运动学——04-肌肉运动学

肌肉运动学一、骨骼肌的结构肌肉类型横纹特征随意收缩例骨骼肌是是四肢肌心肌是否心脏平滑肌否否内脏器官（一）概述1.骨骼肌的一些基本信息人体最丰富的组织，占总体重的40-45％；骨骼肌600多块；大约不到80对骨骼肌即可完成大多数动作；（二）骨骼肌的组织结构1.骨骼肌组织结构（1）肌外膜（2）肌肉：收缩元素，被限制在结缔组织网络内肌束膜纤维束肌内膜肌纤维肌原纤维（收缩成分）肌球蛋白（粗）肌动蛋白（细）2.骨骼肌的特征肌纤维伸展性弹性收缩性肌腱或筋膜粘弹性非收缩性3.骨骼肌纤维排列方式（1）肌纤维平行排列：与肌肉的纵轴线平行①纵向：缝匠肌②方形或四边形：菱形肌③三角形或扇形：胸大肌④梭形或纺锤形：肱二头肌（2）纤维羽状排列：与肌肉的纵向轴线成成一角度①单羽状：拇长屈肌②双羽状：股直肌，背侧骨间肌，③多羽状：三角肌的中间纤维羽状肌排列：在同一空间（横截面），能排列更多的肌纤维。羽状肌角度的效果羽状肌的角度越大，肌纤维效应传递到肌腱越小。随肌纤维中的张力逐渐增大，羽状肌的角度增加。4.骨骼肌类型慢肌纤维（I型）因为血供丰富，呈红色；收缩时，缓慢达到峰值；耐疲劳；快肌纤维（IIA型）因为血液供应少，呈苍白色；收缩时，迅速达到峰值；容易疲劳；中间纤维（IIB型）肌小节排列特点排列形式平行串联交错组合作用结果力叠加位移叠加力和位移的变化二、骨骼肌的功能肌的功能收缩功能运动支撑维持姿势保护身体产热（一）骨骼肌功能状态指标运动单位概念：运动神经元及其所支配的全部肌纤维合称一个运动单位。（一）肌功能状态的指标1、肌力2、快速力量3、肌耐力4、肌张力1、肌力（1）肌力概念又称最大力量，是肌收缩时所表现出来的能力，以肌最大兴奋时所能负荷的重量来表示。肌力体现肌主动收缩或对抗阻力的能力，反映肌最大收缩水平。（2）影响肌力的因素1）肌肉生理横断面：肌力与之成正比2）肌的初长度：适宜的长度决定肌的肌力3）运动单位的募集：运动单位数量越大，肌力越大；4）肌纤维走向与肌腱长轴的关系5）杠杆效率2、快速力量（1）概念快速力量是肌或肌群在一定速度下所能产生的最大力量的能力。快速力量组成起动力量爆发力量（通常称爆发力）制动力量爆发力爆发力是指在最短的时间内发挥肌力量的能力。采用最大力量与达到最大力量的时间之比评定爆发力是由肌力量和肌收缩速度两个因素决定的。最大力量是基础，收缩速度是爆发力关键。3、肌耐力又称力量耐力，是指肌在一定负荷条件下保持收缩或持续重复收缩的能力，反映肌持续工作的能力，体现肌对抗疲劳的水平。4、肌张力肌张力：是肌在安静时所保持的紧张度。肌张力与脊髓牵张反射有关，受中枢神经系统的调控。肌张力评定：通过被动运动感知处于放松状态的肌的阻力程度进行评测，以评判主动肌与拮抗肌群间（或互为拮抗剂）的收缩与舒张活动有无失衡，或是否协调。★肌张力异常（1）肌失神经支配（如脊髓损伤）；（2）调节功能障碍（如脑损伤）的结果。①肌张力增强；②肌张力减退；①肌张力增强典型状态肌痉挛肌强直①肌张力减退常见的表现形式软性瘫痪（二）肌肉功能-----收缩1.收缩定义肌纤维产生张力，导致肌肉缩短、维持长度或延长的行为。2.收缩机制：细肌丝滑动机制肌小节主动缩短，肌动蛋白相对于肌球蛋白移动，通过肌球蛋白上的横桥摆动产生收缩力融合现象和强直收缩当连续刺激引发的机械性反应与前次反应叠加时，称为融合现象；当肌肉的收缩融合并维持在最大张力时，称为强直收缩。3.收缩方式（1）按骨骼肌收缩时肌肉长度变化分类1）向心收缩（缩短收缩）2）离心收缩（拉长收缩）3）等长收缩（静力性收缩）3.收缩方式1）向心收缩（缩短收缩）定义：肌肉收缩，整个肌肉长度缩短在日常活动中，如果重力是唯一作用于人体的外部力量，收缩肌肉向心收缩，抵抗重力运动。