01-第一章-骨骼肌機能

第一章骨骼肌機能1-0南京體育學院運動人體科學系徐凱第一章骨骼肌機能肌纖維結(jié)構(gòu)骨骼肌細胞的生物電現(xiàn)象肌肉的收縮過程骨骼肌特征骨骼肌收縮思考題1南京體育學院運動人體科學系徐凱第一節(jié)肌纖維結(jié)構(gòu)肌原纖維和肌小節(jié)肌管系統(tǒng)肌絲的分子組成SkeletalMuscleSkeletalmuscleenablesthevoluntarymovementofbones.Skeletalmuscleconsistsofdenselypackedgroupsofelongatedcellsknownasmusclefibers.Withinthesefibers,thealternationofthickandthinmyofilamentsgivesskeletalmusclesastriated,orstriped,appearance.EncartaEncyclopediaPhotoResearchers,Inc./MichaelAbbey/Science?1993-2003MicrosoftCorporation.Allrightsreserved.1-1南京體育學院運動人體科學系徐凱一、肌原纖維和肌小節(jié)1-1-1南京體育學院運動人體科學系徐凱二、肌管系統(tǒng)1-1-2肌質(zhì)網(wǎng)外囊（終池）肌質(zhì)網(wǎng)縱管橫管南京體育學院運動人體科學系徐凱三、肌絲的分子組成1-1-3粗肌絲細肌絲肌動蛋白肌鈣蛋白原肌球蛋白肌球蛋白南京體育學院運動人體科學系徐凱第二節(jié)骨胳肌細胞的生物電現(xiàn)象靜息電位動作電位動作電位的傳導細胞間的興奮傳遞1-2計算機生物信號采集處理系統(tǒng)數(shù)模轉(zhuǎn)換器＋放大器神經(jīng)元南京體育學院運動人體科學系徐凱一、靜息電位靜息電位的概念靜息電位的產(chǎn)生原理1-2-1南京體育學院運動人體科學系徐凱（一）靜息電位的概念靜息電位概念：細胞處于安靜狀態(tài)時，細胞膜內(nèi)外存在的電位差數(shù)值：外正內(nèi)負1-2-1-1南京體育學院運動人體科學系徐凱（二）靜息電位的產(chǎn)生原理K+Na+K+K+K+K+K+K+K+K+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+K+K+細胞外高鈉細胞內(nèi)高鉀？？1-2-1-2南京體育學院運動人體科學系徐凱K+Na+K+K+K+K+K+K+K+K+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+K+K+K+Na+細胞外細胞內(nèi)K+通道Na+通道開放關(guān)閉點擊觀看離子運動1-2-1-2南京體育學院運動人體科學系徐凱K+Na+K+K+K+K+K+K+K+K+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+K+K+細胞外帶正電細胞內(nèi)帶負電1-2-1-2南京體育學院運動人體科學系徐凱靜息電位的產(chǎn)生原理總結(jié)條件濃度差K+

向膜外擴散的強大趨勢Na+

向膜內(nèi)擴散的強大趨勢K+

通透性＞＞Na+

通透性結(jié)果只有K+

大量外流→內(nèi)負外正的極化狀態(tài)電位差逐漸阻止K+

外流→電位差固定靜息電位在細胞安靜時，細胞膜外為正，膜內(nèi)為負的跨膜電位本質(zhì)是K+

平衡電位1-2-1-2南京體育學院運動人體科學系徐凱二、動作電位動作電位的概念動作電位的產(chǎn)生原理1-2-2南京體育學院運動人體科學系徐凱（一）動作電位的概念動作電位：可興奮的細胞興奮時，細胞內(nèi)產(chǎn)生的可擴布的電位變化1-2-2-1南京體育學院運動人體科學系徐凱（二）動作電位的產(chǎn)生原理K+Na+K+K+K+K+K+K+K+K+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+K+K+K+Na+細胞外細胞內(nèi)K+通道Na+通道刺激神經(jīng)細胞開放關(guān)閉1-2-2-2南京體育學院運動人體科學系徐凱動作電位的產(chǎn)生原理K+Na+K+K+K+K+K+K+K+K+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+K+K+細胞外帶負電細胞內(nèi)帶正電1-2-2-2南京體育學院運動人體科學系徐凱動作電位的變化過程030-50mV除極化復極化后電位超射1-2-2-3南京體育學院運動人體科學系徐凱動作電位的產(chǎn)生原理總結(jié)條件刺激→被刺激處膜的離子通透性突然變化→Na+

