運(yùn)動生理學(xué)時肌肉的活動PPT學(xué)習(xí)教案

1、會計學(xué)1骨骼肌特性物理特性骨骼肌在受到外力牽拉或負(fù)重時可被拉長，這種特性稱為神神展性展性。當(dāng)外力或負(fù)重取消后，肌肉的長度又可恢復(fù)，這種特性稱為彈性彈性。當(dāng)外力或負(fù)荷取消后肌肉的長度也不是立即恢復(fù)，這種現(xiàn)象是由于骨骼肌在被拉長或回縮時肌漿內(nèi)各分子間的摩擦力造成的。因此骨骼肌具有粘滯性粘滯性。骨骼肌是粘彈體。骨骼肌的物理特性受溫度影響，當(dāng)溫度下降時，肌漿內(nèi)各分子間的摩擦力加大，肌肉的粘滯性增加伸展性和彈性下降；當(dāng)溫度升高時，肌肉粘滯性下降，伸展性和彈性增加。第1頁/共52頁骨骼肌特性生理特性骨骼肌是可興奮組織，受到刺激后可產(chǎn)生興奮（即產(chǎn)生動作電位），這種特性稱為興奮性興奮性。肌肉受到刺激產(chǎn)生興奮后

2、，立即產(chǎn)生收縮反應(yīng)，這種特性稱為收縮性收縮性。第2頁/共52頁骨骼肌生理特性興奮性引起骨骼肌興奮必修給予適當(dāng)?shù)拇碳?，刺激?yīng)滿足以下條件（1）刺激強(qiáng)度刺激強(qiáng)度。要使肌肉產(chǎn)生興奮，刺激必須達(dá)到一定強(qiáng)度。引起肌肉興奮的最小刺激強(qiáng)度稱為閾刺激。大于閾刺激強(qiáng)度的刺激稱為閾上刺激。低于閾刺激強(qiáng)度的刺激稱為閾下刺激。閾刺激可以作為評定組織興奮性高低的指標(biāo)。閾刺激小表示組織的興奮性高，閾刺激大則表示興奮性低。閾刺激只能引起興奮性高的肌纖維興奮，此時參加收縮的肌纖維數(shù)量較少，肌肉收縮力量較小，加大刺激強(qiáng)度，參加收縮的肌纖維數(shù)目增多，肌肉產(chǎn)生的力量增大。當(dāng)刺激強(qiáng)度適宜時，整塊肌肉中興奮并參與收縮的肌纖維數(shù)目達(dá)到最

3、大（一般情況下，不能使整塊肌肉中所有的肌纖維都發(fā)生收縮），肌肉將產(chǎn)生最大的收縮力量。第3頁/共52頁骨骼肌生理特性興奮性（2）刺激的作用時間。無論刺激強(qiáng)度多大，要使可興奮組織興奮，刺激必須持續(xù)足夠時間。在一定范圍內(nèi)，刺激強(qiáng)度越小，需要刺激的作用時間就越長。相反，刺激強(qiáng)度越大，需要刺激的作用時間就越短。（3）刺激強(qiáng)度變化率。要使可興奮組織興奮，刺激必須有足夠的變化率。如果用恒定的電流刺激組織，只有通典和斷電的瞬間可以引起組織興奮。而在繼續(xù)通電的過程中，由于電流強(qiáng)度沒有發(fā)生變化，組織不產(chǎn)生興奮。所謂刺激強(qiáng)度變化率是指刺激電流從無到有或由小到大的變化速率。同樣電流強(qiáng)度，變化速率越大越容易引起組織興奮

4、。第4頁/共52頁骨骼肌生理特性收縮性整塊骨骼肌或單個肌細(xì)胞受到一次刺激時，先產(chǎn)生一次動作電位，緊接著出現(xiàn)一次機(jī)械收縮，稱為單收縮單收縮（single twitch）。第5頁/共52頁骨骼肌生理特性收縮性給肌肉以連續(xù)電脈沖刺激，則肌肉的收縮情況將隨刺激的頻率而有所不同。若刺激頻率過低，每一新的刺激到來時，由前一個刺激引起的收縮和舒張過程已結(jié)束，于是產(chǎn)生一連串各自分開的單收縮。如果增加刺激頻率，則各刺激所引起的單收縮可以相互融合，若后一刺激均在前次收縮的舒張期結(jié)束之前刺激肌肉時，則形成不完全強(qiáng)直收縮（incomplete tetanus）。如果刺激頻率繼續(xù)增加，后一次刺激就會落在前次收縮的收縮期

