今天给各位分享肌肉收缩的知识,其中也会对肌肉收缩是什么引起的进行解释,如果能碰巧解决你现在面临的问题,别忘了关注本站,现在开始吧!
法国思想家伏尔泰曾说“生命在于运 动”,运动是生命的基础,而肌肉又是运动的基础。肌肉包括心肌,骨骼肌和平滑肌,本文章主要解释骨骼肌是如何收缩的。每一个动作的完成都需要肌肉的收缩,那么肌肉又是如何来收缩的呢?这个过程既复杂,又简单,它的简单在于一气呵成,肌肉瞬间收缩,复杂性又在于其中的具体过程。
要想理解骨骼肌收缩的原理,就必须先了解骨骼肌的结构,以下分别从光镜结构和电镜结构来解释。
首先,一块肌外面有一层肌外膜,而一块肌由很多被肌束膜包裹的肌束组成,每一个肌束又由许多肌细胞(也叫肌纤维)组成,这些肌纤维之间有肌内膜相连,肌细胞的细胞膜也叫做肌膜。
肌纤维是长条状的细胞,一个肌纤维里有很多个细胞核。在光镜下可以看到肌纤维有明暗相间的条纹,分别称为明带(I带)和暗带(A带),在暗带中又有一个颜色稍浅的H带,在H带中间又有一条M线,在明带中间有一条Z线。而肌肉收缩的最小单位是肌节,一个肌节是由一个暗带和两个1/2明带组成。肌肉的收缩就是靠明带的缩短来完成的,为了进一步了解这些不同的带是如何形成的以及肌肉收缩原理就必须知道骨骼肌的电子镜下结构。
在电镜下,肌纤维是由粗肌丝和细肌丝构成。粗肌丝构成了暗带,由M线固定,细肌丝构成了明带,细肌丝中间由Z线固定,因为两种肌丝在暗带不完全重合,所以就形成了H带。粗肌丝是由肌球蛋白组成,肌球蛋白形状就像豆芽菜,分为头部和杆部,头部具有ATP酶活性可以产生动力,有趣的一点是头部是可以向内屈一定角度的。细肌丝是由三种蛋白构成,分别是肌动蛋白,肌钙蛋白和原肌球蛋白。肌动蛋白相应位点可以与肌球蛋白的头部结合,两者结合后就会激活肌球蛋白头部的酶活性提供动力使得肌球蛋白的头部向内摆,从而使得肌丝滑动达到了肌肉收缩的目的。由于肌肉的收缩与舒张处于不断变换更替状态,所以肌钙蛋白(上图中的肌原蛋白)和原肌球蛋白作为开关的作用就显示出来了。当肌肉处于舒张状态时,原肌球蛋白会结合在肌动蛋白上,掩盖住肌动蛋白与肌球蛋白的结合位点,使得两者无法结合。肌钙蛋白连接在肌动蛋白和原肌球蛋白上,当肌钙蛋白与钙离子结合后会导致原肌球蛋白构象改变,从而肌动蛋白与肌球蛋白的结合位点暴露。
那么骨骼肌究竟是如何进行收缩的呢?首先大脑传来的电信号到达神经末梢,动作电位传至神经末梢的细胞膜上,膜上的钙离子电压门控通道开放,神经与肌肉之间间隙的钙离子内流,激活突触小泡里神经递质乙酰胆碱的释放,这些乙酰胆碱与骨骼肌细胞膜上N2型受体阳离子通道(化学门控通道)相结合,钠离子经通道内流后骨骼肌细胞膜产生动作电位,随着横小管传至肌细胞内部(横小管是肌膜向细胞内凹陷形成),接着细胞内的钙离子储存库终池上电压门控钙离子通道打开,大量钙离子流入细胞质,然后与肌钙蛋白结合使得原肌球蛋白的构象改变,暴露出肌动蛋白与肌球蛋白的结合位点,肌球蛋白头部激活,产生动力,头部向内摆动,细肌丝向肌小节内部滑动从而完成了骨骼肌的收缩这一过程。
肌肉的收缩原理解释了很多有趣的现象。南美印第安人从植物中提取出了筒箭毒碱,并用于捕猎中,使得猎物肌肉麻痹无法动弹。后来科学家才发现这种物质阻断了骨骼肌膜上的N2型乙酰胆碱受体阳离子通道,也就是阻断了骨骼肌的兴奋所以肌肉也就麻痹了。
有机磷农药可以使得骨骼肌细胞膜上的胆碱酯酶失活,从而乙酰胆碱无法被代谢掉,这就导致了肌肉的束颤。同时,乙酰胆碱不只是存在于神经肌接头处的N2受体,它也是作用于M受体的递质,所以中毒后也产生促副交感作用,如唾液分泌增加、视野模糊(睫状肌收缩加强,睫状小带松弛,晶状体变凸,屈光度变大产生近视样改变)、汗液分泌增加、瞳孔缩小等症状。