通透性＞K+通透性膜外高Na+、膜內(nèi)低Na+

結(jié)果Na+

大量內(nèi)流→膜去極化Na+

繼續(xù)內(nèi)流→膜內(nèi)正、膜外負→超射膜內(nèi)正電逐漸阻止Na+

內(nèi)流→Na+

達到平衡電位→Na+

通透性↓、K+

通透性↑恢復→K+

外流→恢復靜息電位→復極化動作電位本質(zhì)是Na+

平衡電位1-2-2-4南京體育學院運動人體科學系徐凱三、動作電位的傳導無髓鞘神經(jīng)纖維以局部電流的方式進行傳導速度較慢有髓鞘神經(jīng)纖維通過郎飛結(jié)“跳躍式”傳導速度較快1-2-3南京體育學院運動人體科學系徐凱四、細胞間的興奮傳遞神經(jīng)—肌肉接頭結(jié)構(gòu)神經(jīng)—肌肉接頭的興奮的傳遞1-2-4南京體育學院運動人體科學系徐凱（一）神經(jīng)—肌肉接頭結(jié)構(gòu)1-2-4-1南京體育學院運動人體科學系徐凱（二）神經(jīng)—肌肉接頭的興奮傳遞運動神經(jīng)末梢去極化神經(jīng)膜通透性改變Ca2＋進入末梢突觸小泡破裂Ach釋放Ach擴散至終膜R-Ach形成終膜去極化產(chǎn)生EPP發(fā)放動作電位興奮收縮耦聯(lián)1-2-4-2南京體育學院運動人體科學系徐凱第三節(jié)肌肉的收縮過程肌纖維收縮的分子機制肌纖維的興奮—收縮耦聯(lián)肌絲滑行學說1-3南京體育學院運動人體科學系徐凱一、肌纖維收縮的分子機制Ca+和肌鈣蛋白結(jié)合1-3-1南京體育學院運動人體科學系徐凱二、肌纖維的興奮—收縮耦聯(lián)橫管興奮終池終池內(nèi)大量Ca2+釋放肌漿Ca2+↑↑Ca2+與肌鈣蛋白結(jié)合肌鈣蛋白構(gòu)型改變原肌球蛋白滑向溝底肌動蛋白位點暴露橫橋與肌動蛋白結(jié)合橫橋牽拉細肌絲向肌節(jié)中心滑動結(jié)合下一個結(jié)合點肌節(jié)縮短肌肉收縮新的收縮ATP酶被激活ATP水解釋放能量1-3-2南京體育學院運動人體科學系徐凱三、肌絲滑行學說1-3-3-1南京體育學院運動人體科學系徐凱Hodgkin&HuxleyHodgkin,AlanLloyd(1914-1998),Britishbiophysicist,borninDanbury,Essex,England,andeducatedattheUniversityofCambridge.From1939to1945heworkedonradardevelopmentfortheAirMinistry.HereturnedtoCambridge,firstasalecturer,thenasassistantresearchdirector,andin1952wasmaderesearchprofessoroftheRoyalSociety.Hodgkinsharedthe1963NobelPrizeinphysiologyormedicinewithhiscolleaguetheBritishphysiologistAndrewF.HuxleyandtheAustralianphysiologistSirJohnC.Eccles.HodgkinandHuxleywerecitedfortheirformulationofthemathematicalequationsexpressingtheelectricaleventsaccompanyingthedischargeofasinglenervecell.Huxley,AndrewFielding(1917-),BritishbiophysicistandNobellaureate.ThegrandsonofThomasandhalfbrotherofAldousandJulian,HuxleywasborninLondonandeducatedatTrinityCollege,UniversityofCambridge.DuringWorldWarIIhedidresearchfortheAnti-AircraftCommandandtheBoardofAdmiraltyoftheBritishgovernment.From1941to1960hetaughtatCambridge.In1960hejoinedthefacultyoftheUniversityofLondon.Huxleysharedthe1963NobelPrizeinphysiologyormedicinewiththeBritishphysiologistAlanL.HodgkinandtheAustralianphysiologistSirJohnC.Eccles.HuxleyandHodgkinwerecitedfortheirformulationofthemathematicalequationsthatexpresstheelectricaleventsaccompanyingthedischargeofasinglenervecell.1-3-3-2EncartaEncyclopedia?TheNobelFoundation1993-2003MicrosoftCorporation.Allrightsreserved.南京體育學院運動人體科學系徐凱第四節(jié)骨骼肌特征骨骼肌的物理特性骨骼肌的生理特性及興奮條件骨骼肌的生理特性骨骼肌的興奮條件1-4南京體育學院運動人體科學系徐凱一、骨骼肌的物理特性伸展性肌肉在外力作用下可被展長的特性彈性外力取消后，肌肉又恢復原狀的特性粘滯性溫度↓→粘滯性↑→內(nèi)阻↑溫度↑→粘滯性↓→內(nèi)阻↓運動前準備活動→體溫↑→粘滯性↓→肌肉更容易收縮1-4-1南京體育學院運動人體科學系徐凱（一）骨骼肌的生理特性興奮性骨骼肌是可興奮組織受刺激后產(chǎn)生興奮：動作電位收縮性受刺激產(chǎn)生興奮后，產(chǎn)生收縮反應(yīng)1-4-1-1南京體育學院運動人體科學系徐凱（二）骨骼肌的興奮條件刺激強度閾刺激引起組織興奮的最小強度閾刺激大小與興奮性小閾刺激→組織即可興奮→組織興奮性高大閾刺激→組織才能興奮→組織興奮性低刺激強度的變化率刺激強度變化率大→所需強度小刺激強度變化率小→所需強度大刺激的作用時間1-4-1-2南京體育學院運動人體科學系徐凱刺激的作用時間1.000.30.40.80.90.50.60.70.10.260402014012010080時間（毫秒）電壓（伏特）2倍基強度下的時間閾值基強度一定范圍：時間↑→閾刺激強度（閾值）↓刺激強度↑→所需時間↓＜基強度：刺激時間↑↑→×興奮＜時間閾值：刺激強度↑↑→×興奮1-4-1-2南京體育學院運動人體科學系徐凱第五節(jié)骨骼肌收縮骨骼肌的收縮形式向心收縮等長收縮離心收縮等動收縮骨骼肌不同收縮形式的比較1-5南京體育學院運動人體科學系徐凱一、骨骼肌的收縮形式肌肉產(chǎn)生力量并縮短動作肌肉產(chǎn)生力量，但并未縮短無動作向心收縮等長收縮1-5-1南京體育學院運動人體科學系徐凱一、骨骼肌的收縮形式離心收縮肌肉收縮產(chǎn)生力量并同時被拉長多關(guān)節(jié)等速評估訓練裝置整個關(guān)節(jié)運動范圍內(nèi)，運動速度恒定，且肌肉收縮時產(chǎn)生的力量始終與阻力相等的肌肉收縮等動收縮1-5-1南京體育學院運動人體科學系徐凱二、骨骼肌不同收縮形式的比較力量相同速度：離心收縮＞等長收縮＞向心收縮肌電相同負荷：離心收縮＜向心收縮代謝輸出功率相同：離心收縮＜向心收縮肌肉酸疼離心收縮＞等長收縮＞向心收縮1-5-2南京體育學院運動人體科學系徐凱三、骨骼肌收縮的形式南京體育學院運動人體科學系徐凱1.單收縮與復合收縮:單收縮：肌肉受到一次刺激，引起一次收縮和舒張的過程。