例子：仰卧起坐坐起的过程中，腹部肌肉向心收缩俯卧撑撑起的过程中，肱三头肌向心收缩。在上楼时，股四头肌向心收缩2）等长收缩（静力性收缩）定义：肌肉收缩，肌肉长度保持不变等长收缩时，关节角度保持不变等长收缩过程中，没有运动，不做功运动形式：固定体位；维持姿势；肌紧张；3）离心收缩（拉长收缩）定义：肌肉收缩，肌肉的长度增加；在日常活动中，如果重力是唯一作用于人体的外部力量，骨骼肌收缩的结果是对抗重力。例子：在仰卧起坐下降过程中，腹部肌肉收缩是离心收缩。下楼梯时，股四头肌收缩是离心收缩。肌肉收缩的不同类型的比较张力长度速度等张向心变化变化变化离心等长（静力性）变化不变零等速相适应的阻力变化变化不变（2）根据肌肉张力的变化分型1）等张收缩2）等速收缩（2）根据肌肉张力的变化分型1）等张收缩定义：在整个肌肉收缩过程中，肌肉张力不变，但在活体很少见到。一般地，临床使用等张收缩，并且涉及肌肉收缩，导致关节在一定范围内运动。即使阻力保持不变，由肌肉产生的张力在运动过程中是可变的。因为在整个运动过程中，力臂是变化的；在整个运动过程中，对抗重力的肌力可变的。2）等速收缩定义：肌肉收缩时所发生的运动速度是恒定的不使用特殊的机器（等速测力）就不会发生在活体中。伴随阻力的调节，运动速度相等。（三）肌力的产生及影响因素1.肌力的产生---肌纤维的力学模型收缩成分：肌动蛋白和肌球蛋白横桥结构并联的弹性成分：肌肉结缔组织，如肌外膜，肌束膜，或肌内膜串联的弹性成分：肌腱内的结缔组织2.影响因素肌肉所能产生的总肌力受机械特性的影响。可以从以下几个描述（1）长度—张力的关系（2）负荷---速度的关系（3）张力—时间的关系（4）骨骼肌结构的影响（5）预牵拉的影响（6）温度的影响（7）疲劳的影响（1）长度—张力关系张力随受刺激时肌肉长度的变化而变化；肌节处于静息初长度时肌肉产生的张力最大；因为这时肌丝相互重叠得最充分而且横桥的数量最多。如果肌节拉长，张力就会降低。肌丝间的接触少，肌节的长度为3.6um时，肌丝间几乎没有重叠，所以不能产生主动张力；肌节的长度小于静息初长度，主动张力就会降低；因为细肌丝过度重叠至肌节的另一端，从而限制向相反的方向运动。实际中整块肌肉做等长或强直收缩时，长度—张力关系必须考虑产生张力的主动成分，被动成分。被动张力的产生是由肌肉长度超过静息长度时，并联和串联的弹性成分产生。大多数单关节的肌肉并没有被牵拉到被动张力起主要作用的程度。多关节肌相反，如屈膝时腘绳肌产生的张力显著降低，相反，屈髋伸膝关节时，腘绳肌被动牵拉，产生的被动张力之高足以肌肉被过度拉长。（2）负荷—速度关系肌肉向心收缩和离心收缩的速度与恒定的负荷之间存在一定的关系向心收缩时缩短的速度与所受外界负荷呈反比例关系；当外界负荷为0时，肌肉缩短速度最快当负荷与肌肉的最大张力相等时，肌肉缩短的速度为0，这时作等长收缩。离心收缩时负荷—速度关系呈正比例关系；（3）张力—时间关系肌肉产生的张力与收缩的时间呈正比，收缩的时间越长产生的张力越大，直到产生最大张力。肌肉收缩成分产生的张力有足够的时间通过平行排列的弹性成分传到肌腱，（4）骨骼肌构造的影响肌节的串联或并联的影响肌节呈串联肌原纤维就会拉长，肌节并联肌原纤维的横截面积就越大。肌肉产生的张力与肌肉的横截面积呈正比；肌肉收缩的速度和范围与肌肉的长度呈正比；肌纤维较短而横截面较大的肌肉有利于产生力；肌纤维较长的肌肉收缩范围更大速度更快。（5）预牵拉的影响肌肉在向心收缩状态下继续收缩所做的功比等长收缩状态下收缩所做的功大。因为弹性成分在收缩时被牵拉储存的弹性势能；还由于收缩成分中储存的能量。（6）温度的影响加快快肌纤维膜传到的速度，增加刺激的频率以及有助于肌力的产生；肌肉中的代谢反应的酶反应性升高，提高收缩效率。增高弹性成分中胶原的弹性加强肌腱—肌肉的延展性。