5、內(nèi)，形成新的收縮，于是各次收縮的張力變化或長度縮短完全融合或疊加，肌肉處于更強(qiáng)的持續(xù)收縮狀態(tài)，稱為完全強(qiáng)直收縮（complete tetanus）。第6頁/共52頁骨骼肌的收縮形式向心收縮當(dāng)肌肉收縮時，肌原纖維內(nèi)的肌動蛋白絲和肌球蛋白絲相對滑動。其滑動幅度，可根據(jù)肌肉工作需要而定。肌肉收縮可表現(xiàn)為整塊肌肉的長度發(fā)生變化，也可以不發(fā)生變化。肌肉收縮時，長度縮短的收縮稱為向心收縮向心收縮（concentric contraction），又稱縮短收縮。向心收縮時肌肉長度縮短、起止點(diǎn)相互靠近，因而引起身體運(yùn)動。而且，肌肉張力增加出現(xiàn)在前，長度縮短發(fā)生在后。向心收縮是骨骼肌主動用力的收縮形式。肌肉向心收

6、縮時，是做功的，其數(shù)值為負(fù)荷重量與負(fù)荷移動距離的乘積。第7頁/共52頁骨骼肌的收縮形式向心收縮1.等張收縮肌肉張力在肌肉開始縮短后即不再增加，直到收縮結(jié)束。這種收縮形式稱為等張收縮等張收縮。在向心收縮過程中，所謂的等張收縮時相對的，尤其是在在體情況下更是如此。由于在肌肉收縮過程中，往往是通過骨的杠桿作用克服阻力做功。在負(fù)荷不變的情況下，要使肌肉在整個關(guān)節(jié)活動范圍內(nèi)以同樣的力量收縮是不可能的的。如當(dāng)肌肉收縮克服重力垂直舉起杠鈴時，隨著關(guān)節(jié)角度變化，肌肉做功的力矩也會發(fā)生變化，因此，需要肌肉用力的程度也不同。在整個運(yùn)動范圍內(nèi)，肌肉用力最大的一點(diǎn)稱為“頂點(diǎn)”。出現(xiàn)“頂點(diǎn)”主要是因?yàn)樵诖岁P(guān)節(jié)角度下杠桿

7、效率最差，加上肌肉縮短損失一部分力量，而促成“頂點(diǎn)”的產(chǎn)生。第8頁/共52頁2.等動收縮在整個關(guān)節(jié)運(yùn)動范圍內(nèi)肌肉以恒定的速度，且外界的阻力與肌肉收縮時肌肉產(chǎn)生的力量始終相等的肌肉收縮稱為等動收縮（isotonic contraction）。由于在整個收縮過程中收縮速度是恒定的，等動收縮有時也成為等動收縮。如，自由泳的劃水動作就具有等動收縮的特點(diǎn)。等動練習(xí)是提高肌肉力量的有效手段。等動練習(xí)器可以實(shí)現(xiàn)。骨骼肌的收縮形式向心收縮第9頁/共52頁肌肉在收縮時其長度不變，這種收縮稱為等長收縮等長收縮（isometric contraction），又稱為靜力收縮，不能做機(jī)械功。等長收縮有兩種情況：（1）肌

8、肉收縮時對抗不能克服的負(fù)荷，如試圖拉起根本不可能拉起的杠鈴時，肱二頭肌所進(jìn)行的收縮就是等長收縮。（2）當(dāng)其他關(guān)節(jié)由于肌肉離心收縮或向心收縮發(fā)生運(yùn)動時，等長收縮可使某些關(guān)節(jié)保持一定的位置，為其他關(guān)節(jié)的運(yùn)動創(chuàng)造適宜的條件。要保持一定的體位，某些肌肉就必須做等長收縮。骨骼肌的收縮形式等長收縮第10頁/共52頁骨骼肌的收縮形式等長收縮第11頁/共52頁肌肉在收縮產(chǎn)生張力的同時被拉長的收縮稱為離心收縮（eccentric contraction）。如下蹲時，股四頭肌在收縮的同時被拉長，以控制重力對人體的作用，使身體緩慢下蹲，起緩沖作用。離心工作也稱為退讓工作。如，搬運(yùn)重物時將重物放下；下坡跑，下樓梯屬于

