背诵版
一.人体内的肌肉组织包括骨骼肌、心肌和平滑肌三种,骨骼肌是体内最多的组织,骨骼肌收缩是人体运动的动力。
二.肌纤维的结构
1.肌细胞
①肌细胞又称肌纤维,是肌肉的基本结构和功能单位。每条肌纤维外面包有一层薄的结缔组织膜,称为肌内膜。许多肌纤维排列成肌束,表面被肌束膜包绕。许多肌束聚集在一起构成一块肌肉,外面包以结缔组织膜,称为肌外膜。
②每一块肌肉的中间部分一般膨大而称为肌腹,两端为直接附着在骨骼上且没有收缩功能的肌腱。骨骼肌收缩时通过肌腱牵动骨骼而产生运动。
2.肌原纤维和肌小节
①每个肌细胞含有数百至数千条与肌纤维长轴平行排列的肌原纤维。肌原纤维的直径约为1-2微米,纵贯肌细胞全长。每条肌原纤维的全长都由暗带(A带)和明带(I带)呈交替规则排列,在显微镜下呈现有规律的横纹排列,故骨骼肌也称横纹肌。
②两条Z线之间的结构是肌纤维最基本的结构和功能单位,称为肌小节。
3.肌管系统
肌原纤维间有两种不同的小管系统,即横小管系统和纵小管系统。这些肌管系统是
骨骼肌兴奋引起收缩耦连过程的形态学基础。
①横小管系统是肌细胞膜从表面伸入肌纤维内部的膜小管系统。
②纵小管系统即肌质网系统,细胞内的肌质网常围绕每条肌原纤维,形成花边样的网,其行走方向和肌纤维纵轴平行。肌质网在接近横小管处形成特殊的膨大,称为终末池。
③三连管结构是指每一个横小管和来自两侧的终末池构成的复合体。
4.肌丝的分子组成
①粗肌丝主要由肌球蛋白(又称肌凝蛋白)组成。一条粗肌丝中约有个肌球蛋白分子。每个肌球蛋白分子呈双头长杆状,由一对重链和两对轻链组成。重链构成了肌球蛋白的杆状尾部,而轻链则构成了肌球蛋白的头部。许多肌球蛋白的杆状部分集束构成粗肌丝的主干,其头部向外突出,形成横桥。
②细肌丝主要由肌动蛋白(又称肌纤蛋白)、原肌球蛋白(又称原肌凝蛋白)和肌钙蛋白(又称原宁蛋白)组成。
1)肌动蛋白
肌动蛋白单体呈球状,称G-肌动蛋白。许多G肌动蛋白单体以双螺旋聚合成纤维状肌动蛋白,构成细肌丝的主干。
2)原肌球蛋白
原肌球蛋白也呈双螺旋状,位于F-肌动蛋白的双螺旋沟中并与其松散结合。在安静状态下,原肌球蛋白分子位于肌动蛋白的活性位点之上,阻碍横桥与肌动蛋白结合。
3)肌钙蛋白
肌钙蛋白是含有三个亚单位的复合体。亚单位I、亚单位T和亚单位C分别对肌动蛋白、原肌球蛋白和Ca2+具有高亲和力。肌钙蛋白的作用之一是把原肌球蛋白附着于肌动蛋白上。当细胞内Ca2+浓度增高时,肌钙蛋白亚单位C与Ca2+结合,引起整个肌钙蛋白分子构型改变,进而引起原肌球蛋白分子变构,暴露肌动蛋白分子上的活性位点使肌动蛋白与横桥得以结合,最终导致肌纤维收缩。
三.静息电位是指细胞处于安静状态,细胞膜内外所存在的电位差。这种电位差存在于细胞膜
两侧,所以又称跨膜电位,或简称膜电位。
四.静息电位产生原理
静息电位产生原理可以用离子学说来解释,离子学说认为:
1.细胞内外各种离子的浓度分布是不均匀的。
2.细胞膜对各种离子通透具有选择性。
静息电位产生的过程:当细胞处于静息状态时,细胞膜对K+的通透性大,而对Na+的通透性较小,而对蛋白质等则几乎没有通透性,所以就形成在静息时K+向细胞外流动。离子的流动必然伴随着电荷的转移,结果使细胞内因丧失带正电荷的K+而电位下降,同时使细胞外因增加带正电荷的K+而电位上升,这就必然造成细胞外电位高而细胞内电位低的电位差。所以,K+的外流是静息电位形成的基础。随着K+外流,细胞膜两侧形成的外正内负的电场力会阻止细胞内K+的继续外流,当促使K+外流的由浓度差形成的向外扩散力与阻止K+外流的电场力相等时,K+的净移动量就会等于零。这时细胞内外的电位差值就稳定在一定水平上,这就是静息电位。
