骨骼肌的收缩形式及其生理学特点
第一章骨骼肌
二、骨骼肌的收缩形式
（四）超等长收缩 骨骼肌工作时先做离心 式拉长，继而做向心式 收缩的一种复合式收缩 形式。
第一章骨骼肌
三、骨骼肌不同收缩形式的比较
1.力量 Ø 同一块肌肉，在收缩速度相同的情况下，离心收 缩可产生最大的肌力。离心收缩产生的力量比向心 收缩大50%左右，比等长收缩大25%左右。
第一章骨骼肌
（二）不同肌纤维类型的形态特征： 1.肌纤维直径：快肌纤维较粗，含有较多收缩蛋白，肌 浆网也较发达。 2.毛细血管网：慢肌较丰富。 3.肌红蛋白：慢肌有较多的肌红蛋白所以颜色呈红色。 4.线粒体：慢肌纤维有较多的线粒体，且体积较大。 5.神经支配：快肌纤维有较大的神经元支配，神经纤 维较粗，其传导速度较快。
第一章骨骼肌
第一章骨骼肌
（2）肌丝滑行
终池膜上的钙通道开放 终池内的Ca2+进入肌浆
Ca2+与肌钙蛋白结合 肌钙蛋白的分子结构改变
原肌球蛋白位移， 暴露细肌丝上的结合位点
横桥与结合位点合， 分解ATP释放能量 横桥摆动
牵拉细肌丝朝肌节中央滑行
肌节缩短=肌细胞收缩
第一章骨骼肌
按任意键 飞入横桥摆动动画
第一章骨骼肌
（五）运动时不同类型运动单位的动员： 1.在运动中不同类型的肌纤维参与工作的程度依运动强 度而定:在以较低的强度运动时，慢肌纤维首先被动员, 而在运动强度较大时，快肌纤维首先被动员。
第一章骨骼肌
（六）肌纤维类型与运动能力
慢肌纤维特性主要适合耐力性项目的运动，快肌纤维 特性较适合速度、爆发力、力量性项目。所以运动员 的肌纤维类型具有项目特点： Ø时间短、强度大项目运动员：快肌纤维百分比高于 耐力项目运动员和一般人。 Ø耐力项目运动员：慢肌纤维百分比高于非耐力项目 运动员和一般人。 Ø既需要耐力又需速度项目的运动员(如中跑、自行车 等)快肌纤维和慢肌纤维百分比相当。
骨骼肌收缩原理
骨骼肌收缩原理
骨骼肌是人体内最重要的肌肉类型之一，它负责人体的运动和姿势维持。
骨骼肌的收缩原理是指肌肉在受到神经冲动刺激时，产生肌肉收缩的生理过程。
这一过程涉及到许多生物学原理和生理学机制，下面我们将深入探讨骨骼肌收缩的原理。
首先，神经冲动的传导是肌肉收缩的前提。
当大脑发出运动指令时，神经元将信号传递到神经肌肉接头，释放乙酰胆碱等神经递质，刺激肌肉细胞膜上的受体，导致肌肉细胞内钙离子的释放。
这一过程是肌肉收缩的起始步骤，也是肌肉活动的基础。
其次，肌肉收缩的关键是肌纤维的结构和功能。
肌肉细胞内包含许多肌纤维，每个肌纤维内又包含许多肌小丝。
当神经冲动刺激肌肉细胞时，肌小丝中的肌动蛋白和肌原纤维中的肌钙蛋白相互作用，导致肌肉的收缩。
这一过程是高度有序的，需要依赖于细胞内多种蛋白质的协同作用，以及能量分子的供应。
最后，肌肉收缩的调节离不开钙离子的作用。
在肌肉细胞内，钙离子是肌肉收缩的关键信号分子。
当神经冲动刺激肌肉细胞时，细胞内的钙离子释放，与肌动蛋白和肌原纤维结合，促使肌肉的收
缩。
而在肌肉放松时，钙离子则被重新储存起来，以维持肌肉的正常功能。
总的来说，骨骼肌收缩原理是一个复杂而精密的生物学过程，它涉及到神经元、肌肉细胞、蛋白质、能量分子等多个层面的生理学和生物学机制。
只有充分理解这一原理，我们才能更好地认识和运用肌肉在人体内的作用，从而更好地保护和锻炼我们的身体。