9、離心收縮。離心收縮可防止運(yùn)動損傷。從高處跳下時，腳先著地，通過反射活動使股四頭肌和臀大肌產(chǎn)生離心收縮。肌肉離心收縮的制定作用，減緩了身體的下落速度，不致于使身體造成損傷。離心收縮時肌肉做負(fù)功。骨骼肌的收縮形式離心收縮第12頁/共52頁超等長收縮（plyometric contraction）是指骨骼肌工作時先做離心式拉長，繼而做向心式收縮的一種復(fù)合式收縮形式。其優(yōu)點(diǎn)在于，在做離心收縮工作時，肌肉先被迅速拉長，在肌肉被拉長過程中，肌肉的牽張感受器受到刺激并產(chǎn)生興奮，導(dǎo)致肌肉產(chǎn)生牽張反射性收縮。當(dāng)肌肉被拉長后所產(chǎn)生的彈性勢能，拉長后產(chǎn)生的牽張反射性收縮，以及主動向心收縮所產(chǎn)生的力量形成合力時，肌肉

10、將產(chǎn)生較大收縮力。跳深練習(xí)時股四頭肌進(jìn)行的就是一種典型的超等長收縮。完成超等長練習(xí)時，肌肉最終收縮力量的大小是由肌肉在離心收縮中被拉長的速度和被拉長的長度所決定，而且肌肉被拉長的速度比被拉長的長度更重要。骨骼肌的收縮形式超等長收縮第13頁/共52頁人體大多數(shù)位移運(yùn)動都是由離心收縮和向心收縮重疊，形成一種經(jīng)濟(jì)而高效的牽拉-縮短循環(huán)運(yùn)動。這時因?yàn)樵谙蛐氖湛s前產(chǎn)生離心收縮，使肌肉中的彈性成分被牽拉而伸長以貯存彈性能，從而使其后的縮短收縮利用這一彈性貯存能，產(chǎn)生更大的力量和更大的運(yùn)動速度。肌肉彈性成分這種作用實(shí)際上是實(shí)現(xiàn)收縮力的第二種機(jī)制，是提高有節(jié)奏的（如跑步）和彈性反沖性（跳遠(yuǎn)）運(yùn)動效率的根據(jù)。例

11、如跑步中發(fā)揮蹬地力量的肌群（如股四頭肌、臀大肌等）在蹬地前所做的伸展，實(shí)際上是利用它來貯存能量，以便其后將它轉(zhuǎn)化為向前的推進(jìn)力而增進(jìn)跑速。另外，彈性成分的伸展可吸收一部分力，可以起到緩沖作用。肌肉彈性成分對收縮力學(xué)的影響第14頁/共52頁肌肉彈性成分對收縮力學(xué)的影響第15頁/共52頁第16頁/共52頁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。離心收縮產(chǎn)生較大張力的原因：（1）肌肉受到外力的牽張時會反射性地引起收縮。（2）離心收縮時肌肉中的彈性成分被拉長而產(chǎn)生阻力，同時肌肉中的可收縮成分也產(chǎn)生最大阻力。

12、肌肉在向心收縮時，一部分張力在作用于負(fù)荷之前，先要拉長肌肉中的彈性成分。一旦肌肉中的彈性成分被充分拉長，肌肉收縮產(chǎn)生的張力才會作用于外界負(fù)荷上。因此肌肉收縮產(chǎn)生的張力，有一部分是用來克服彈性阻力的，這就使實(shí)際表現(xiàn)出來的張力小于實(shí)際肌肉收縮產(chǎn)生的張力。向心收縮、等長收縮和離心收縮的比較第17頁/共52頁第18頁/共52頁2.肌電在等速向心收縮和離心收縮時，肌電與肌張力在一定范圍內(nèi)呈直線關(guān)系。積分肌電（IEMG）值與肌肉張力成正比。在負(fù)荷相同的情況下，離心收縮的積分肌電較向心收縮低。3.代謝在輸出功率相同的情況下，肌肉離心收縮時所消耗的能量低于向心收縮，其耗氧量也低于向心收縮。肌肉離心收縮時其他與

13、代謝相關(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。4.肌肉酸疼肌肉做退讓工作時容易引起肌肉酸疼和損傷。肌肉大負(fù)荷離心收縮引起肌肉酸疼和肌纖維超微結(jié)構(gòu)改變以及收縮蛋白代謝的變化最顯著，等長收縮次之，向心收縮最低。向心收縮、等長收縮和離心收縮的比較第19頁/共52頁縮短收縮縮短收縮拉長收縮拉長收縮收縮形式外力與肌張力關(guān)系長度變化運(yùn)動中功能對外作功縮短縮短拉長拉長不變不變小于張力小于張力大于張力大于張力等于張力等于張力固定，支持，能源之固定，支持，能源之一一能源，產(chǎn)生加速度正功正功負(fù)功負(fù)功無功無功減速，貯存勢能等長收縮等長收縮第20頁/共52

