肌肉收縮用什么學(xué)說 肌肉收縮四種形式

肌肉收縮有哪幾種原理啊，肌肉收縮的原理是什么，可以用非生物裝置來模擬嗎？ 希望能在2013-08-07 15-08之前解答？肌肉收縮的主要特征是什么？肌肉的收縮原理，肌肉收縮的滑行理論實驗依據(jù)。

本文導(dǎo)航

• 肌肉收縮全過程的主要環(huán)節(jié)
• 模擬肌肉收縮
• 肌肉收縮四種形式
• 肌肉收縮的最大張力
• 人體骨骼肌收縮實驗結(jié)果記錄表

肌肉收縮全過程的主要環(huán)節(jié)

Huxley（1969）提倡了一套微絲滑行學(xué)說（sliding filament theory），作為肌肉收縮原理的解釋。根據(jù)這套學(xué)說，肌肉收縮是由于肌動蛋白微絲(細絲)在肌球蛋白微絲(粗絲)之上滑行所致。在整個收縮的過程之中，肌球蛋白微絲和肌動蛋白微絲本身的長度則沒有改變。

微絲滑行的實際情況仍需等待進一步的闡釋，但相信肌球蛋白微絲的突起部分（稱作橫橋或交叉橋，cross bridges）與肌動蛋白微絲上的一些特殊位置形成了一種稱作肌動肌球蛋白（actomyosin）的復(fù)合蛋白，在ATP的作用之下，就能促使肌肉產(chǎn)生收縮的現(xiàn)象。

當(dāng)肌肉收縮時，若肌動蛋白微絲向內(nèi)滑行，使到Z線被拖拉向肌節(jié)中央而導(dǎo)致肌肉縮短了，這便稱作向心收縮（亦稱作同心收縮，concentric contraction）。例如，進行引體向上（chin-up）動作時，當(dāng)二頭肌（biceps）產(chǎn)生張力（收縮）并縮短，把身體向上提升時，就是正在進行向心收縮。反過來說，在引體向上的下降階段，肌動蛋白微絲向外滑行，使到肌節(jié)在受控制的情況下延長并回復(fù)至原來的長度時，就是正在進行離心收縮（eccentric contraction）。還有一種情況，就是肌動蛋白微絲在肌肉收縮時并未有滑動，而且仍然保留在原來位置（例如：進行引體向上時，只把身體掛在橫桿上），這便稱作等長收縮（isometric contraction）。

由于肌肉在放松的時候依然具有相當(dāng)程度的彈性（muscle tone），所以相信此時仍有一定數(shù)量的橫橋在不斷進行工作。根據(jù)Yu與Brenner（1989），即使肌肉在放松的情況下，仍然可以有30%的橫橋正在執(zhí)行任務(wù)。

可以用非生物裝置來模擬。

模擬肌肉收縮

Huxley（1969）提倡了一套微絲滑行學(xué)說（sliding filament theory），作為肌肉收縮原理的解釋。根據(jù)這套學(xué)說，肌肉收縮是由于肌動蛋白微絲(細絲)在肌球蛋白微絲(粗絲)之上滑行所致。在整個收縮的過程之中，肌球蛋白微絲和肌動蛋白微絲本身的長度則沒有改變。

微絲滑行的實際情況仍需等待進一步的闡釋，但相信肌球蛋白微絲的突起部分（稱作橫橋或交叉橋，cross bridges）與肌動蛋白微絲上的一些特殊位置形成了一種稱作肌動肌球蛋白（actomyosin）的復(fù)合蛋白，在ATP的作用之下，就能促使肌肉產(chǎn)生收縮的現(xiàn)象。

當(dāng)肌肉收縮時，若肌動蛋白微絲向內(nèi)滑行，使到Z線被拖拉向肌節(jié)中央而導(dǎo)致肌肉縮短了，這便稱作向心收縮（亦稱作同心收縮，concentric contraction）。例如，進行引體向上（chin-up）動作時，當(dāng)二頭?。╞iceps）產(chǎn)生張力（收縮）并縮短，把身體向上提升時，就是正在進行向心收縮。反過來說，在引體向上的下降階段，肌動蛋白微絲向外滑行，使到肌節(jié)在受控制的情況下延長并回復(fù)至原來的長度時，就是正在進行離心收縮（eccentric contraction）。還有一種情況，就是肌動蛋白微絲在肌肉收縮時并未有滑動，而且仍然保留在原來位置（例如：進行引體向上時，只把身體掛在橫桿上），這便稱作等長收縮（isometric contraction）。

