）張力-速度曲線：固定前負荷不變,讓肌肉在不同后負荷條件下進行等張收縮。把肌肉張力和縮短初速度繪成坐標曲線。長度-速度曲線：肌肉在不同前負荷的作用下收縮。把肌肉張力與長度關(guān)系繪成坐標曲線。是開口向下的拋物線。二、肌肉收縮的力學特征P43P43一、肌纖維類型（一）根據(jù)組織化學染色法

具有不同酶活性的肌原纖維ATP酶在各種不同pH環(huán)境中染色差異，可將骨骼肌纖維劃分為Ⅰ型(紅肌,慢肌)和Ⅱ型（白肌,快?。?包括:Ⅱa、Ⅱb、Ⅱc。（二）根據(jù)肌纖維代謝特征根據(jù)肌肉收縮和肌肉的氧化酶、磷酸化酶含量，把骨骼肌纖維分為慢縮強氧化型、快縮強氧化酵解型和快縮強酵解型三種類型第六節(jié)肌纖維類型與運動能力1.形態(tài)特征快肌纖維：直徑較粗，呈蒼白色；肌漿少，肌紅蛋白含量少，肌漿中線粒體數(shù)量和容積小，肌質(zhì)網(wǎng)發(fā)達；接受脊髓前角大運動神經(jīng)元支配，運動神經(jīng)元所支配的肌纖維數(shù)量多。慢肌纖維：直徑較細，呈紅色；肌漿豐富，肌紅蛋白含量高，肌漿中線粒體數(shù)量和直徑大，周圍毛細血管網(wǎng)發(fā)達；接受脊髓前角的小運動神經(jīng)元支配，運動神經(jīng)元所支配的肌纖維數(shù)量少。2.代謝特征：

FT

ST①無氧代謝酶活性高有氧代謝酶活性高②糖原含量多甘油三酯含量高

二、兩類肌纖維的形態(tài)、代謝和生理特征3.生理特征①收縮速度：肌肉中快肌纖維收縮速度較快。肌肉中慢肌纖維收縮速度較慢。②收縮力量：肌肉收縮力大小取決于肌肉的橫斷面積并受肌纖維類型等因素影響，快肌收縮力量大于慢肌。③抗疲勞性：肌肉中快肌纖維抗疲勞能力弱。肌肉中慢肌纖維抗疲勞能力強。三、不同類型肌纖維的分布（1）肌纖維類型的百分組成。（2）骨骼肌纖維功能上的分布現(xiàn)象（3）骨骼肌纖維類型的性別差異。（4）骨骼肌纖維類型組成的年齡變化。（5）遺傳因素對骨骼肌纖維類型分布的影響。四、肌纖維類型與運動能力運動員的肌纖維百分組成具有明顯的運動項目特異性?？旒“俜直扰c速度、爆發(fā)力素質(zhì)有關(guān)，慢肌百分比與一般耐力和力量耐力有關(guān)。（一）運動能引起肌纖維組成的改變。①快肌亞型（Ⅱa和Ⅱb）在訓練影響下可相互轉(zhuǎn)化。②專門性的訓練可使慢肌纖維和快肌纖維互相轉(zhuǎn)變，這種轉(zhuǎn)變的中介是快C纖維，即：慢肌纖維→快C纖維→快肌纖維（二）不同訓練形式對肌纖維影響經(jīng)常進行體育鍛煉或系統(tǒng)的運動訓練，可使肌肉功能得以改善：肌纖維增粗、肌原纖維增多。五、訓練對肌纖維的影響①低強度活動時，優(yōu)先使用慢肌纖維，隨著運動強度的增加或負荷的加大，快A和快B纖維依次被募集，②當強度或負荷最大時，快A和快B纖維募集的百分比大于慢肌纖維。六、運動時不同肌纖維的動員第七節(jié)肌肉的結(jié)締組織一、肌肉結(jié)締組織的組成

膠原是結(jié)締組織最主要成分，它以膠原纖維形式存在。二、運動對肌肉結(jié)締組織的影響

1、長期運動可提高肌腱的抗張力量和抗斷裂力量。

2、長期運動可使肌中結(jié)締組織肥大。第八節(jié)肌電圖一、肌電的引導①針電極：能記錄深層肌肉電活動。有損傷和有痛苦；②表面電極：操作簡便，無損傷和無痛苦。缺點是不能記錄深層肌肉電活動。二、正常肌電圖①肌肉在完全松弛情況下不出現(xiàn)電活動，引導電極插入肌肉后，在記錄儀上僅描記出一條平穩(wěn)的基線。②運動單位電位的波幅代表放電的強度，其大小取決于興奮的運動單位大小或活動肌纖維數(shù)目。三.肌電圖的應用

1.利用肌電圖分析技術(shù)動作：了解完成該項動作的主要肌群，及其用力程度和順序，為體育教學與訓練提供依據(jù)。

2.利