14、頁（一）絕對力量與相對力量某一塊肌肉做最大收縮時所產(chǎn)生的張力為該肌肉的絕對肌力絕對肌力。取決于肌肉橫斷面積，而肌纖維數(shù)量和肌纖維粗細(xì)又決定了橫斷面積大小。相對肌力相對肌力說明每條肌纖維力量的大小。相對力量=絕對肌力/體重。骨骼肌收縮的力學(xué)表現(xiàn)體重73kg，抓舉175kg絕對肌力：175kg相對肌力：175/73=2.397第21頁/共52頁抓舉挺舉骨骼肌收縮的力學(xué)表現(xiàn)第22頁/共52頁骨骼肌收縮的力學(xué)表現(xiàn)第23頁/共52頁身高1.5m，體重48kg，抓舉95kg升高1.65m，體重74.4kg，抓舉128kg骨骼肌收縮的力學(xué)表現(xiàn)9548=1.97912874.4=1.720第24頁/共52頁（

15、二）肌肉力量與運(yùn)動1.力量-速度曲線肌肉收縮的快慢和所克服的外部阻力相關(guān)。當(dāng)負(fù)荷較小時，肌肉收縮速度加快；當(dāng)負(fù)荷較大時，肌肉收縮速度減慢。實(shí)驗(yàn)證明，逐漸增加負(fù)荷量時，肌肉收縮力量也逐漸增加，而收縮速度則逐漸降低。當(dāng)負(fù)荷量剛好超過極限負(fù)荷時，肌肉張力達(dá)到最大值，但此時的收縮速度為零。肌肉所做的外功為零。如果逐漸減小負(fù)荷量，肌肉收縮速度逐漸加快。當(dāng)負(fù)荷量為零時，肌肉收縮速度達(dá)到最大值，此時肌肉所做的功從理論上講也是零。肌肉收縮時產(chǎn)生的張力大小，取決于活化的橫橋數(shù)目；收縮速度則取決于能量釋放的速率和肌球蛋白ATP酶活性。小負(fù)荷訓(xùn)練發(fā)展速度，大負(fù)荷訓(xùn)練發(fā)展力量。骨骼肌收縮的力學(xué)表現(xiàn)第25頁/共52頁（

16、二）肌肉力量與運(yùn)動2.肌肉力量與爆發(fā)力人體運(yùn)動時所輸出的功率，實(shí)際上就是運(yùn)動生理學(xué)中所說的爆發(fā)力，是指人體單位時間內(nèi)所做的功。P=(maD)/t相對爆發(fā)力：短跑、跳躍絕對爆發(fā)力：投擲、相撲在機(jī)體中，爆發(fā)力的產(chǎn)生還與神經(jīng)中樞的骨骼肌總體控制有關(guān)，如運(yùn)動單位的募集、主動肌、拮抗肌、固定肌之間的協(xié)調(diào)配合。骨骼肌收縮的力學(xué)表現(xiàn)第26頁/共52頁（二）肌肉力量與運(yùn)動3.肌肉的機(jī)械功和功率W（功）=F（力）D（距離）。功的單位是焦耳（J）。1焦耳=0.1019千克米；或1千克米=9.8焦耳（J）。一位運(yùn)動員將重50千克的杠鈴上舉1米高，此時，他所做的機(jī)械功將為50kg9.81m=490焦耳骨骼肌收縮的力學(xué)

17、表現(xiàn)功率：即為單位時間內(nèi)所做的功。P=W/t=F D/t。功率反映爆發(fā)力大小。第27頁/共52頁（一）運(yùn)動單位一個-運(yùn)動神經(jīng)元和受其支配的肌纖維所組成的基本肌肉收縮單位稱為運(yùn)動單位（motor unit，簡稱MU）。根據(jù)生理功能的不同，可將運(yùn)動單位分為兩類，即運(yùn)動性運(yùn)動單位（kinetic motor unit）和緊張性運(yùn)動單位（tonic motor unit）。運(yùn)動性運(yùn)動單位的肌纖維興奮時發(fā)放的沖動頻率較高，收縮力量大，但容易疲勞，氧化酶的含量較低，屬于快肌運(yùn)動單位。緊張性運(yùn)動單位的肌纖維興奮時沖動頻率較低，但發(fā)放可持續(xù)較長的時間，氧化酶的含量較高，屬于慢肌運(yùn)動單位。運(yùn)動單位的大小是不同的