由于静息电位主要是K+由细胞内向外流动达到平衡时的电位值,所以又把静息电位称为K+平衡电位。
五.动作电位是指可兴奋细胞兴奋时,细胞内产生的可扩布的电位变化,动作电位是一个连续的电位变化过程。
六.动作电位的变化过程
动作电位的变化过程包括静息相、去极相和复极相。以神经轴突为例,把用细胞内记录法所得到的动作电位变化过程简述如下:
1.静息相
在静息时细胞处于极化状态。所谓极化状态是指细胞膜内外存在外正内负的电位差,即静息电位的状态。这是动作电位的初始状态。
2.去极相
神经细胞感受刺激后,在静息电位基础上受刺激处的细胞膜会立刻爆发一次快速而连续的电位变化。
3.复极相
动作电位的上升支很快从顶点快速下降,膜内电位由正变负,直到接近静息电位的水平,形成曲线的下降支,称为复极化时相。所谓复极化是指在去极化的前提下膜极化状态的恢复。
七.兴奋性的变化过程
在动作电位变化过程中,神经细胞的兴奋性也发生相应的变化。兴奋性变化分为绝对不应期、相对不应期、超常期、低常期和恢复期。
1.绝对不应期
紧接兴奋之后,出来一个非常短暂的绝对不应期,兴奋性水平降低到零。此时无论给子刺激的强度多大,都不能引起第二次兴奋。从时间关系来说,锋电位相当于细胞的绝对不应期。
2.相对不应期
绝对不应期之后,兴奋性逐渐恢复,兴奋性恢复到正常的85%-90%,此时必须给予大于正常阈强度的刺激才能引起神经的第二次兴奋,这一时期称为相对不应期。
3超常期
相对不应期之后神经的兴奋性恢复到正常的90%-%,此时用比正常阈值低的弱刺激,就可以引起神经冲动。
4.低常期
继超常期后,神经兴奋性下降到低于正常水平,此期为低常期,兴奋性由%降到95%。
5.恢复期
低常期之后,神经的兴奋性逐渐恢复到正常水平,这一时期称为恢复期。
八.动作电位的特点
1.“全或无”现象
任何刺激一旦引起膜去极化达到阈值,动作电位就会立刻产生,它一旦产生就达到最大值,动作电位的幅度也不会因刺激加强而增大。
2.不衰减性传导
动作电位一旦在细胞膜的某一部位产生,它就会向整个细胞膜传播,而且它的幅度不会因为传播距离增加而减弱。
3.脉冲式
由于不应期的存在使连续的多个动作电位不可能融合,两个动作电位之间总有一定间隔。
九.动作电位的产生原理
动作电位的产生原理也可以用离子学说来解释,离子学说认为:
由于Na+在细胞外的浓度比细胞内高得多,它有由细胞外向细胞内扩散的趋势,离子进出细胞是由细胞膜上的离子通道来控制的。在安静时膜上Na+通道关闭,当作用细胞膜上的刺激达到一定强度时,膜上的Na+通道被激活而开放,Na+顺浓度梯度瞬间大量内流,细胞内正电荷增加,电位急剧上升,负电位从静息电位水平减小到消失,出现膜内为正膜外为负的电位变化,形成锋电位的上升支,即去极化和反极化时相。
当膜内正电位所形成的电场力增大到足以对抗Na+内流时,膜电位达到一个新的平衡点,即Na+平衡电位。与此同时,Na+通道逐渐失活而关闭,K+通道逐渐被激活而重新开放,导致Na+内流停止,产生K+快速外流,细胞内电位迅速下降,恢复到兴奋前的负电位状态,形成动作电位的下降支,亦即复极化时相。
