运动生理学5-肌肉收缩形式与力学特征

复习题1.不同训练形式对不同肌纤维类型的影响包括[]、[]两方面2.快肌纤维的耐疲劳性比慢肌纤维[]；其兴奋的阈值比慢肌纤维[]；所以比慢肌纤维更不容易被兴奋3.描述肌丝滑行过程4.解释神经肌肉兴奋收缩藕联机制第三节肌肉收缩形式与力学特征一.骨骼肌的特性生理特性：兴奋性;收缩性物理特性：伸展性；弹性：结缔组织（肌腱、肌膜、M线、Z线等）粘滞性受温度影响二.Typesofmusclecontraction骨骼肌的收缩形式•根据收缩时肌肉长度的变化，把肌肉收缩分为三类：–等长收缩–向心收缩（缩短收缩）包括等张和等动收缩–离心收缩（拉长收缩）•在完成工作或对抗地心引力对身体的作用时，这几种收缩往往同时或按顺序发生。•Static(isometric)exercise=musclecontractionwithoutachangeinthelengthofthemuscle（静力性收缩，又称等长收缩）•Dynamic(isotonic)exercise=musclecontractionwithachangeinthelengthofthemuscle（动力性收缩）–Concentriccontraction=muscleappliesforceasitshortens（向心收缩）–Eccentriccontraction=muscleappliesforceasitlengthens（离心收缩）•Musclescomeinantagonistic(opposing)pairs.Muscletensionistransmittedtoboneasthecontractilecomponenttightenstheseries-elasticcomponent.Contractilecomponent(sarcomeres)Series-elasticcomponent(connectivetissue/tendon)LoadLoadIfmuscletensionovercomesaload,itpullstheinsertiontowardtheorigin.（一）等长收缩（isometric）•定义：肌肉收缩产生的张力等于外力时，肌肉虽积极收缩但长度不变–如试图拉起根本拉不起的杠铃时•不能克服阻力做机械功•仍消耗能量（生热），是肌肉静力性工作的基础•对支撑和保持某种姿势起重要作用(二)向心收缩(Concentriccontraction)•定义：肌肉收缩产生的张力大于外力，肌肉长度缩短、起止点相互靠近。•肌肉张力增加出现在前，长度缩短发生在后，张力大于外力•肌肉收缩时所产生的张力随关节角度而变化，例：肱二头肌在关节角度为120°时最大，而在30°时最小（极点产生的部位）等张收缩：张力恒定，长度变化如：屈肘提重物要完成整个关节运动范围内的等张收缩，所要克服的负荷不能超过张力最小的关节角度所能克服的最大阻力.等动收缩：收缩速度相对恒定，肌张力可随关节角度变化而改变。•等张收缩中所能举起的最大重量只能是张力最小的关节角度所能承受的最大重量，这是等张训练的不足之处•等动训练时，整个关节范围内肌肉都能进行最大用力的收缩，是对肌肉的力量增长最有效的方法之一，但是必须借助于特殊力量器械，这是等动训练的不足之处（三）离心收缩（Eccentriccontraction）特点•肌肉在收缩产生张力的同时被拉长的收缩称为离心收缩，又称拉长收缩。•离心收缩的作用：–缓冲作用:•如：下蹲时，股四头肌在收缩的同时被拉长，以控制重力对人体的作用，使身体缓慢下蹲。–防止运动损伤•如从高处跳下时，脚先着地，通过反射活动使股四头肌和臀大肌产生离心收缩缓冲加速度，不致于使身体造成损伤。SampleExercisesBenchPressPush-Up（四）向心与离心收缩的比较（1）在肌肉主动收缩力相同情况下，力量的外部表现:离心收缩向心收缩。原因:①牵张反射，离心收缩肌肉受到强烈牵拉反射性的引起收缩而产生较大的张力。②离心收缩时外力的一部分克服了肌肉中弹性成分产生的张力，另一部分克服肌肉主动张力即：外力=肌肉主动收缩力+弹性阻力；而向心收缩时，肌肉的主动收缩力克服外力、弹性阻力即：外力=肌肉主动收缩力-弹性阻力（2）在外力负荷相同情况下，离心收缩的积分肌电最低；（3）在输出功率相同的情况下，离心收缩所消耗能量最低；（4）肌肉拉伤一般发生在离心收缩状态下。（5）在做力竭性运动后，离心收缩引起的肌肉酸痛最明显：原因①离心收缩所克服的张力向心收缩，高牵张力量会加重肌纤维损伤②肌肉被动牵拉时，肌腱部位首先受力，引起腱反射和腱器官的传入冲动增加，而肌肉的痛觉感受器主要分布于肌腱组织周围，所以离心收缩时痛感较明显③离心收缩后肌肉温度增加比向心收缩明显，而温度升高会使感觉神经末梢更敏感，从而使痛觉更强烈。上臂屈伸的肌电图测试示上、前臂贴付的表面电极和肘部的关节角度计关节角度计臂直立下垂、前臂旋后位肘屈伸运动俯卧、臂支撑、肘屈伸肌电图三、肌肉收缩的力学特征（一）后负荷对肌肉收缩的影响——张力与速度关系力量——速度曲线•机制：–肌肉收缩时产生的张力大小，取决于活化的横桥数目–收缩速度则取决于能量释放速率和肌球蛋白ATP酶活性–后负荷增加时：•更多横桥处于活化状态，肌力增加•同时抑制ATP水解，能力释放率下降，收缩速度下降Trainingandv-fcurveVelocityofshortingBeforetrainingAftertraining100%P0组0%P0组60%P0组30%P0组loadVelocityofshortingVelocityofshortingVelocityofshortingloadloadload速度张力曲线在运动训练中的应用•无负荷训练能有效增进速度素质•最大负荷训练能有效增进力量素质•根据竞技项目的特点应合理安排训练模式例如：①柔道项目以发展力量素质为主，大负荷训练原则。②乒乓球、击剑等项目以发展速度素质为主，小负荷高速度训练原则③投掷类项目，力量、速度素质同样重要，负荷、速度合理搭配（二）前负荷对肌肉收缩的影响------初长度与张力关系•收缩前就加在肌肉上的负荷叫做前负荷，又称初长度•为有利于肌肉力量的发挥应预先拉长肌肉。原因：1.肌肉的适宜初长度稍长于肌肉在身体中的“静息长度”2.肌节长度为2.0-2.2微米时，粗细肌丝处于最理想的重叠状态，此时活化的横桥数目最多，收缩张力最大3.肌肉被预先拉长可以抵消其主动收缩时所要克服的弹性成分产生的阻力4.预先拉长肌肉，蓄积势能，可以增大肌肉爆发力。例：篮球出手动作70100130肌肉初长度%静息长度10050最大主动张力%长度张力曲线在训练中的应用•经常反复的动作训练可以使本体感受性反射精确调控肌肉，使每次发力时，肌肉都处在最适前负荷位置。•最适初长度对速度和力量的发挥同样重要。