18、。一個運(yùn)動單位中肌纖維數(shù)目因肌肉不同而有所差別。眼外直肌每個運(yùn)動單位只有57條肌纖維，而腓腸肌有200多條肌纖維。一個運(yùn)動單位中的肌纖維數(shù)目越少越靈活，但產(chǎn)生的力量小，而越多則產(chǎn)生的張力越大，但靈活性差。在同一個運(yùn)動單位中的肌纖維的興奮與運(yùn)動是同步的，而同一肌肉中不同運(yùn)動單位的肌纖維的活動則不一定是同步的。運(yùn)動單位的動員第28頁/共52頁（二）運(yùn)動單位動員 肌肉收縮時所產(chǎn)生張力的大小與興奮的肌纖維數(shù)目有關(guān)。肌肉收縮時參與的肌纖維數(shù)目越多，產(chǎn)生的張力就越大。由于肌肉中所有的肌纖維都屬于不同的運(yùn)動單位，因此同時興奮的運(yùn)動單位數(shù)目決定了張力的大小。張力不但與興奮的運(yùn)動單位數(shù)目有關(guān)，而且也與運(yùn)動神經(jīng)元

19、傳到肌纖維的沖動頻率有關(guān)。參與活動的運(yùn)動單位數(shù)目與興奮頻率的結(jié)合，稱為運(yùn)動單位動員（motor unit involvement，簡稱MUI）。運(yùn)動單位動員也可稱為運(yùn)動單位募集（motor unit recruitment）。 當(dāng)肌肉做最大持續(xù)收縮時，運(yùn)動單位動員可以達(dá)到最大水平，肌肉力量會隨收縮時間的延長而下降，但運(yùn)動單位動員基本保持不變。這說明在最大力量收縮時，肌肉運(yùn)動單位動員已經(jīng)達(dá)到了最大值，隨著疲勞程度的增加不會有新的運(yùn)動單位再參與工作。由于肌纖維動作電位的產(chǎn)生和傳導(dǎo)是相對不疲勞的，因此，在整個肌肉收縮過程中，運(yùn)動單位動員始終保持最大水平。但由于肌肉疲勞時每個運(yùn)動單位的收縮力量相對下降

20、，因此在持續(xù)最大用力收縮過程中，肌肉張力逐漸下降。 如果讓肌肉保持次最大力量（50%最大力量）收縮至疲勞，可以發(fā)現(xiàn)，在持續(xù)的收縮過程中，肌肉的張力可以基本保持不變，但運(yùn)動單位的動員卻逐漸升高。這是因?yàn)樵诖巫畲笥昧κ湛s中，在開始階段只需要動員較少數(shù)量的運(yùn)動單位就可以產(chǎn)生足夠的力量，隨著疲勞程度增加，參與工作的每個運(yùn)動單位的收縮力量會有所下降。為了維持肌肉力量，就必須動員較多的運(yùn)動單位參與工作，因此在一定范圍內(nèi)，肌肉力量可以得到維持，但運(yùn)動單位動員卻隨著疲勞程度的增加而增加。運(yùn)動單位的動員第29頁/共52頁運(yùn)動單位的動員第30頁/共52頁運(yùn)動單位的動員第31頁/共52頁肌纖維類型劃分依據(jù)：肌纖維的

21、顏色、收縮速度和肌纖維機(jī)能、代謝特點(diǎn)。（一）根據(jù)肌纖維的收縮速度劃分快肌纖維（fast-twitch，F(xiàn)T）和慢肌纖維（slow-twitch，ST）。（二）根據(jù)肌肉的色澤劃分可將肌纖維分為紅肌和白肌，再結(jié)合肌肉的收縮速度，可將肌纖維劃分為快縮白、快縮紅和慢縮紅。肌纖維類型藍(lán)色：慢縮紅綠色：快縮紅紅色：快縮白第32頁/共52頁（三）根據(jù)肌纖維的收縮速度及代謝代謝特征劃分皮特（Peter，1997）利用肌原纖維ATP酶、琥珀酸脫氫酶或-磷酸甘油脫氫酶染色的方法，根據(jù)肌纖維的收縮速度及代謝特征可將肌纖維劃分為快縮-糖酵解型（Fast Glycolytic，F(xiàn)G），快縮-氧化-糖酵解（Fast Ox

22、idative Glycolytic，F(xiàn)OG）和慢縮-氧化型（Slow Oxidative，SO）。肌纖維類型第33頁/共52頁（四）根據(jù)肌球蛋白重鏈同功型劃分肌球蛋白（myosin）由兩條分子量約為220KD的重鏈（myosin heavy chain，MHC）和兩對分子量為16-27KD的輕鏈（myosin light chain，MLC）組成。肌球蛋白重鏈決定著肌球蛋白性狀。成年哺乳動物骨骼肌中有四種不同類型的MHC異形體，它們是MHC-I、MHC-a、MHC-IIx（或MHC-IId）和MHC-IIb異形體。一般認(rèn)為MHC-IIx（或MHC-IId）是一種過渡型?，F(xiàn)在已經(jīng)很明確肌球蛋白