由于肌肉在放松的時候依然具有相當(dāng)程度的彈性（muscle tone），所以相信此時仍有一定數(shù)量的橫橋在不斷進行工作。根據(jù)Yu與Brenner（1989），即使肌肉在放松的情況下，仍然可以有30%的橫橋正在執(zhí)行任務(wù)。

可以用非生物裝置來模擬。

肌肉收縮四種形式

肌肉收縮的三種形式

肌肉對單個刺激發(fā)生的機械反應(yīng)稱為單收縮。根據(jù)肌肉收縮時肌長度和肌張力的變化，

可將肌肉收縮分為三種形式。

1、縮短收縮（向心收縮）

特點：張力大于外加阻力，肌長度縮短。

作用：是肌肉運動的主要形式，是實現(xiàn)動力性運動的基礎(chǔ)（如揮臂、高抬腿等）。

（1）等張收縮

外加阻力恒定，當(dāng)張力發(fā)展到足以克服外加阻力后，張力不再發(fā)生變化。但在不同的關(guān)節(jié)角度時，肌肉收縮產(chǎn)生的張力則有所不同。在關(guān)節(jié)運動的整個范圍內(nèi)，肌肉用力最大的一點稱為“頂點”。在此關(guān)節(jié)角度下，骨杠桿效率最差。

如：推舉杠鈴， 關(guān)節(jié)角度在120°時肱二頭肌收縮張力最大，關(guān)節(jié)角度在30°時肱二頭肌收縮張力最小。

最大等長收縮時，只有在“頂點”即骨杠桿效率最差的關(guān)節(jié)角度下，肌肉才有可能達到最大收縮。而在其他關(guān)節(jié)角度下，肌肉收縮均小于自身最大力量。

在整個關(guān)節(jié)活動的范圍內(nèi)，肌肉做等張收縮時所產(chǎn)生的張力往往不是肌肉的最大張力。

（2）等動收縮

在整個關(guān)節(jié)活動范圍內(nèi)，肌肉以恒定速度進行的最大用力收縮。但器械阻力不恒定。

等動練習(xí)器：

在離心制動器上連一條尼龍繩，由于離心制動作用，扯動繩子越快，器械產(chǎn)生的阻力就越大。

特點：器械產(chǎn)生的阻力與肌肉用力的大小相適應(yīng)。

等動收縮的優(yōu)點：

外加阻力能隨關(guān)節(jié)活動的變化而精確地進行調(diào)整，使肌肉在整個關(guān)節(jié)活動范圍內(nèi)都能產(chǎn)生最大的肌張力。