十.动作电位的传导
动作电位一旦在细胞膜的某一点产生,就沿着细胞膜向各个方向传播,直到整个细胞膜都产生动作电位为止。这种在单一细胞上动作电位的传播叫做传导。
在无髓神经纤维上动作电位以局部电流的形式进行传导,在有髓神经纤维上动作电位呈跳跃式传导。
十一.细胞间的兴奋传递有两种情况:一种是神经细胞之间的兴奋传递,另一种是神经细胞与肌细胞之间的兴奋传递。
十二.神经细胞与肌细胞之间的兴奋传递
1.神经-肌肉接头的结构
神经-肌肉接头的结构又称为运动终板。运动神经的末梢发出许多细小分支,并且在终末部分膨大。此处的细胞膜较正常部位要厚些,被称为突触前膜(又称终板前膜、接头前膜),与之相对应的骨骼肌细胞膜称为突触后膜(又称终板后膜、接头后膜),突触前膜与突触后膜之间的间隙称为突触间隙(又称终板间隙、接头间隙)。
2.神经-肌肉接头的兴奋传递
当动作电位沿神经纤维传到轴突末梢时,引起轴突末梢处的接头前膜上的Ca2+通道开放,Ca2+从细胞外液进入轴突末梢,促使轴浆中含有乙酰胆碱的突触小泡向接头前膜移动。
当突触小泡到达接头前膜后,突触小泡膜与接头前膜融合进而破裂,并将乙酰胆碱释放到接头间隙。乙酰胆碱与接头后膜上的特异性的乙酰胆碱受体结合,引起接头后膜上的Na+、K+通道开放,使Na+内流,K+外流,结果使接头后膜处的膜电位幅度减小,即去极化。
这一电位变化称为终板电位。当终板电位达到一定幅度时,可引发肌细胞膜产生动作电位,从而使骨骼肌细胞产生兴奋。
十三.肌丝滑行学说是指肌肉的缩短是由于肌小节中细肌丝在粗肌丝之间滑行造成的。即当肌肉收缩时,由Z线发出的细肌丝在某种力量的作用下向A带中央滑动,结果相邻的各Z线互相靠近,肌小节的长度变短,从而导致肌原纤维以至整条肌纤维和整块肌肉的缩短。
十四.肌纤维收缩的分子机制(肌丝滑行学说的分子机制)
当运动神经上的神经冲动到达神经末梢时,通过神经一肌肉接头处的兴奋传递,使肌细胞膜产生兴奋。之后,肌质网向肌浆中释放Ca2+,使肌浆中的Ca2+浓度瞬时升高。Ca2+浓度升高后,肌钙蛋白亚单位C与Ca2+结合,引起肌钙蛋白的分子结构改变,进而导致原肌球蛋白的分子结构改变,原肌球蛋白滑入F-肌动蛋白双螺旋沟的深部,肌动蛋白分子上的活性位点暴露。一旦肌动蛋白分子上的活性位点暴露,粗肌丝上的横桥即与之结合。
横桥与肌动蛋白结合后会产生两种作用:①激活了横桥上的AT酶,使ATP迅速分解并产生能量供横桥摆动之用。②激发横桥的摆动,拉动细肌丝向A带中央移动。
然后,横桥自动与肌动蛋白上的活性位点分离,并与新的活性位点结合,横桥再次摆动,拖动细肌丝又向A带中央前进了一步。如此,横桥头部前后往复运动,一步一步地在细肌丝上“行走”,拖动细肌丝向A带中央滑行。肌肉收缩时形成的横桥数目越多,肌肉的收缩力量也就越大。
当肌浆中的Ca2+浓度升高时,肌浆网膜上的钙泵被激活。在钙泵的作用下,肌质网把Ca2+泵入肌质网内,使肌浆中Ca2+浓度降低,Ca2+与肌钙蛋白亚单位C分离,肌钙蛋白和原肌球蛋白恢复原先的构型,原肌球蛋白再次掩盖肌动蛋白上的活性位点,阻止横
桥与肌动蛋白的相互作用,细肌丝回至肌肉收缩前的位置,肌肉舒张。
十五.肌纤维的兴奋一收缩耦联