23、重鏈（MHC）同功型是反映肌纖維類型的標(biāo)志性蛋白。運(yùn)動、衰老、電刺激、微重力環(huán)境、模擬失重、肌肉激素水平的變化等因素均可引起MHC表型的變化。肌纖維類型的劃分粉色為MHC，黃色和橙色為MLC。第34頁/共52頁（一）不同肌纖維的形態(tài)特征 不同的肌纖維其形態(tài)學(xué)特征不同?？旒±w維的直徑較慢肌纖維大，含有較多收縮蛋白?？旒±w維的肌漿網(wǎng)較慢肌發(fā)達(dá)。慢肌纖維周圍的毛細(xì)血管網(wǎng)較快肌纖維豐富。并且慢肌纖維含有較多的肌紅蛋白，因而導(dǎo)致慢肌纖維通常呈紅色。與快肌纖維相比，慢肌纖維含有較多的線粒體，并且線粒體的體積較大。在神經(jīng)支配上，慢肌纖維由較小的運(yùn)動神經(jīng)元支配，運(yùn)動神經(jīng)纖維較細(xì)，傳導(dǎo)速度較慢，一般為28m/s

24、；而快肌纖維由較大的運(yùn)動神經(jīng)元支配，神經(jīng)纖維較粗，其傳導(dǎo)速度較快，可達(dá)840m/s。不同肌纖維類型的形態(tài)、機(jī)能及代謝特征第35頁/共52頁（二）生理學(xué)特征1.肌纖維類型與收縮速度在人體的骨骼肌中，快肌運(yùn)動單位與慢肌運(yùn)動單位是相互混雜的，一般不存在單純的快肌與慢肌。但每塊肌肉中快肌與慢肌運(yùn)動單位的分布比例是不同的。通過肌肉收縮時所表現(xiàn)出的力量-速度曲線可以看出，肌肉中如果快肌纖維的百分比較高，肌肉的收縮速度較快，力量-速度曲線向右上方轉(zhuǎn)移。不同肌纖維類型的形態(tài)、機(jī)能及代謝特征第36頁/共52頁（二）生理學(xué)特征2.肌纖維類型與肌肉力量3.肌纖維類型與疲勞快肌纖維在收縮時能產(chǎn)生較大的力量，但容易疲勞

25、。慢肌纖維抵抗疲勞的能力比快肌纖維強(qiáng)得多。這是因?yàn)槁±w維中的線粒體體積較大而且數(shù)目多，線粒體中有氧代謝酶活性較高，肌紅蛋白的含量也比較豐富，毛細(xì)血管網(wǎng)較為發(fā)達(dá)，因而慢肌纖維的有氧代謝潛力較大。快肌纖維含有較豐富的葡萄糖酵解酶，有氧代謝能力低，而無氧酵解能力較高。所以在收縮時所需的能力大都來自糖的無氧代謝，從而引起乳酸大量積累，最終導(dǎo)致肌肉疲勞。不同肌纖維類型的形態(tài)、機(jī)能及代謝特征第37頁/共52頁（三）代謝特征慢肌纖維中氧化酶系統(tǒng)如細(xì)胞色素氧化酶（CYTOX）、蘋果酸脫氫酶（MDH）和琥珀酸氫酶（SDH）等的活性都明顯高于快肌纖維。慢肌纖維中作為氧化反應(yīng)場所的線粒體大而多，線粒體蛋白（線粒體

26、蛋白主要是各種氧化酶）的含量也較快肌纖維多；快肌纖維中線粒體的體積小，而且數(shù)量少，線粒體蛋白含量少。慢肌纖維氧化脂肪的能力為快肌纖維的4倍?？旒±w維中與無氧代謝有關(guān)酶的活性明顯高于慢肌纖維。如鎂-三磷酸腺苷酶（Mg-ATPase）活性為慢肌纖維的3倍；肌激酶（MK）活性為慢肌纖維的1.8倍；磷酸肌酸激酶（CPK）活性為慢肌纖維的1.3倍；乳酸脫氫酶（LDH）的活性為慢肌纖維的22.5倍。不同肌纖維類型的形態(tài)、機(jī)能及代謝特征第38頁/共52頁 特特 征征 慢肌纖維慢肌纖維(型型) ) 快肌纖維快肌纖維(型型) )（一）形態(tài)特征（一）形態(tài)特征1 1、結(jié)構(gòu)特征、結(jié)構(gòu)特征 肌纖維直徑肌纖維直徑 肌漿網(wǎng)