2、拉長收縮（離心收縮）

特點：張力小于外加阻力，肌長度拉長。

作用：緩沖、制動、減速、克服重力。

如：蹲起運動、下坡跑、下樓梯、從高處跳落等動作，相關(guān)肌群做離心收縮可避免運動損傷。

3、等長收縮

特點：張力等于外加阻力，肌長度不變。

作用：支持、固定、維持某種身體姿勢。其固定功能還可為其他關(guān)節(jié)的運動創(chuàng)造適宜條件。

如：站立、懸垂、支撐等動作。

4、三種收縮形式的比較

（1）力量：收縮速度相同情況下，離心收縮產(chǎn)生的張力最大。（比向心收縮大50%，比等長收縮大25%）

（2）代謝：輸出功率時，離心收縮能量消耗低，耗氧量少。

（3）肌肉酸痛：離心收縮疼痛最顯著，等長收縮次之，向心收縮最輕。

肌收縮

肌肉對刺激所產(chǎn)生的收縮反應(yīng)現(xiàn)象。狹義來說，是指脊椎動物骨骼肌靠傳播性活動電位而發(fā)生的收縮。單一的活動電位產(chǎn)生單收縮，反復(fù)活動電位產(chǎn)生強直收縮。不通過活動電位的肌肉收縮多數(shù)情況是由于非傳布性的去極化而產(chǎn)生的，去極化如只限于局部肌肉，且為短暫性的，稱為局部收縮。去極化如在肌肉全部而且是持續(xù)性的，則稱為拘性收縮。在平滑肌等所見到的持續(xù)性收縮一般稱為痙攣，但很多仍然是伴隨著反復(fù)活動電位或是持續(xù)性去極化。可是在雙殼貝的閉殼肌等所看到的持續(xù)性收縮并沒有電位的變化，這種收縮是出于閘式結(jié)構(gòu)。肌肉收縮的記錄大致可有兩種情況：一種是在重量負荷下記錄肌肉縮短時的長度變化――等張收縮。另一種是記錄肌肉長度保持一定時的張力變化的等長收縮。

一、骨骼肌細胞的微細結(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

2.肌管系統(tǒng) 橫管系統(tǒng)（T管）

縱管系統(tǒng) （L管）

二、肌肉的特性

1、肌肉的物理特性

① 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(dāng)外力消失時，肌肉又恢復(fù)到原來形狀，為肌肉的彈性。

③ 粘滯性：肌肉活動時由于肌肉內(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(dāng)肌肉溫度升高時，肌肉的粘滯性下降，伸展性和彈性增加。

2、肌肉的生理特性

①興奮性：肌肉具有對刺激發(fā)生反應(yīng)興奮的能力。

②收縮性

三、細胞的生物電現(xiàn)象

1. 細胞的興奮性；興奮

2. 單一細胞的跨膜靜息電位和動作電位

①靜息電位：（1）概念：（內(nèi)負外正）

（2）極化、超極化、去極化（除極化）及復(fù)極化的概念

②動作電位：（1）概念：（跨膜出現(xiàn)短暫可逆的電位變化）

（2）產(chǎn)生時的電變化；（3）波形的特點（鋒電位、負后電位、正后電位）；（4）產(chǎn)生的意義；（5）特點

3.生物電現(xiàn)象的產(chǎn)生機制

① K+平衡電位：產(chǎn)生的條件和產(chǎn)生機制

② 鋒電位和Na+平衡電位： 產(chǎn)生的條件和產(chǎn)生機制

③ Na+通道的失活和膜電位的復(fù)極

（1）絕對不應(yīng)期和相對不應(yīng)期

（2）Na+泵的作用

4. 動作電位的引起和它在同一細胞上的傳導(dǎo)

（一）閾電位和鋒電位的引起

1.閾電位的概念2.閾電位現(xiàn)象的原因

3.閾強度、閾刺激、閾下刺激

（二）局部興奮及其特性

（三）興奮在同一細胞上的傳導(dǎo)機制

1.局部電流學(xué)說 2.有髓神經(jīng)纖維的跳躍式傳導(dǎo)

四、 肌細胞的收縮功能

1、 神經(jīng)-骨骼肌接頭處的興奮傳遞

神經(jīng)－骨骼肌接頭結(jié)構(gòu)；興奮傳遞過程；終板電位的特點；興奮傳遞的特點

2、 運動單位的組成

3、 運動單位的動員

（4）骨骼肌收縮的分子機制

1． 滑行學(xué)說及其主要內(nèi)容

2． 收縮過程的分子機制

①粗肌絲的結(jié)構(gòu)及橫橋的特性

②肌絲滑行的機制

③細肌絲的結(jié)構(gòu)

五、肌肉的收縮形式與力學(xué)特征

1.縮短收縮、拉長收縮和等長收縮

縮短收縮：縮短收縮是指肌肉收縮所產(chǎn)生的張力大于外加的阻力時，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，縮短收縮又可分非等動收縮和等動收縮兩種。