希望通过本文的介绍，读者们能对骨骼肌收缩的原理有一个更清晰的认识。
运动生理学 第1章骨骼肌机能
运动生理学
运动生理学
三、动作电位的传导
动作电位在神经纤维的传导具有以 下特征： ➢ 生理完整性 ➢ 双向传导 ➢ 不衰减和相对不疲劳性 ➢ 绝缘性
运动生理学
运动生理学
四、局部兴奋
阈下刺激引起的局部兴奋有下列特点： ➢ 不是“全或无”的，它可随着刺激强度增
➢ 解决体育基础学科中某些理论与实践问题。 ➢ 了解训练对神经肌肉的影响，为评定运动员
训练水平提供依据。
运动生理学
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运动生理学
（二）根据肌纤维代谢特征： 慢缩氧化型(SO) 快缩强氧化酵解型(FOG) 快缩强酵解型(FG)。
运动生理学
二、两类肌纤维的形态、生理和代谢特征
➢ 形态特征 ➢ 代谢特征 ➢ 生理特征
运动生理学
三、不同类型肌纤维的分布
不同肌纤维在同一块肌肉中所占的数量百 分比，称肌纤维类型的百分组成。
快肌的肌纤维组成： 快A：收缩速度方面等同快肌，但代谢特征兼 有快肌和慢肌特征。 快B：典型的快肌。 快C：过渡型纤维，具有未完全分化特征，其 数量较少。
明带中央有一条深色的Z线，暗带中部有条 染色浅的H带，H带中央有一条深色的M线。
运动生理学
运动生理学
肌原纤维
➢ 肌节：
1)定义：相邻两条Z线之间的一段肌原纤维称肌节 （sarcomere）。
肌节为骨骼肌收缩和舒张功能的基本结构单位。 2)组成：每个肌节由1/2 I 带＋A 带十 1/2 I 带 组成。
长期运动可使肌中结缔组织肥大。
运动生理学
第八节 肌电图
采用适当的方法将肌肉兴奋时的电变化 经过引导、放大和记录，所得到的图形称为肌 电图(EMG)。
生理学——骨骼肌的收缩功能
生理学——骨骼肌的收缩功能骨骼肌是人体内最常见的肌肉组织，也是最重要的肌肉组织之一、它不仅具有支撑和保护的功能，还能通过收缩产生力量并推动我们的骨骼运动。
骨骼肌的收缩是通过肌肉纤维的收缩来完成的，以下将详细介绍肌肉收缩的过程以及与之相关的生理学知识。
肌肉收缩的过程可以分为四个主要步骤：兴奋-收缩-释放-恢复。
首先，神经冲动通过神经末梢传递给肌肉纤维，这个传递的过程称为兴奋。
神经冲动到达肌肉纤维后，会引发细胞内的一系列电生理反应，最终导致细胞内的钙离子释放。
当钙离子释放到肌肉纤维的细胞质中时，它们会与肌球蛋白结合在一起，这个过程被称为肌球蛋白和钙离子的结合。
肌球蛋白位于肌肉纤维中，并由两个部分组成：肌球蛋白I和肌球蛋白T。
钙离子结合到肌球蛋白I 上，使其发生构象改变，从而将粘着蛋白暴露出来。
接下来的步骤是收缩，也就是肌肉纤维产生力量并缩短。
肌球蛋白的构象改变会引起肌球蛋白和肌动蛋白之间的相互作用。
肌动蛋白是另一种蛋白质，负责肌肉纤维的收缩。
当肌动蛋白和肌球蛋白相互作用时，肌动蛋白会拉动肌球蛋白，使肌肉纤维缩短。
这个过程不断地发生，直到肌肉纤维达到最大的收缩程度。
完成收缩后，肌肉纤维需要重新松弛。
这个过程被称为释放。
释放过程中，钙离子被重新吸收到肌肉纤维内的储钙体中。
这让肌球蛋白恢复到初始状态，使肌动蛋白和肌球蛋白之间的相互作用断开。
最后一个步骤是恢复，也就是肌肉纤维回到初始状态。
在恢复过程中，肌球蛋白和肌动蛋白之间的相互作用断开，肌动蛋白返回到肌球蛋白表面以等待下一次收缩。