27、肌漿網(wǎng)肌球蛋白肌球蛋白ATPATP酶活性酶活性 線粒體線粒體 毛細(xì)血管毛細(xì)血管 2 2、神經(jīng)支配、神經(jīng)支配運(yùn)動單位的肌纖維數(shù)運(yùn)動單位的肌纖維數(shù) 小小 不發(fā)達(dá)不發(fā)達(dá) 低低 數(shù)量較多體積大數(shù)量較多體積大 密度大密度大 小小神經(jīng)元神經(jīng)元 慢運(yùn)動單位慢運(yùn)動單位 少少 大大 發(fā)達(dá)發(fā)達(dá) 高高數(shù)量較少體積數(shù)量較少體積小小 密度小密度小大大神經(jīng)元神經(jīng)元 快運(yùn)動單位快運(yùn)動單位 多多不同肌纖維類型的形態(tài)、機(jī)能及代謝特征第39頁/共52頁 (二二)代謝特征代謝特征 1 1、能源物質(zhì)、能源物質(zhì)2 2、糖原貯量、糖原貯量3 3、代謝酶活性、代謝酶活性 慢肌纖維慢肌纖維(型型) ) 快肌纖維快肌纖維(型型) ) 甘油三酯

28、甘油三酯 少少 有氧化酶活性高有氧化酶活性高 有氧化能力高有氧化能力高 (三三)功能特征功能特征1 1、收縮速度、收縮速度2 2、收縮力量、收縮力量2 2、抗疲勞性、抗疲勞性能力能力 慢慢小小強(qiáng)強(qiáng) 快快大大弱弱ATP、CP、肌糖原多無氧化酶活性高糖酵解能力高第40頁/共52頁在運(yùn)動中不同類型的肌纖維參與工作的程度依運(yùn)動強(qiáng)度而定。高耐克（Gollnick）等人讓受試者以64%VO2max（最大攝氧量）強(qiáng)度運(yùn)動，發(fā)現(xiàn)慢肌纖維中的糖原首先被消耗，繼而專向快肌纖維。甚至當(dāng)慢肌纖維中的糖原完全耗竭時，快肌纖維中還有糖原剩余。而以150%VO2max強(qiáng)度運(yùn)動時，快肌纖維中的糖原首先被消耗。說明，在以較低的

29、強(qiáng)度運(yùn)動時，慢肌纖維首先被動員，運(yùn)動強(qiáng)度較大時，快肌纖維首先被動員。運(yùn)動時不同類型運(yùn)動單位的動員第41頁/共52頁就一般人中，慢肌纖維最低的為24%，最高的為74.2%，相差范圍很大。研究發(fā)現(xiàn)，運(yùn)動員的肌纖維組成具有項(xiàng)目特點(diǎn)。肌纖維類型與運(yùn)動項(xiàng)目男運(yùn)動員肌纖維類型分布男運(yùn)動員肌纖維類型分布第42頁/共52頁女運(yùn)動員肌纖維類型分布女運(yùn)動員肌纖維類型分布肌纖維類型與運(yùn)動項(xiàng)目第43頁/共52頁運(yùn)動訓(xùn)練能使肌纖維形態(tài)和代謝特征發(fā)生較大的變化。訓(xùn)練對肌纖維類型的影響（一）肌纖維類型改變（二）肌纖維橫斷面積選擇性增大（三）肌纖維代謝能力耐力訓(xùn)練提高琥珀酸脫氫酶活性，慢肌纖維中線粒體數(shù)量增多，體積增大；力量

30、速度訓(xùn)練提高乳酸脫氫酶活性。（四）肌纖維對訓(xùn)練適應(yīng)的專一性：運(yùn)動專項(xiàng)、受訓(xùn)練的局部上第44頁/共52頁運(yùn)動對骨骼肌形態(tài)和機(jī)能的影響一、運(yùn)動導(dǎo)致的延遲性肌肉酸痛無論是普通人還是優(yōu)秀運(yùn)動員，從事不適應(yīng)的運(yùn)動負(fù)荷或大負(fù)荷運(yùn)動，運(yùn)動停止后2472小時，運(yùn)動肌會產(chǎn)生不同程度的酸痛，并伴隨僵硬、腫脹和肌力下降等癥狀。肌肉酸痛不發(fā)生在運(yùn)動期間或運(yùn)動后即刻，而是在運(yùn)動后24小時逐漸加劇，因而稱之為延遲性肌肉酸痛（delayed onset muscle soreness，DOMS）。延遲性肌肉酸痛一般持續(xù)14天，57天后消失。二、運(yùn)動導(dǎo)致的骨骼肌超微結(jié)構(gòu)改變骨骼肌在發(fā)生延遲性肌肉酸痛的同時，會伴隨著骨骼肌纖維

