《运动生理学》第三版第一章 肌肉活动

《运动生理学》第三版 第一章 肌肉活动知识点式思维导图，包括：生物电现象、肌肉收缩原理、肌肉收缩的形式与力学特征、肌纤维类型与运动能力、肌电图。

肌肉活动

• 生物电现象
  • 刺激、反应与兴奋
    • 1.人体肌肉包括骨骼肌（横纹肌）、平滑肌、心肌。
      • 骨骼肌是具有收缩和舒张功能的肌细胞构成的体内最多的组织。
    • 2.X能引起反应的刺激通常要具备以下三个条件
      • 一定的强度
        • 最小的刺激强度称为阈强度或阈值
      • 一定的持续时间
      • 一定的强度变化率
  • 细胞生物电活动
    • 3N 静息电位是指细胞未受刺激时存在于细胞膜的两侧的电位差。内负外正。
      • 极化；膜两侧稳定的内负外正。
      • 超极化：膜内负电位增大。
      • 去极化：膜内负电位减小
      • 复极化：膜电位恢复到极化状态。
      • 形成机制：
        • 静息电位主要使K+外流所形成的电-化学平衡电位。细胞膜在安静时，对K+的通透性最大，其他离子通透性小或几乎不通透。
        • K+顺着浓度差向膜外扩散（化）→阻止K+外流（电）→促使K+外流浓度差和阻止K+外流电位差达到平衡=静息电位/K+的平衡电位（无K+的静移动）
    • 4N动作电位 是指细胞受到刺激而兴奋时，细胞膜在原来静息电位的基础上发生的一次迅速、短暂、可向周围扩布的电位波动。动作电位的产生是细胞兴奋的标志。
      • 形成机制：
        • ①　上升支（Na+快速内流导致）：细胞受到刺激兴奋→Na+通道开放且通透性大于K+→Na+顺浓度差和电位差迅速内流→电位差阻止浓度差→Na+的静内流停止=Na+的平衡电位.
        • ②　下降支（Na+快速外流导致）：去极化达到峰值，Na+通道瞬间失活且关闭→K+通透性增大→K+顺浓度差和电位差迅速向外扩散→膜内电位迅速下降，直至膜复极化恢复到静息电位。
        • ③　复极化（Na泵）：将进入膜内的Na+泵出，将扩散到膜外的K+泵回细胞。
      • 特点：
        • ①　有或无现象：刺激达不到阈值不会产生动作电位。
        • ②　绝对不应期：动作电位不可能发生融合。
        • 传导：在膜上任何一处所产生的动作电位都将沿着整个细胞膜扩布即传导。（局部）
      • 神经纤维上传导的动作电位的特征：
        • ①　生理完整性
        • ②　双向传导
        • ③　不衰减和相对不疲劳性
        • ④　绝缘性—髓鞘的存在
• 肌肉收缩原理
  • 肌肉的微细结构
    • 5.肌原纤维 两相邻Z线间的一小段肌原纤维称为肌小节，它包括中间的暗带和两侧各1/2的明带。
      • I带：明带
      • A带：暗带
      • H区：暗带中间较为透明的区域
      • M线：H区中间一条横向的暗线
      • Z线：I带中间一条横向的暗线
      • 粗肌丝：主要有肌球蛋白分子组成
      • 细肌丝：肌动蛋白（60%)
      • 原肌球蛋白 肌钙蛋白（调节蛋白）
    • 6.横桥的功能特征
      • (1)有一个能与三磷酸腺苷（ATP）结合的位点，同时具有ATP酶的活性，但这种酶只有在横桥与细肌丝连结时，才被激活；
      • (2)在一定的条件下，横桥可以和细肌丝相应的位点进行可逆性结合，并出现倾斜摆动，牵引细肌丝向粗肌丝的中部滑行。
    • 7.横管系统：走向和肌原纤维相垂直，又称T管，其作用是将肌细胞兴奋时出现在细胞膜上的电位变化传入细胞内。
    • 纵管系统：走向和肌原纤维平行，又称L管。
    • 三联管：由每一横管和两侧的终池所构成。纵管和终池是Ga+的贮存库，在肌肉活动时实现的Ga2+贮存、释放和再积聚。
  • 肌肉收缩与舒张过程
    • （一）兴奋在神经-肌肉接点的传递 （突触)
      • 1)神经冲动刺激突触前膜，钙通道开放，钙离子促进神经轴突中的囊泡膜与接头前膜发生融合而破裂；
      • 2)囊泡与突触前膜融合，（ACH）乙酰胆碱释放到神经肌肉接头间隙（突触间隙）；
      • 3）乙酰胆碱与接头后膜上的受体结合，引发终板电位。
      • 特点;
        • ①化学传递。神经和肌肉之间的兴奋传递是通过化学递质进行的，该递质为乙酰胆碱。
        • ②兴奋传递节律是1对1的，即每一次神经纤维兴奋都可引起一次肌肉细胞兴奋。因为神经末梢每次动作电位所引起的乙酰胆碱释放量相当大，足以产生较大的终板电位，从而激发肌肉细胞兴奋。
        • ③单向传递。兴奋只能由神经末梢传向肌肉，而不能相反。
