肌肉收縮形式與物理特性

肌肉收縮形式與物理特性第一頁，共25頁。二、骨骼肌的收縮形式

(一)縮短收縮概念：肌肉收縮時(shí)，長度縮短的收縮稱為向心收縮。特點(diǎn)：收縮時(shí)肌肉長度縮短、起止點(diǎn)相互靠近，因而引起身體運(yùn)動(dòng)。第二頁，共25頁。（二）縮短收縮的分類1.等張收縮（非等動(dòng)收縮）在整個(gè)收縮過程中負(fù)荷恒定，肌肉收縮產(chǎn)生的張力和負(fù)荷不等同，收縮速度也不同。當(dāng)屈肘舉起一恒定負(fù)荷時(shí)肌肉收縮產(chǎn)生的張力隨關(guān)節(jié)角度而變化

第三頁，共25頁。第四頁，共25頁。（2）等動(dòng)收縮等動(dòng)收縮：在整個(gè)關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)肌肉以恒定的速度，且肌肉收縮時(shí)產(chǎn)生的力量始終與阻力相等的肌肉收縮。

等動(dòng)收縮時(shí)在整個(gè)運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)肌肉都產(chǎn)生最大張力第五頁，共25頁。等動(dòng)收縮和等張收縮區(qū)別：等動(dòng)收縮時(shí)在整個(gè)運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)都能產(chǎn)生最大的肌張力，等張收縮則不能。等動(dòng)收縮的速度可以根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)節(jié)。理論和實(shí)踐證明，等動(dòng)練習(xí)是提高肌肉力量的有效手段。

第六頁，共25頁。（二）拉長收縮1.概念：當(dāng)肌肉收縮所產(chǎn)生的張力小于外力時(shí)，肌肉積極收縮但被拉長。2.特點(diǎn)：張力與阻力方向相反，做負(fù)功。3.舉例：如下蹲時(shí)，股四頭肌在收縮的同時(shí)被拉長，以控制重力對人體的作用，使身體緩慢下蹲，起緩沖作用。如搬運(yùn)重物時(shí)，將重物放下，以及下坡跑和下樓梯等也需要肌肉進(jìn)行離心收縮。

第七頁，共25頁。（三）等長收縮等長收縮概念：當(dāng)肌肉收縮產(chǎn)生的張力等于外力時(shí)，肌肉積極收縮但長度不變。

（靜力收縮）如體操中的“十字支撐”“直角支撐”和武術(shù)中的站樁

第八頁，共25頁。（四）骨骼肌不同收縮形式的比較1.力量同一塊肌肉，在收縮速度相同的情況下，離心收縮可產(chǎn)生最大的張力。離心收縮產(chǎn)生的力量比向心收縮大50%左右，比等長收縮大25%左右。原因：①是牽張反射，肌肉受到外力的牽張時(shí)會(huì)反射性地引起收縮。在離心收縮時(shí)肌肉受到強(qiáng)烈的牽張，因此會(huì)反射性地引起肌肉強(qiáng)烈收縮。②是離心收縮時(shí)肌肉中的彈性成分被拉長而產(chǎn)生阻力，同時(shí)肌肉中的可收縮成分也產(chǎn)生最大阻力。第九頁，共25頁。2.代謝在輸出功率相同的情況下，肌肉離心收縮時(shí)所消耗的能量低于向心收縮，其耗氧量也低于向心收縮。肌肉離心收縮對其他與代謝有關(guān)的生理指標(biāo)的反應(yīng)(如心率、心輸出量、肺通氣量、肺換氣效率、肌肉的血流量和肌肉溫度等)均低于向心收縮。第十頁，共25頁。3.肌肉酸疼

很早就發(fā)現(xiàn)，肌肉做退讓工作時(shí)容易引起肌肉酸疼和損傷。近來研究表明，大負(fù)荷肌肉離心收縮比向心收縮更容易引起肌肉酸疼和肌纖維超微結(jié)構(gòu)以及收縮蛋白代謝的變化。

離心收縮、等長收縮和向心收縮后的肌肉酸疼之比較離心收縮導(dǎo)致的肌肉酸疼最明顯，向心收縮導(dǎo)致的肌肉酸疼最不明顯

第十一頁，共25頁。肌肉三種收縮形式的比較————————————————————工作形式肌肉長度外力與肌在運(yùn)動(dòng)中肌肉對外能量供給率變化張力的變化的功能所作的功—————————————————————————————————縮短收縮縮短小于肌張力加速正增加拉長收縮拉長大于肌張力減速負(fù)減少等長收縮不變等于肌張力固定未小于縮短收縮—————————————————————————————————

第十二頁，共25頁。二、肌肉收縮的力學(xué)特征(一)后負(fù)荷對肌肉收縮的影響——張力速度曲線張力大小：取決于活化的橫橋數(shù)目；收縮速度：取決于能量釋放速率和肌球蛋白ATP酶活性，與活化的橫橋數(shù)目無關(guān)。