31、超微結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，這種變化在離心運(yùn)動后更明顯。超微結(jié)構(gòu)改變表現(xiàn)為：肌節(jié)縮短，Z線扭曲、增寬、部分或部分消失，M線模糊、扭曲或消失，肌絲排列改變，粗細(xì)肌絲相互位置紊亂，部分肌絲斷裂或消失。超微結(jié)構(gòu)的變化也具有延遲性特點(diǎn)，稱為延遲性骨骼肌超微結(jié)構(gòu)改變（delayed onset muscle ultrastructure change，DOMUC），其特點(diǎn)是：運(yùn)動后即刻結(jié)構(gòu)變化程度較小，運(yùn)動后2472小時變化程度逐漸加劇，57天恢復(fù)正常。第45頁/共52頁運(yùn)動對骨骼肌形態(tài)和機(jī)能的影響三、延遲性肌肉酸痛和運(yùn)動性骨骼肌超微結(jié)構(gòu)改變的機(jī)理（一）肌肉痙攣學(xué)說首先由De Vries（1961）根據(jù)骨骼肌大負(fù)

32、荷運(yùn)動后，肌肉激活程度仍在加強(qiáng)，因而推測運(yùn)動導(dǎo)致運(yùn)動肌局部發(fā)生痙攣，肌纖維中的微血管因肌纖維痙攣而受到擠壓以至局部肌肉缺血，導(dǎo)致P物質(zhì)等酸痛物質(zhì)愛積累，這又反過來進(jìn)一步刺激疼痛神經(jīng)莫末梢，反射性地加劇了肌肉痙攣和局部缺血狀態(tài)，進(jìn)而形成惡性循環(huán)。（二）損傷學(xué)說首先由Hough（1902）提出，延遲性肌肉酸痛是由于骨骼肌纖維損傷造成的。其證據(jù)是大負(fù)荷運(yùn)動后骨骼肌超微結(jié)構(gòu)發(fā)生改變。因運(yùn)動導(dǎo)致骨骼肌細(xì)胞膜的通透性增大，骨骼肌中的酶（如肌酸激酶和乳酸脫氫酶）由細(xì)胞進(jìn)入血液。第46頁/共52頁運(yùn)動對骨骼肌形態(tài)和機(jī)能的影響三、延遲性肌肉酸痛和運(yùn)動性骨骼肌超微結(jié)構(gòu)改變的機(jī)理（三）急性炎癥學(xué)說是由Smith和C

33、heung等在系統(tǒng)地分析了延遲性肌肉酸痛與肌肉炎癥反應(yīng)，如腫脹、炎癥因子浸潤之間的關(guān)系之后提出的。該學(xué)說的主要論點(diǎn)是：骨骼肌中含有多種蛋白水解酶，肌肉損傷后，這些蛋白水解酶降解損傷的脂質(zhì)和蛋白結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致除了緩激肽、組胺、前列腺素在損傷區(qū)域堆積外，也誘發(fā)單核細(xì)胞和中性細(xì)胞浸潤到肌肉損傷部位。同時，骨骼肌小血管通透性增加，導(dǎo)致蛋白含量豐富的體液擴(kuò)散至肌肉內(nèi)部造成水腫。最終炎癥因子、升高的滲透壓激活類神經(jīng)感受器受體，引起肌肉酸痛。第47頁/共52頁運(yùn)動對骨骼肌形態(tài)和機(jī)能的影響三、延遲性肌肉酸痛和運(yùn)動性骨骼肌超微結(jié)構(gòu)改變的機(jī)理（四）骨骼肌蛋白降解學(xué)說王瑞元等人提出，認(rèn)為運(yùn)動導(dǎo)致的延遲性肌肉酸痛和超微結(jié)構(gòu)改變，是由于運(yùn)動導(dǎo)致骨骼肌收縮蛋白和骨架蛋白降解，使骨骼肌骨架解體，最終導(dǎo)致骨骼肌超微結(jié)構(gòu)改變。大負(fù)荷運(yùn)動會導(dǎo)致骨骼肌的收縮蛋白，如肌球蛋白（myosin）、肌動蛋白（actin），以及骨骼肌骨架蛋白，如結(jié)蛋白（desmin）、肌聯(lián)蛋白（t