（7）疲劳的影响肌肉的收缩和舒张依赖于ATP的生成，若ATP的生成速率高于肌肉的收缩速率。（三）肌肉内结缔组织的功能为肌肉提供总体框架；产生被动拉力对抗伸展；传递力量到骨骼和跨越关节。三、肌肉工作方式分析（一）肌的协同肌的协同作用：任何一个动作都不是单一肌独立完成的，需要一组肌群的协作才能实现。肌的分类：（依据功能作用）①原动肌②拮抗肌③固定肌④中和肌①原动肌原动肌：产生关节运动或维持一个静态姿势的肌肉；主动肌：起主要作用者称为主动肌；副动肌：协助完成动作或仅在动作的某一阶段起作用者称为副动肌。向心，等长，or离心②拮抗肌拮抗肌：与原动肌作用相反的肌群。在主动肌的相反方向收缩；被动拉长或缩短，调节由原动肌引起的运动。原动肌和拮抗肌可互为拮抗肌。中和肌中和肌：其作用为抵消原动肌收缩时所产生的一部分不需要的动作。与原动肌一起收缩的肌肉固定肌：将原动肌定点所附着的骨固定的肌，稳定相关关节的近端部分中和肌：排除不必要的运动（二）骨骼肌工作分析1.名称术语（1）起点、止点靠近身体正中面或颅侧的一端为起点，另一端为止点。（2）动点、定点肌肉工作时，运动明显的一端，称为动点。另一端为定点。肌肉收缩时，定点在近侧端称为近固定，定点在远侧端叫远固定----一般用于四肢。（3）近固定、远固定（4）上固定、下固定、无固定肌肉收缩时,定点在上的称为上固定；定点在下的称为下固定；两端都不固定称为无固定----用于头颅和躯干。2.协同收缩任何动作的完成不是一块肌肉起作用，而是多块肌肉共同完成的。有些肌肉起原动机（主动机；副动肌）的作用；有些肌肉起中和肌的作用；有些肌肉起拮抗肌的作用；还有的可以起固定肌的作用；协同收缩原动肌和拮抗肌同时收缩导致关节接近3.多关节肌肉的动作单关节肌肉与多关节肌肉比较单关节肌肉：肌肉仅跨越一个关节，例如肱肌，肱二头肌短头；双关节肌肉：肌肉跨越两个关节，如肱二头肌长头，腓肠肌等。多关节肌肉：肌肉跨越一个以上的关节，例如：中指屈肌，中指伸肌等多关节肌主动不足多关节肌作为原动肌工作时，其肌力充分作用于一个关节后，就不能再充分作用于其他的关节，这种现象叫主动不足例子：握紧拳头屈腕当多关节肌收缩到一个较短的位置时，主动肌收缩张力显著减弱。即：在长度张力曲线的峰值的下降部分的肌肉收缩。多关节肌被动不足多关节肌作为对抗肌出现时，已在一个关节处被拉长后，在其他的关节处再不能被拉长的现象，叫多关节肌被动不足例子：当腕关节屈曲时，手自动打开。与膝关节屈曲相比，当膝关节伸时，踝关节背屈困难。注：腕关节充分屈曲致握力完全不足是因为中指屈肌主动不足和中指伸肌被动不足。（1）概念肌拉力线：肌肉合力作用线。肌拉力线的确定方法：从肌肉的动点中心到其定点中心作一直线来表示。4.肌拉力线与关节运动轴关系分析A肌肉拉力线从关节的额状轴前方跨过，肌肉收缩可使该关节屈；反之则伸。（2）肌肉拉力线与关节运动轴的关系B肌肉拉力线从关节的额状轴后方跨过，肌肉收缩可使该关节伸C肌肉拉力线从关节的矢状轴上方或上外侧方跨过，肌肉收缩可使该关节外展；反之，则内收D肌肉拉力线顺时针方向绕关节（右侧）垂直轴，肌肉收缩可使该关节外旋（旋后）；肌肉拉力线逆时针方向绕关节（右侧）垂直轴，肌肉收缩可使该关节内旋（旋前）；四、肌的运动适应机制1.肌肉重建肌肉的重建过程与其他骨骼组织类似，比如骨、关节软骨、韧带等肌肉在废用情况下会萎缩，在超过平时活动强度时会肥大。2.废用和固定的影响肌肉的费用和固定对肌肉产生有害的影响包括耐力和力量的减退微观和宏观的肌萎缩；肌纤维数量和体积缩小；影像有氧和无氧酶的生成；这些有害的影响与肌纤维的类型与固定的时长度有关，肌肉固定在拉长位置时影响较小；固定主要引起Ⅰ型肌纤维（慢肌纤维）萎缩，其横截面积减小，酶反应能力降低；临床下肢固定可致股四头肌萎缩，且不能通过等长收缩训练恢复；电刺激可以预