新斯的明作为重症肌无力的首选药是通过抑制胆碱酯酶的活性来增强肌肉收缩的。
1、缩短收缩:又叫向心收缩,特点:张力大于外加阻力,肌长度缩短。作用:是肌肉运动的主要形式,是实现动力性运动的基础(如挥臂、高抬腿等)。
2、拉长收缩:又叫离心收缩,特点:张力小于外加阻力,肌长度拉长。作用:缓冲、制动、减速、克服重力。如:蹲起运动、下坡跑、下楼梯、从高处跳落等动作,相关肌群做离心收缩可避免运动损伤。
3、等长收缩。特点:张力等于外加阻力,肌长度不变。作用:支持、固定、维持某种身体姿势。其固定功能还可为其他关节的运动创造适宜条件。如:站立、悬垂、支撑等动作。
扩展资料:
三种收缩形式的比较
1、力量:收缩速度相同情况下,离心收缩产生的张力最大。(比向心收缩大50%,比等长收缩大25%)
2、代谢:输出功率时,离心收缩能量消耗低,耗氧量少。
3、肌肉酸痛:离心收缩疼痛最显著,等长收缩次之,向心收缩最轻。
参考资料来源:百度百科——肌肉收缩
肌肉收缩的三种形式
肌肉对单个刺激发生的机械反应称为单收缩。根据肌肉收缩时肌长度和肌张力的变化,
可将肌肉收缩分为三种形式。
1、缩短收缩(向心收缩)
特点:张力大于外加阻力,肌长度缩短。
作用:是肌肉运动的主要形式,是实现动力性运动的基础(如挥臂、高抬腿等)。
(1)等张收缩
外加阻力恒定,当张力发展到足以克服外加阻力后,张力不再发生变化。但在不同的关节角度时,肌肉收缩产生的张力则有所不同。在关节运动的整个范围内,肌肉用力最大的一点称为“顶点”。在此关节角度下,骨杠杆效率最差。
如:推举杠铃, 关节角度在120°时肱二头肌收缩张力最大,关节角度在30°时肱二头肌收缩张力最小。
最大等长收缩时,只有在“顶点”即骨杠杆效率最差的关节角度下,肌肉才有可能达到最大收缩。而在其他关节角度下,肌肉收缩均小于自身最大力量。
在整个关节活动的范围内,肌肉做等张收缩时所产生的张力往往不是肌肉的最大张力。
(2)等动收缩
在整个关节活动范围内,肌肉以恒定速度进行的最大用力收缩。但器械阻力不恒定。
等动练习器:
在离心制动器上连一条尼龙绳,由于离心制动作用,扯动绳子越快,器械产生的阻力就越大。
特点:器械产生的阻力与肌肉用力的大小相适应。
等动收缩的优点:
外加阻力能随关节活动的变化而精确地进行调整,使肌肉在整个关节活动范围内都能产生最大的肌张力。
2、拉长收缩(离心收缩)
特点:张力小于外加阻力,肌长度拉长。
作用:缓冲、制动、减速、克服重力。
如:蹲起运动、下坡跑、下楼梯、从高处跳落等动作,相关肌群做离心收缩可避免运动损伤。
3、等长收缩
特点:张力等于外加阻力,肌长度不变。
作用:支持、固定、维持某种身体姿势。其固定功能还可为其他关节的运动创造适宜条件。
如:站立、悬垂、支撑等动作。
4、三种收缩形式的比较
(1)力量:收缩速度相同情况下,离心收缩产生的张力最大。(比向心收缩大50%,比等长收缩大25%)
(2)代谢:输出功率时,离心收缩能量消耗低,耗氧量少。
(3)肌肉酸痛:离心收缩疼痛最显著,等长收缩次之,向心收缩最轻。
肌收缩
肌肉对刺激所产生的收缩反应现象。狭义来说,是指脊椎动物骨骼肌靠传播性活动电位而发生的收缩。单一的活动电位产生单收缩,反复活动电位产生强直收缩。不通过活动电位的肌肉收缩多数情况是由于非传布性的去极化而产生的,去极化如只限于局部肌肉,且为短暂性的,称为局部收缩。去极化如在肌肉全部而且是持续性的,则称为拘性收缩。在平滑肌等所见到的持续性收缩一般称为痉挛,但很多仍然是伴随着反复活动电位或是持续性去极化。可是在双壳贝的闭壳肌等所看到的持续性收缩并没有电位的变化,这种收缩是出于闸式结构。肌肉收缩的记录大致可有两种情况:一种是在重量负荷下记录肌肉缩短时的长度变化――等张收缩。另一种是记录肌肉长度保持一定时的张力变化的等长收缩。