肌肉收縮的張力速度關(guān)系

第十三頁，共25頁。2.肌肉力量與運(yùn)動(dòng)速度肌肉力量增加可以提高運(yùn)動(dòng)速度。

握推力量不同的人在不同負(fù)荷下的運(yùn)動(dòng)時(shí)間第十四頁，共25頁。3.不同訓(xùn)練負(fù)荷對張力速度曲線的影響第十五頁，共25頁。（二）前負(fù)荷對肌肉收縮的影響－長度與張力關(guān)系1.前負(fù)荷：是指在肌肉收縮前就加在肌肉上的負(fù)荷，它使肌肉收縮前就處于某種被拉長狀態(tài)。2.適宜初長度：把引起肌肉收縮張力最大的初長度。3.當(dāng)肌肉初長度處于適宜水平時(shí)，肌節(jié)長度2.0－2.2um，粗、細(xì)肌絲正處于最理想的重疊狀態(tài)，起作用的橫橋數(shù)目最多，收縮張力最大。第十六頁，共25頁。4.肌肉收縮的長度張力關(guān)系第十七頁，共25頁。三、結(jié)締組織的組成及運(yùn)動(dòng)對其影響（一）結(jié)締組織的組成1.肌肉兩端的肌腱和肌內(nèi)膜、肌束膜、肌外膜及肌節(jié)中的Z線和M線。2.結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：細(xì)胞少、基質(zhì)多，基質(zhì)中含有膠原、彈性蛋白、蛋白多糖等。膠原時(shí)結(jié)締組織最主要成分，它以膠原纖維形式存在。第十八頁，共25頁。（二）運(yùn)動(dòng)對肌肉結(jié)締組織的影響1.長期運(yùn)動(dòng)可提高肌腱的抗張力量和抗斷裂力量運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練可提高肌腱的抗張應(yīng)力，增強(qiáng)肌腱與骨結(jié)合區(qū)的結(jié)合能力和力量，從而使肌腱能承受更大的拉力。2.長期運(yùn)動(dòng)可使肌中結(jié)締組織肥大肌肉肥大的同時(shí)，結(jié)締組織也增加。主要是肌中膠原蛋白的增加。第十九頁，共25頁。四、肌電的研究與應(yīng)用

（一）利用肌電測定神經(jīng)的傳導(dǎo)速度如果在神經(jīng)通路的兩個(gè)或兩個(gè)以上的點(diǎn)上給予電流刺激，從該神經(jīng)所支配的肌肉上記錄誘發(fā)電位，然后根據(jù)下列公式可計(jì)算出神經(jīng)的傳導(dǎo)速度。V=S/t式中:V為神經(jīng)傳導(dǎo)速度，單位為米/秒；t為兩刺激點(diǎn)從刺激開始到肌肉開始收縮的時(shí)間差，單位為秒；S為兩刺激點(diǎn)之間的距離，單位為米。

第二十頁，共25頁。（二）利用肌電圖研究肌肉疲勞

肌肉疲勞對其肌電活動(dòng)也會(huì)發(fā)生變化，因此可以用肌電來研究肌肉疲勞的發(fā)生及機(jī)制。(1)肌肉工作過程中肌電幅值的變化肌電幅值是指肌電信號的振幅大小。在肌電研究過程中，反應(yīng)肌電幅值的指標(biāo)有積分肌電(EMG)和均方根振幅(RMS)。第二十一頁，共25頁。(2)肌肉工作過程中肌電信號的頻譜變化研究表明，在肌肉工作過程中，肌電信號的頻率特性可隨著肌肉的機(jī)能狀態(tài)的改變而發(fā)生變化。反應(yīng)肌電信號的頻率特性的指標(biāo)有平均功率頻率(MPF)和中心頻率(FC)。肌肉疲勞前后肌電頻率譜變化第二十二頁，共25頁。（三）利用肌電圖評價(jià)肌力當(dāng)肌肉以不同的負(fù)荷進(jìn)行收縮時(shí)，其肌電信號的積分值(IEMG)同肌力成正比關(guān)系，即肌肉產(chǎn)生的張力越大IEMG越大?？路埔?Chaffin)等人發(fā)現(xiàn)當(dāng)肌肉用40%MVC以下強(qiáng)度收縮時(shí)，肌力與肌電呈線性關(guān)系。60%MVC以上強(qiáng)度時(shí)，肌力與肌電也呈線性關(guān)系，但此時(shí)的直線斜率較大。而肌力在40%-60%MVC時(shí)，肌力與肌電之間的線性關(guān)系往往就不存在了。

第二十三頁，共25頁。在勻速屈肘運(yùn)動(dòng)中肌張力與IEMG的關(guān)系

A的心收縮B離心收縮第二十四頁，