肌肉纤维的收缩过程是一个高度协调的过程。
它是由神经系统通过神经冲动控制的，神经冲动通过神经末梢到达肌肉纤维后，会引发一系列电生理反应，最终导致肌肉纤维的收缩。
这种神经冲动的传递是由神经递质介导的，其中最重要的神经递质是乙酰胆碱。
乙酰胆碱通过神经递质的释放使得肌肉纤维收缩。
肌肉收缩的力量大小与肌肉纤维的数量和激活程度有关。
每个肌肉纤维都是由许多肌原纤维组成的，每个肌原纤维内有成千上万个肌纤维。
第4,5,6,7节骨骼肌的特性
等动收缩的速度可以根据需要进行调节。
理论和实践证明，等动练习是提高肌肉力量的
有效手段。
等动收缩时在整个运动范围内肌肉都产 生最大张力
(二)拉长收缩（离心收缩）
概念：肌肉在收缩产生张力的同时被拉长的 收缩。在运动中起缓冲、制动作用。
如下蹲时，股四头肌在收缩的同时被拉长， 以控制重力对人体的作用，使身体缓慢下蹲， 起缓冲作用。
张力不但与兴奋的运动单位数目有关，而且
也与运动神经元传到肌纤维的冲动频率有关。 称为运动单位动员 ( 简称 MUI) 。运动单位动
员也可称为运动单位募集。
参与活动的运动单位数目与兴奋频率的结合，
第六节 肌纤维类型与运动能力
一、肌纤维类型的划分
（一）按颜色
肌纤维红色的为红肌，象长途飞行的鸽子胸 肌是红肌，家鸡的胸肌呈白色的为白肌。这 种红白肌之分，主要和肌纤维内肌红蛋白含 量的多少相关。
举重、拳击和橄榄球等项目，运动员必须 有较大的爆发力。
在训练中是极大限度地提高相对爆发力还是绝对 爆发力，取决于在所从事的运动项目中哪种素质 更为重要。如短跑、跳跃等项目的运动员应保持 较轻的体重，使肌肉的相对力量得到提高。同时 又要通过训练使肌肉的收缩速度得到提高。对需 要提高绝对爆发力的运动员，如投掷项目运动员、 美式橄榄球防守运动员及相扑运动员等，应增加 肌肉的体积，提高运动员的绝对爆发力。这样可 能使加速度有所下降，但不应下降到引起绝对爆 发力下降的水平。问题在于找到使绝对爆发力与 加速度两者结合能达到最佳运动能力的那一点。
原因：
①是牵张反射，肌肉受到外力的牵张时 会反射性地引起收缩。在离心收缩时肌 肉受到强烈的牵张，因此会反射性地引 起肌肉强烈收缩。
生理学骨骼肌的收缩功能
舒张 过程
没有动作电位传来时 Ca²+被泵回肌质网
Ca²+脱离肌钙蛋白
粗、细肌丝间相互作用停顿， 细肌丝弹性回位
生理学骨骼肌的收缩功能
第Hale Waihona Puke 5页二、骨骼肌收缩外部表现和力学分析 （一）骨骼肌收缩形式
1.等长收缩（isometric contraction) 等张收缩（ isotonic contraction）
第40页
生理学骨骼肌的收缩功能
第41页
生理学骨骼肌的收缩功能
第42页
兴奋-分泌 耦联
化学接收
电刺激神经纤维达阈值 神经纤维兴奋，产生动作电位 动作电位以局部电流形式传到神经末梢 Ca²+进入轴突末梢 轴突末梢量子式释放递质ACh 递质经过接头间隙与终板膜上N2受体结合
生理学骨骼肌的收缩功能
第43页
（一）神经-肌肉接头处兴奋传递 The excitable transmission of neuromuscular junction
生理学骨骼肌的收缩功能
第2页
生理学骨骼肌的收缩功能
第3页
结绨组织
神经-肌肉接点 肌纤维
运动神经