一、骨骼肌细胞的微细结构
粗肌丝 :肌球蛋白
1.肌原纤维: 肌动蛋白
细肌丝 原肌球蛋白
肌钙蛋白
2.肌管系统 横管系统(T管)
纵管系统 (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长,为肌肉的伸展性。
② 弹性:当外力消失时,肌肉又恢复到原来形状,为肌肉的弹性。
③ 粘滞性:肌肉活动时由于肌肉内部各蛋白分子相互摩擦产生的内部阻力为肌肉的粘滞性。肌肉的物理特性受温度的影响。当肌肉温度升高时,肌肉的粘滞性下降,伸展性和弹性增加。
2、肌肉的生理特性
①兴奋性:肌肉具有对刺激发生反应兴奋的能力。
②收缩性
三、细胞的生物电现象
1. 细胞的兴奋性;兴奋
2. 单一细胞的跨膜静息电位和动作电位
①静息电位:(1)概念:(内负外正)
(2)极化、超极化、去极化(除极化)及复极化的概念
②动作电位:(1)概念:(跨膜出现短暂可逆的电位变化)
(2)产生时的电变化;(3)波形的特点(锋电位、负后电位、正后电位);(4)产生的意义;(5)特点
3.生物电现象的产生机制
① K+平衡电位:产生的条件和产生机制
② 锋电位和Na+平衡电位: 产生的条件和产生机制
③ Na+通道的失活和膜电位的复极
(1)绝对不应期和相对不应期
(2)Na+泵的作用
4. 动作电位的引起和它在同一细胞上的传导
(一)阈电位和锋电位的引起
1.阈电位的概念2.阈电位现象的原因
3.阈强度、阈刺激、阈下刺激
(二)局部兴奋及其特性
(三)兴奋在同一细胞上的传导机制
1.局部电流学说 2.有髓神经纤维的跳跃式传导
四、 肌细胞的收缩功能
1、 神经-骨骼肌接头处的兴奋传递
神经-骨骼肌接头结构;兴奋传递过程;终板电位的特点;兴奋传递的特点
2、 运动单位的组成
3、 运动单位的动员
(4)骨骼肌收缩的分子机制
1. 滑行学说及其主要内容
2. 收缩过程的分子机制
①粗肌丝的结构及横桥的特性
②肌丝滑行的机制
③细肌丝的结构
五、肌肉的收缩形式与力学特征
1.缩短收缩、拉长收缩和等长收缩
缩短收缩:缩短收缩是指肌肉收缩所产生的张力大于外加的阻力时,肌肉缩短,并牵引骨杠杆做相向运动的一种收缩形式。依据整个关节运动范围肌肉张力与负荷的关系,缩短收缩又可分非等动收缩和等动收缩两种。
拉长收缩:当肌肉收缩所产生的张力小于外力时,肌肉积极收缩但被拉长,这种收缩形式称拉长收缩,又称离心收缩。
等长收缩:当肌肉收缩产生的张力等于外力时,肌肉积极收缩但长度不变,这种收缩形式称等长收缩。
2.肌肉收缩的力学特征
(一)后负荷对肌肉收缩的影响——张力与速度关系
后负荷:后负荷是肌肉收缩开始之后所遇到的负荷。
力-速度曲线:固定前负荷不变,让肌肉在不同的后负荷条件下进行等张收缩。把肌肉所产生的张力和缩短初速度绘成坐标曲线。
(二)前负荷对肌肉收缩的影响—张力与长度关系:见课本图2-15
前负荷:是肌肉收缩开始前加上的负荷。
六、肌纤维类型与运动能力
1.人类肌纤维类型的类型
依据收缩机能将骨骼肌纤维分为“慢肌”和“快肌”两种类型的观点。这一分类方法通常只适用于区别动物骨骼肌纤维类型,而不完全适合于区别人类的骨骼肌纤维类型。
(1)根据组织化学染色法
依据具有不同酶活性的肌原纤维ATP酶在各种不同pH环境中预孵育时染色程度的差异,可将骨骼肌纤维划分为Ⅰ型Ⅱ型,以及Ⅰc、 Ⅱa、Ⅱb、Ⅱc、Ⅱac和Ⅱab六种亚型。其中,Ⅱc型纤维被认为是一种未分化的较原始的肌纤维。
(2)根据肌纤维代谢特征