        • ④时间延搁。兴奋的传递要经历递质的释放、扩散和作用等多个环节，因而传递速度缓慢。
        • ⑤高敏感性。易受化学和其他环境因素变化的影响，易疲劳。
    • （二）肌肉的兴奋-收缩耦联
      • 1)电兴奋通过横管系统传导到肌细胞深处；
      • 2)三联管结构处的信息传递
      • 3)肌浆网中Ga2+释放入胞质以及Ga2+由胞质向肌浆网的再聚积。
    • （三）肌肉的收缩与舒张过程
      • 肌肉收缩的滑行理论：肌肉收缩时虽然外观上可以看到整个肌肉或者肌纤维的缩短，但在肌细胞内并无肌丝或他们所含的分子结构的缩短或卷曲，而只是在每个肌小节内发生细肌丝向粗肌丝之间的滑行，出现明带的长度缩短，而暗带长度不变，相应H区变窄，各相邻Z线都互相靠近，肌小节长度变短。
      • 1)肌细胞动作兴奋电位引起肌浆的浓度升高，与细肌丝上的肌钙蛋白结合，从而使得原球蛋白构型发生变化，从而暴露出肌动蛋白上能与横桥结合的位点；
      • 2)横桥与肌动蛋白结合成肌动球蛋白，在Mg2+参与下，ATP分解释放能量，引起横桥头部向粗肌丝中心方向摆动，牵引细肌丝向粗肌丝中央滑行。
      • 3)刺激中止后，终池膜对的通透性降低，Ga2+释放也停止。肌浆膜上的钙泵迅速回收ca2+,使及浆ca2+浓度下降，钙与肌钙蛋白结合解离，肌钙蛋白恢复到原来构型，继而原肌球蛋白也恢复到原来构型，肌动蛋白上与横桥结合的位点重新被掩盖起来，横桥与肌动蛋白分离，粗、细肌丝退回到原来位置，肌小节变长，肌肉产生舒张。
• 肌肉收缩的形式与力学特征
  • 肌肉收缩的形式
    • 缩短收缩（向心收缩）：肌肉收缩所产生的张力>外加的阻力，肌肉缩短
    • 等张收缩（非等动收缩）：肌肉客服恒定负荷的一种收缩形式—负荷一定，收缩张力、收缩速度不同。
    • 等动收缩：需专门的等动练习器械，负荷与收缩张力、收缩速度成正比。—自由泳的手臂划水动作。
    • 拉长收缩（离心收缩）：肌肉收缩所产生的张力<外加的阻力，肌肉拉长
    • 超等长收缩：牵张-收缩环节，肌肉在缩短收缩前先进行拉长收缩，在之后的缩短收缩时产生更大的力量或输出功率。
    • 等长收缩：肌肉收缩所产生的张力=外加的阻力，肌肉积极收缩，长度不变
  • 肌肉收缩的力学特征
    • 肌肉收缩的张力与速度的关系
      • 反比（一定范围内）
      • 张力最大—收缩速度为零 张力为零—收缩速度最大
    • 肌肉收缩的长度与张力的关系
      • —先正比后反比。（肌肉的弹性）
      • 后负荷：指肌肉开始收缩时才遇到的负荷或阻力。
      • 前负荷：在肌肉收缩前施加于肌肉的一定的负荷。
• 肌纤维类型与运动能力
  • 不同类型骨骼肌纤维的形态结构和功能特征
    • 类型
      • 根据收缩速度：慢肌、快肌
      • 根据肌纤维的收缩和代谢特征：慢缩强氧化型、快缩强氧化酵解型、快缩强酵解型
      • 根据肌原纤维ATP酶在各种不同PH染色液染色程度的差异：I型、II型（IIa、IIb、IIc）
    • 特征
      • 形态特征
        • 结构特征：一般情况下，l型纤维直径<ll型纤维
        • 神经支配：一个大α运动神经元（神经阈值高）连同它支配的快肌纤维和II型肌纤维 一个小α运动神经元（神经阈值低）连同它支配的慢肌纤维和I型肌纤维
        • 肌纤维面积：取决于肌纤维的直径，并受年龄、训练水平和肌纤维类型的影响
          • 一般情况下，从出生到青春期结束，肌纤维的面积随年龄的增长呈线性递增。
      • 代谢特征
        • 代谢产物
        • 代谢酶活性
          • 快肌纤维无氧代谢能力>慢肌纤维 慢肌纤维有氧代谢能力>快肌纤维
      • 生理特征
        • 收缩速度
          • 快肌纤维>慢肌纤维
        • 收缩力量
          • 快肌纤维>慢肌纤维
        • 抗疲劳性
          • 快肌纤维<慢肌纤维
  • 肌纤维类型与运动的关系
    • N运动单位募集：运动过程中不同类型运动单位参与活动的次序和程度
    • 运动训练对肌纤维代谢特征的影响—专一性
      • 力量训练：使肌纤维的面积大大增加，线粒体未增加，故容积密度降低。力量训练不增加氧化能力，甚至可能限制其耐力工作能力。
      • 耐力训练：使肌纤维中线粒体（有氧能力）的数目和体积增大、容积密度增加，从而线粒体蛋白增加，提高肌纤维的有氧氧化能力。快肌纤维百分比多的人，可通过耐力训练提高氧化能力。
• 肌电图
  • 肌电信号的引导和记录
  • 肌电图的基本原理与正常肌电图
  • 肌电信号的分析
  • 肌电图的应用