拉長收縮：當(dāng)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。

等長收縮：當(dāng)肌肉收縮產(chǎn)生的張力等于外力時，肌肉積極收縮但長度不變，這種收縮形式稱等長收縮。

2.肌肉收縮的力學(xué)特征

（一）后負荷對肌肉收縮的影響——張力與速度關(guān)系

后負荷：后負荷是肌肉收縮開始之后所遇到的負荷。

力-速度曲線：固定前負荷不變,讓肌肉在不同的后負荷條件下進行等張收縮。把肌肉所產(chǎn)生的張力和縮短初速度繪成坐標(biāo)曲線。

（二）前負荷對肌肉收縮的影響—張力與長度關(guān)系：見課本圖2-15

前負荷：是肌肉收縮開始前加上的負荷。

六、肌纖維類型與運動能力

1.人類肌纖維類型的類型

依據(jù)收縮機能將骨骼肌纖維分為“慢肌”和“快肌”兩種類型的觀點。這一分類方法通常只適用于區(qū)別動物骨骼肌纖維類型，而不完全適合于區(qū)別人類的骨骼肌纖維類型。

（1）根據(jù)組織化學(xué)染色法

依據(jù)具有不同酶活性的肌原纖維ATP酶在各種不同pH環(huán)境中預(yù)孵育時染色程度的差異，可將骨骼肌纖維劃分為Ⅰ型Ⅱ型，以及Ⅰc、 Ⅱa、Ⅱb、Ⅱc、Ⅱac和Ⅱab六種亞型。其中，Ⅱc型纖維被認為是一種未分化的較原始的肌纖維。

（2）根據(jù)肌纖維代謝特征

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

2.兩類肌纖維的形態(tài)、代謝和生理特征

形態(tài)特征

形態(tài)特征包括以下三個方面： ①結(jié)構(gòu)特征； ②神經(jīng)支配；③肌纖維面積。

代謝特征：① 代謝底物；② 代謝酶活性

3、生理特征

①收縮速度：肌肉中快肌纖維百分比較高者，其收縮速度也較快。

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，多數(shù)研究認為動物快肌收縮力量明顯大于慢肌。

③ 抗疲勞性：動物和人體實驗均證明，慢肌纖維的抗疲勞能力較快肌強，故快肌纖維較慢肌纖維更易疲勞。

3.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。

4.肌肉中感受器的結(jié)構(gòu)和功能

（1）肌梭的結(jié)構(gòu)與功能；脊髓前角的描述；感受裝置結(jié)構(gòu)和功能的描述；γ運動纖維的作用；反饋信息的傳遞

（2）腱梭的結(jié)構(gòu)與功能；感受裝置結(jié)構(gòu)；反饋信息的傳遞

七、肌肉的結(jié)締組織

1、肌肉結(jié)締組織的組成：膠原是結(jié)締組織最主要成分，以膠原纖維形式存在。

2．運動對肌肉結(jié)締組織的影響

3．解釋：快速下蹲比緩慢下蹲起跳和“挺胸帶臂”比“停胸帶臂”用力效果好的原因。

4. 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。

八、肌電圖的應(yīng)用

1、肌電的引導(dǎo)

表面電極所引導(dǎo)的是整塊肌肉的綜合電活動，它具有操作簡便，無損傷和無痛苦等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于體育科學(xué)研究，缺點是不能記錄深層肌肉電活動。

2、正常肌電圖

正常肌肉在完全松弛情況下不出現(xiàn)電活動，引導(dǎo)電極插入肌肉后，在記錄儀上僅描記出一條平穩(wěn)的基線。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。

3、肌電圖的應(yīng)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(xué)與訓(xùn)練提供依據(jù)。

②利用肌電圖解決體育基礎(chǔ)學(xué)科（如運動生理學(xué)、運動解剖學(xué)、運動生物力學(xué)和運動醫(yī)學(xué)）中某些理論與實踐問題。

③利用肌電圖了解訓(xùn)練對神經(jīng)肌肉的影響，為評定運動員訓(xùn)練水平提供依據(jù)

肌肉收縮的最大張力

肌肉收縮原理：

當(dāng)肌肉處于靜止（舒張）狀態(tài)時，胞液Ca濃度較低（<10moL/L），鈣離子結(jié)合亞單位(TnC)不與Ca結(jié)合，則TnC與TnI、TnT的結(jié)合較松散。