把骨骼肌纤维分为慢缩强氧化型、快缩强氧化酵解型和快缩强酵解型三种类型
2.两类肌纤维的形态、代谢和生理特征
形态特征
形态特征包括以下三个方面: ①结构特征; ②神经支配;③肌纤维面积。
代谢特征:① 代谢底物;② 代谢酶活性
3、生理特征
①收缩速度:肌肉中快肌纤维百分比较高者,其收缩速度也较快。
②收缩力量:肌肉收缩力大小取决于肌肉的横断面积并受肌纤维类型等因素影响,多数研究认为动物快肌收缩力量明显大于慢肌。
③ 抗疲劳性:动物和人体实验均证明,慢肌纤维的抗疲劳能力较快肌强,故快肌纤维较慢肌纤维更易疲劳。
3.不同类型肌纤维的分布
(1)肌纤维类型的百分组成。
(2)骨骼肌纤维功能上的分布现象
(3)骨骼肌纤维类型的性别差异。
(4)骨骼肌纤维类型组成的年龄变化。
(5)遗传因素对骨骼肌纤维类型分布的影响。
4.肌肉中感受器的结构和功能
(1)肌梭的结构与功能;脊髓前角的描述;感受装置结构和功能的描述;γ运动纤维的作用;反馈信息的传递
(2)腱梭的结构与功能;感受装置结构;反馈信息的传递
七、肌肉的结缔组织
1、肌肉结缔组织的组成:胶原是结缔组织最主要成分,以胶原纤维形式存在。
2.运动对肌肉结缔组织的影响
3.解释:快速下蹲比缓慢下蹲起跳和“挺胸带臂”比“停胸带臂”用力效果好的原因。
4. 运动对肌肉结缔组织的影响
①长期运动可提高肌腱的抗张力量和抗断裂力量。
②长期运动可使肌中结缔组织肥大。
八、肌电图的应用
1、肌电的引导
表面电极所引导的是整块肌肉的综合电活动,它具有操作简便,无损伤和无痛苦等优点,被广泛应用于体育科学研究,缺点是不能记录深层肌肉电活动。
2、正常肌电图
正常肌肉在完全松弛情况下不出现电活动,引导电极插入肌肉后,在记录仪上仅描记出一条平稳的基线。运动单位电位的波幅代表放电的强度,其大小取决于兴奋的运动单位大小或活动肌纤维数目。
3、肌电图的应用
①利用肌电图分析技术动作,了解完成该项动作的主要肌群,及其用力程度和顺序,为体育教学与训练提供依据。
②利用肌电图解决体育基础学科(如运动生理学、运动解剖学、运动生物力学和运动医学)中某些理论与实践问题。
③利用肌电图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
肌肉收缩有三种方式。
1、缩短收缩:
又叫向心收缩,特点:张力大于外加阻力,肌长度缩短。
作用:是肌肉运动的主要形式,是实现动力性运动的基础(如挥臂、高抬腿等)。
(1)等张收缩
外加阻力恒定,当张力发展到足以克服外加阻力后,张力不再发生变化。但在不同的关节角度时,肌肉收缩产生的张力则有所不同。在关节运动的整个范围内,肌肉用力最大的一点称为“顶点”。在此关节角度下,骨杠杆效率最差。
如:推举杠铃, 关节角度在120°时肱二头肌收缩张力最大,关节角度在30°时肱二头肌收缩张力最小。
最大等张收缩时,只有在“顶点”即骨杠杆效率最差的关节角度下,肌肉才有可能达到最大收缩。而在其他关节角度下,肌肉收缩均小于自身最大力量。 在整个关节活动的范围内,肌肉做等张收缩时所产生的张力往往不是肌肉的最大张力。
(2)等动收缩
在整个关节活动范围内,肌肉以恒定速度进行的最大用力收缩。但器械阻力不恒定。
等动练习器:
在离心制动器上连一条尼龙绳,由于离心制动作用,扯动绳子越快,器械产生的阻力就越大。
特点:器械产生的阻力与肌肉用力的大小相适应。
等动收缩的优点:
外加阻力能随关节活动的变化而精确地进行调整,使肌肉在整个关节活动范围内都能产生最大的肌张力。
2、拉长收缩:
又叫离心收缩,特点:张力小于外加阻力,肌长度拉长。
作用:缓冲、制动、减速、克服重力。