生理学骨骼肌的收缩功能
肌原纤维 细胞核
第4页
1.神经-肌肉接头结构
兴奋 收缩 耦联
收缩 过程
生理学骨骼肌的收缩功能
终板膜对Na+（还有K+）通透性增高而产生终 板电位
ACh被胆碱酯酶破坏 邻近肌膜去极化达阈电位而产生肌膜动作电位
肌膜动作电位沿横管传到细胞内部
肌质网终末池释放Ca²+入肌浆 Ca²+与肌钙蛋白结合，暴露肌纤蛋白上与粗肌 丝结合位点
生理学课件之骨骼肌收缩功能
纵管系统
终末池
（L管，肌质网）
肌质网膜上有ryanodine受体
（钙释放）和钙泵（钙回收）
三联管
三、骨骼肌的收缩和舒张机制
滑行理论 (sliding theory): 肌肉收缩时，在肌细胞内并无肌丝或它们所 含的分子结构的缩短，而只是在每一个肌小 节内发生了细肌丝向粗肌丝的滑行。
L型钙通道
Ca2+
横管
1、横管膜上有堵塞肌浆网Ca2+通道的 蛋白，可解除堵塞。
2、通过细胞外Ca2+内流使Ca2+通道开放 （心肌细胞）。
五、骨骼肌收缩的表现及影响因素
（一）骨骼肌收缩的表现
① 等长收缩(isometric contraction)的定义和实例 张力增加，长度不变 克服阻力
② 等张收缩(isotonic contraction)的定义和实例
总张力： 具有不同前负荷 的条件下收缩时 的张力曲线。曲 线的每一点代表 被动张力和收缩 时新产生的张力 之和。
被动张力：肌肉安静 时具有的 弹性。
1
2
肌肉初长（后负荷不变，为无穷大）
2. 后负荷(afterload):
是在肌肉开始收缩时才能遇到的负荷或阻力，它不 增加肌肉的初长度，但能阻碍收缩时肌肉的缩短。
终板膜去极化→终板电位(endplate potential)，大小与ACh释放 量成正比（个别囊泡自发释放在 终板膜上引起的微小电变化，称 微终板电位）
通道开放，Na+、K+及 少量Ca2+可通过
Na+内流为主，兼有K+外流
骨骼肌神经-肌接头兴奋传递的特点
① 化学性传递(chemical transmission) ② 单向传播(one-way conduction) ③ 时间延搁(temporal delay) ④ 终板电位属于局部电位 ⑤ 传递效应为1 : 1
生理学之细胞之骨骼肌收缩
三、骨骼肌收缩的外部表现和力学分析
（一）肌肉收缩的力学分析
1、前负荷 1）概念 在肌肉收缩前就加
在肌肉上的负荷。
三、骨骼肌收缩的外部表现和力学分析
（一）肌肉收缩的力学分析
1、前负荷 2）前负荷对肌肉收缩的影响 在一定范围内，前负荷愈大，初长度愈长，收缩力
量愈大； 最适初长度时，肌肉收缩能使肌肉产生最大张力； 前负荷过大，初长度过长，收缩力量降低。
（二）外部表现
2、单收缩和强直收缩 1）单收缩：肌肉受
到一个有效的刺激， 可以产生一次迅速而 短暂的收缩(single twitch) 。
（二）外部表现
2、单收缩和强直收缩
2）强直收缩(tetanus) ：
给肌肉以连续刺激， 若后一个刺激落在前一个 刺激的引起的收缩过程中 的舒张期，则形成不完全 强直收缩；
纵管接近横管时管腔膨 大，称为终池。 3、三联管 (triad) 每个横管和来自两侧肌小 节的纵管终池构成三联管。
二、骨骼肌细胞的微细结构与收缩原理
（二）肌管系统:
4、肌管系统的作用 横 管：传AP 至肌细胞深部 纵 管：贮存、释放、聚积钙 三联管：兴奋-收缩耦联部位