此時，TnT與原肌球蛋白緊密結(jié)合，使原肌球蛋白遮蓋了肌動蛋白與肌球蛋白結(jié)合部位，阻止了肌動蛋白與肌球蛋白的結(jié)合。

同時，TnI與肌動蛋白緊密結(jié)合，也阻止了肌動蛋白與肌球蛋白的相互作用，并抑制肌球蛋白的ATP酶活性，故肌肉處于舒張狀態(tài)。

當(dāng)胞液內(nèi)Ca濃度增加到10moL/L -10 moL/L時，Ca便與TnC結(jié)合，之后，TnC構(gòu)象變化，從而增強了TnC與TnI、TnT之間的結(jié)合力。

使三者緊密結(jié)合，削弱了TnI與肌動蛋白的結(jié)合力，使肌動蛋白與TnI脫離，變成啟動狀態(tài)。

同時，TnT使原肌球蛋白移動到肌動蛋白螺旋溝的深處，而排除了肌動蛋白與肌球蛋白相結(jié)合的障礙。

于是，肌動蛋白便與肌球蛋白的頭部相結(jié)合，產(chǎn)生有橫橋的肌動球蛋白。

在此蛋白中，肌動蛋白使肌球蛋白的ATP酶活性大大提高，故肌球蛋白催化ATP水解反應(yīng)。

產(chǎn)生的能量使橫橋改變角度，而水解產(chǎn)物的釋放又使橫橋的位置恢復(fù)，再與另一個ATP結(jié)合，如此循環(huán)，細絲便沿粗絲滑行，肌肉發(fā)生收縮。

當(dāng)胞液Ca濃度下降（<10moL/L）時，Ca與TnC分離，TnI又與肌動蛋白結(jié)合，從而使肌動蛋白恢復(fù)靜狀態(tài)。

同時原肌球蛋白也恢復(fù)原位，從而使肌動蛋白與肌球蛋白不能結(jié)合，肌肉不能轉(zhuǎn)為舒張狀態(tài)。

擴展資料

肌肉收縮機制：

電鏡下觀察肌肉收縮時肌原纖維的變化，發(fā)現(xiàn)A帶長度不變，只是Ⅰ帶隨收縮程度不同而有變化，由此推論粗肌絲的長度是不變的。

從一個肌節(jié)的H帶未端到下一個肌節(jié)的H帶起端，這一距離等于細肌絲總長度，當(dāng)肌肉作最大收縮時，H帶消失。

而這一距離總長度未變，故認為細肌絲的長度也未發(fā)生變化。

據(jù)上述現(xiàn)象，1959年，赫胥黎和漢森提出了肌肉收縮的滑動學(xué)說——“滑動絲模型”。

認為在肌肉收縮時肌纖維長度的改變是由于兩類肌絲相互滑動之結(jié)果。

參考資料來源：百度百科-肌肉收縮

人體骨骼肌收縮實驗結(jié)果記錄表

肌肉收縮的滑行學(xué)說認為，肌肉收縮時出現(xiàn)的肌肉或肌纖維縮短是由于肌小節(jié)中細肌絲向暗帶的中央滑動，使粗、細肌絲的重疊度增加所致。;

滑行理論的主要依據(jù)是：肌肉收縮時并無暗帶長度的縮短；并且與此同時也看到暗帶中央H帶相應(yīng)地變窄，表明細肌絲在肌肉收縮時也沒有縮短，只是它們更向暗帶中央移動，和粗肌絲發(fā)生了更大程度地重疊。

含義

當(dāng)一次神經(jīng)沖動傳遞到運動終板，引起去極化使得Ca2+進入終板膜，使突觸小泡向前移動并釋放出乙酰膽堿(ACH)，乙酰膽堿(ACH)與后膜上的受體結(jié)合，引起終板電位并向兩側(cè)擴布到兩側(cè)的肌細胞膜形成動作電位，并沿細胞膜傳遞到肌細胞的橫管系統(tǒng)使兩側(cè)終池釋放出Ca2+，Ca2+與肌鈣蛋白結(jié)合使原肌球蛋白發(fā)生變化，暴露出肌動蛋白與橫橋的結(jié)合位點。