如:蹲起运动、下坡跑、下楼梯、从高处跳落等动作,相关肌群做离心收缩可避免运动损伤。
3、等长收缩:
特点:张力等于外加阻力,肌长度不变。
作用:支持、固定、维持某种身体姿势。其固定功能还可为其他关节的运动创造适宜条件。
如:站立、悬垂、支撑等动作。
三种收缩形式的比较。
(1)力量:收缩速度相同情况下,离心收缩产生的张力最大。(比向心收缩大50%,比等长收缩大25%)
(2)代谢:输出功率时,离心收缩能量消耗低,耗氧量少。
(3)肌肉酸痛:离心收缩疼痛最显著,等长收缩次之,向心收缩最轻。
扩展资料:
肌肉细胞的结构特点:
肌细胞的结构特点是细胞内含有大量的肌丝,具有收缩运动的特性,是躯体和四肢运动和体内消化、呼吸、循环、排泄等生理活动的动力来源。肌细胞内的基质称“肌浆”,肌细胞的内质网称肌浆网,肌细胞的细胞膜称“肌膜”。
肌纤维之间有少量结缔组织、血管、淋巴管及神经在构成肌肉组织时,各肌肉细胞一般外形为纺锤状乃至纤维状,特称为肌(肉)纤维。海绵动物虽然缺乏肌肉组织,但硅角海绵类除体表的扁平上皮细胞多少有点收缩性外,在体表流出孔的周围,存在着称为肌细胞的长纺锤形的收缩性细胞。
此外,钙质海绵类的小孔细胞也有收缩性。这些和某种原生动物细胞的整体都能收缩共同构成了肌细胞的萌芽形态。发展到腔肠动物,水螅型的外胚叶细胞层中具有上皮肌细胞,可认为是真肌原纤维。这里最普通的圆柱形上皮细胞,即支柱细胞,基底部延长而成纺锤形。
只有这部分存在肌原纤维,它是由体表的上皮细胞向肌细胞分化过程中的形态。至于水母型则已完全成为纺锤形的肌细胞。扁形动物以上的动物已明显分化为皮肌层、器官肌等等。
参考资料来源:百度百科-肌肉收缩
目录
1 拼音 2 英文参考 3 注解
1 拼音
jī ròu shōu suō
2 英文参考
muscle contraction
3 注解
肌肉收缩是肌肉肌肉收缩的特殊功能。肌肉收缩可表现为肌肉的长度缩短或张力增加。肌肉收缩时消耗化学物质肌肉收缩,并产生热。
肌肉是由肌纤维组成的,肌纤维主要结构成分是肌原纤维,肌原纤维是由粗肌丝和细肌丝穿插组成的。粗肌丝与细肌丝之间的相对滑行是肌肉收缩的机制。粗肌丝主要由肌球蛋白组成。每个肌球蛋白分子长1500,呈长杆状,一端有球形膨大。在组成粗肌丝时,杆状部朝向M线而横向聚合在一起,形成粗肌丝的主干,球状部则有规律地 *** 在两侧粗肌丝主干的表面,形成横桥,横桥安静时突出肌丝表面,与主干方向垂直。细肌丝由3种蛋白组成:60%是肌动蛋白,与肌球蛋白都属于收缩蛋白质。肌钙蛋白和原肌球蛋白则属于调节蛋白质。当肌浆中Ca2 浓度升高时,肌钙蛋白质结合钙后分子构型改变,然后将这些变化传递给原肌球蛋白,其分子构型也发生改变。进一步出现横桥与肌动蛋白的结合和横桥的摆动,横桥具有ATP水解酶功能,可催化ATP水解供能,肌丝滑行,最后肌纤维变短。
肌肉组织大部是由特殊分化了的肌细胞组成。肌细胞也称肌纤维。许多肌纤维由结缔组织包围组成肌束。肌束间有丰富的血管提供营养物质以及进行氧气与二氧化碳的交换。神经末梢分布于肌肉内。肌肉依其结构及机能特点可分为骨骼肌、平滑肌和心肌三种。三种肌细胞内皆有肌原纤维,形成在显微镜下观察到的纵纹,有收缩的能力。骨骼肌和心肌细胞的肌原纤维上有明暗相间的横纹,所以也叫横纹肌,而平滑肌上无横纹。骨骼肌收缩能力强,但不够持久。骨骼肌的活动受意识支配,也称随意肌;平滑肌收缩能力弱,但较持久,其活动不受意识支配,也称不随意肌;心肌收缩能力强,且能持久,不受意识支配,也属于不随意肌。骨骼肌约占人体体重42%。
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