兴奋-收缩耦联通常把以肌细胞膜电变化为特征的兴奋过程和以肌丝滑行为基础的收缩过程之间的中介过程。
兴奋-收缩耦联过程包括以下三个主要步骤:
1.兴奋(动作电位)通过横小管系统传导到肌细胞内部。
横小管是肌细胞膜的延续,动作电位可沿着肌细胞膜传导到横小管,并深入到三联管结构。
2.三联管结构处的信息传递。
横小管膜上的动作电位可引起与其邻近的终末池膜及肌质网膜上的大量Ca2+通道开放,Ca2+顺着浓度梯度从肌质网内进入胞浆,肌浆中Ca2+浓度升高后,Ca2+与肌钙蛋白亚单位C结合时,导致一系列蛋白质的构型发生改变,最终导致肌丝滑行。
3.肌质网对Ca2+再回收。
肌质网膜上存在的钙泵,当肌浆中的Ca2+浓度升高时,钙泵将肌浆中的Ca2+逆浓度梯度转运到肌质网中贮存,从而使肌浆中Ca2+浓度保持较低水平,由于肌浆中的Ca2+浓度降低,Ca2+与肌钙蛋白亚单位C分离,肌肉舒张。
十六.骨骼肌的物理特性
1.骨骼肌的伸展性是指骨骼肌在受到外力牵拉或负重时可被拉长的特性。
2.骨骼肌的弹性是指当外力或负重取消后,肌肉的长度又可恢复的特性。
3.骨骼肌的黏滞性是指肌肉活动时肌浆内各分子之间的相互摩擦作用产生的内部阻力。
肌肉的物理特性受温度影响。当温度升高时,肌肉粘滞性下降,伸展性和弹性增加。反之,肌肉粘滞性增加,伸展性和弹性下降。因此,在运动实践中做好充分准备活动,使肌肉温度升高,有利于运动员提高运动成绩。
十七.骨骼肌的生理特性
骨骼肌的兴奋性和收缩性是紧密联系而又不同的两种基本生理过程。
1.骨骼肌的兴奋性
骨骼肌是可兴奋组织,受到刺激后可产生兴奋(即产生动作电位),这种特性称之为兴奋性。要引起骨骼肌兴奋必须给予适当刺激,刺激必须满足以下条件:
①刺激强度
要使肌肉产生兴奋,刺激必须达到一定的强度。引起肌肉兴奋的最小刺激强度称为阈刺激。阈刺激小表示组织的兴奋性高,阈刺激大则表示兴奋性低。
②刺激作用时间
无论刺激作用多大,要使可兴奋组织兴奋,刺激必须持续足够的时间。在一定范围内,刺激强度越小,需要刺激的作用时间就越长。相反,刺激强度越大,需要刺激的作用时间就越短。
③刺激强度变化率
要使可兴奋组织兴奋,刺激必须有足够的变化率。而所谓刺激强度变化率是指刺激电流由无到有或由小到大的变化速率。
2.骨骼肌的收缩性
肌肉受到刺激产生兴奋后,立即产生收缩反应,这种特性称之为收缩性。
①单收缩
整块骨骼肌或单个肌细胞受到一次刺激时,先产生一次动作电位,紧接着出现一次机械收缩,称为单收缩。
②不完全强直收缩
如果给肌肉以连续的电脉冲刺激,则肌肉的收缩情况将随刺激的频率而有所不同。如果增加刺激频率,则各刺激所引起的单收缩可以相互融合,若后一刺激均在前次收缩的舒张期结束之前刺激肌肉时,则形成不完全强直收缩。
③完全强直收缩
如果刺激频率持续增加,后一次刺激就会落在前次收缩的收缩期内,形成新的收缩,于是各次收缩的张力变化或长度缩短完全融合或叠加,肌肉处于更强的持续收缩状态,称为完全强直收缩。
十八.骨骼肌的收缩形式
1.向心收缩
肌肉收缩时,长度缩短的收缩称为向心收缩,又称缩短收缩。向心收缩是骨骼肌主动用力的收缩形式,可以是等张收缩也可以是等动收缩。
①等张收缩是指肌肉张力在肌肉开始缩短后即不再增加,直到收缩结束,有时也称为动力性或时相性收缩。