（三）骨骼肌的兴奋收缩耦联
1、概念：将肌细胞膜的电变化为特征的兴奋和以肌纤维
机械变化为基础的收缩联系起来的中介过程称为兴奋 -收 缩耦联(excitation-contraction coupling) 。
2、兴奋收缩耦联的主要步骤：
1）电兴奋通过横管系统向肌细胞的深处传导； 2）三联管结构处的信息传递； 3）肌质网中的 Ca 2+释放入胞浆及 Ca 2+由胞浆向肌质
第二章 细胞的基本功能
( Basic Function of cells )
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骨骼肌的收缩形式及其生理学特点
骨骼肌的收缩形式及其生理学特点
1. 快速肌纤维和慢速肌纤维
•骨骼肌由快速肌纤维和慢速肌纤维组成。
•快速肌纤维收缩速度快，力量大，但疲劳快。
•慢速肌纤维收缩速度相对较慢，力量不如快速肌纤维，但更耐力。
2. 肌原纤维类型的差异
•骨骼肌中不同肌原纤维类型的比例决定了肌肉的特性。
•快速肌纤维多为白色，慢速肌纤维多为红色。
•快速肌纤维具有较高的蛋白质合成速率，适合进行爆发性、高强度的运动。
•慢速肌纤维富含线粒体，适合进行长时间的持久运动。
3. 肌原纤维的类型转变
•肌原纤维可在一定程度上发生类型转变。
•长期练习某种特定训练方式可导致肌原纤维类型的转变。
•快速肌纤维向慢速肌纤维转变的训练称为”肌纤维的转型”。
4. 缩短和伸长两种肌肉收缩形式
•骨骼肌的收缩可以分为缩短型收缩和伸长型收缩。
•缩短型收缩是指肌肉产生力，同时缩短自身纤维长度。
•伸长型收缩是指肌肉产生力，同时伸长自身纤维长度。
5. 肌肉收缩与神经冲动的关系
•肌肉的收缩是由神经冲动引发的。
•神经冲动通过神经元传递，到达肌肉细胞的突触传导点。
•神经冲动引发肌肉中肌原纤维的收缩。
6. 当肌肉收缩停止时
•当刺激停止，肌肉会缓慢松弛回到原始长度。
•此过程称为肌肉的“弹性复位”。
以上是关于骨骼肌的收缩形式及其生理学特点的一些列举，这些特点对于了解肌肉的功能和训练方式具有重要意义。
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7. 肌纤维的收缩机制
•肌纤维的收缩是由肌原纤维内肌丝的滑动机制实现的。
•肌原纤维内含有肌球蛋白和肌凝蛋白，它们通过与ATP和钙离子的结合来完成肌纤维的收缩。
8. 肌原纤维的力量和能量需求
•快速肌纤维由于能源储备丰富，适合进行高强度的爆发性运动。
•快速肌纤维产生的力量较大，但对能量的需求也更高。
•慢速肌纤维由于富含线粒体，能产生较多的ATP，适合进行持久的耐力运动。
9. 肌肉酸痛与收缩形式的关系
•长时间的肌肉收缩会导致肌肉酸痛的感觉。
•运动中的肌肉酸痛主要与乳酸积累和肌纤维的微损伤有关。
•长时间保持肌肉缩短状态也容易导致肌肉酸痛的产生。
10. 骨骼肌的适应性和训练效果
•长期的训练和适应会使骨骼肌发生一系列的生理和结构上的变化。
•骨骼肌在适应性训练过程中可以增加肌原纤维的数量和直径。
•适应性训练可以提高骨骼肌的力量、耐力和运动能力。
以上是关于骨骼肌的收缩形式及其生理学特点的一些特点的补充
说明。
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