復合收縮:肌肉受到連續(xù)刺激，前一次收縮和舒張尚未結(jié)束，新的收縮在此基礎(chǔ)上出現(xiàn)的過程。①不完全強直收縮:當新刺激落在前一次收縮的舒張期,所出現(xiàn)的強而持久的收縮過程稱之。②完全強直收縮:當新刺激落在前一次收縮的縮短期,所出現(xiàn)的強而持久的收縮過程稱之。機制:強直收縮是各次單收縮的機械疊加現(xiàn)象(并非動作電位的疊加，動作電位始終是分離的)，所以,強直收縮的收縮幅度和收縮力比單收縮大。(一)收縮形式南京體育學院運動人體科學系徐凱等長收縮:肌肉收縮時,只有張力增加而長度不變的收縮,稱為等長收縮。等張收縮:肌肉收縮時,只有長度縮短而張力不變的收縮,稱為等張收縮。注：等長收縮和等張收縮與肌肉收縮時所遇到的負荷大小有關(guān):①當負荷小于肌張力時,出現(xiàn)等張收縮；②當負荷等于或大于肌張力時,出現(xiàn)等長收縮；③正常人體骨骼肌的收縮大多是混合式的,而且總是等長收縮在前,當肌張力增加到超過后負荷時,才出現(xiàn)等張收縮。2.等長收縮與等張收縮南京體育學院運動人體科學系徐凱1.前負荷：∵前負荷→肌節(jié)初長度→粗細肌絲的重疊程度→肌張力。肌節(jié)最適初長（2.0-2.2

m）時，粗細肌絲重疊佳，肌縮速度、幅度和張力最大；大于最適初長時，粗細肌絲重疊↓，肌縮速度、幅度和張力↓；小于最適初長時，粗細肌絲重疊↓，肌縮速度、幅度和張力雖然↑，但不如最適初長時。∴前負荷↑或↓→肌節(jié)最適初長↑或↓→肌張力↓。(二)影響收縮因素南京體育學院運動人體科學系徐凱

2.后負荷：

在等張收縮條件下觀察負荷對肌縮張力和速度的影響。后負荷為0→肌縮速度、幅度↑和張力最小；后負荷↑→肌縮速度、幅度↓和張力↑；后負荷↓→肌縮速度、幅度↑和張力↓?！嗪筘摵蛇^大，雖肌縮張力↑，但肌縮速度、幅度↓，不利作功；后負荷過小，雖肌縮速度、幅度↑，但肌縮張力↓，也不利作功。曲線1：張力-速度曲線曲線2：速度×張力=功率南京體育學院運動人體科學系徐凱

3.肌縮能力：是指與負荷無關(guān)、決定肌縮效應(yīng)的內(nèi)在特性。肌縮能力↑→肌縮速度、幅度和張力↑；肌縮能力↓→肌縮速度、幅度和張力↓。

南京體育學院運動人體科學系徐凱①決定肌縮效應(yīng)的內(nèi)在特性主要是：Ⅰ.興奮-收縮耦聯(lián)期間胞漿內(nèi)Ca2+的水平；Ⅱ.肌球蛋白的ATP酶活性。②調(diào)節(jié)和影響肌縮效應(yīng)內(nèi)在特性的因素：許多神經(jīng)遞質(zhì)、體液物質(zhì)、病理因素和藥物。如：甲狀腺素和體育鍛煉能提高心肌肌球蛋白的ATP酶活性，增強心肌收縮力。老年人因心肌肌球蛋白分子結(jié)構(gòu)的改變，ATP酶活性降低，心肌收縮力減弱。南京體育學院運動人體科學系徐凱第六節(jié)肌纖維類型與運動能力Ⅰ型慢紅肌耐力Ⅱa型快紅肌速度耐力Ⅱb型快白肌爆發(fā)力快肌慢肌有氧能力低高無氧能力高低毛細血管密度低高收縮速度高低耐力低高收縮力量大