②等动收缩是指在整个关节运动范围内肌肉以恒定的速度,且外界的阻力与肌肉收缩时肌肉产生的力量始终相等的肌肉收缩,有时也称为等速收缩。
2.等长收缩
等长收缩是指肌肉在收缩时张力改变而其长度不变的收缩,又称为静力收缩。
等长收缩有两种情况:
①肌肉收缩时对抗不能克服的负荷。
②当其它关节由于肌肉离心收缩或向心收缩发生运动时,等长收缩可使某些关节保持一定的位置,为其它关节的运动创造适宜的条件。
3.离心收缩
离心收缩是指肌肉在收缩产生张力的同时被拉长的收缩。
4.超等长收缩
超等长收缩是指骨骼肌工作时先做离心式拉长,继而做向心式收缩的一种复合式收缩形式。
十九.向心收缩、等长收缩和离心收缩三种不同骨骼肌收缩形式的比较
1.力量
肌肉最大收缩时产生张力的大小取决于肌肉收缩的类型和收缩速度。同一块肌肉,在收缩速度相同的情况下,离心收缩可产生最大的张力。离心收缩产生的力量比向心收缩大50%左右比等长收缩大25%左右。
2.肌电
在等速向心收缩和离心收缩时,肌电与肌张力在一定范围内呈直线关系。积分肌电值与肌肉张力成正比。在负荷相同的情况下,离心收缩的积分肌电较向心收缩低。
3.代谢
在输出功率相同的情况下,肌肉离心收缩时所消耗的能量低于向心收缩,其耗氧量也低于向心收缩。肌肉离心收缩时其他与代谢有关的生理指标的反应均低于向心收缩。
4.肌肉酸疼
肌肉大负荷离心收缩引起肌肉酸疼和肌纤锥超微结构改变以及收缩蛋白代谢的变化最显著,等长收缩次之,向心收缩最低。
二十.绝对肌力与相对肌力
1.绝对肌力是指某一块肌肉做最大收缩时所产生的张力。
2.相对肌力是指肌肉单位横断面积所具有的肌力。
二十一.人体运动时所输出的功率,实际上就是运动生理学中所说的爆发力。
二十二.运动单位是指一个α运动神经元和受其支配的肌纤维所组成的最基本的肌肉收缩单位。
二十三.根据生理功能的不同,可将运动单位分为:运动性运动单位和紧张性运动单位。
二十四.运动单位动员是指参与活动的运动单位数目与兴奋频率的结合,也称为运动单位募集。
二十五.肌纤维类型的划分
1.根据肌纤维的收缩速度可将肌纤维划分为快肌纤维和慢肌纤维。
2.根据肌肉的色泽划分可将肌纤维划分为红肌和白肌两种肌纤维。如果再结合肌肉的收缩速度,可将肌纤维划分为快缩白、快缩红和慢缩红三种类型。
3.根据肌纤维的收缩速度及代谢特征可将肌纤维划分为快缩-糖酵解型、快缩-氧化-糖酵解型和慢缩-氧化型。
4.根据肌球蛋白重链同功型划分
肌球蛋白重链决定着肌球蛋白性状。肌球蛋白重链同功型是反映肌纤维类型的标志性蛋白。
二十六.不同类型肌纤维的形态特征
1.快肌纤维的直径较慢肌纤维大,含有较多收缩蛋白,快肌纤维的肌浆网也较慢肌纤维的发达。
2.慢肌纤维周围的毛细血管网较快肌纤维丰富。并且,慢肌纤维含有较多的肌红蛋白,因而导致慢肌纤维通常呈红色。与快肌纤维相比,慢肌纤维含有较多的线粒体,并且线粒体的体积较大。
3.在神经支配上,慢肌纤维由较小的运动神经元支配,运动神经纤维较细,传导速度较慢,而快肌纤维由较大的运动神经元支配,神经纤维较粗,其传导速度较快。
二十七.不同类型肌纤维的生理学特征(机能特征)
1.肌纤维类型与收缩速度
快肌纤维收缩速度快,慢肌纤维收缩速度慢。
2.肌纤维类型与肌肉力量
快肌纤维的直径大于慢肌纤维,而且快肌运动单位中所包含的肌纤维数量多于慢肌运动单位。因此,快肌运动单位的收缩力量明显地大于慢肌运动单位。快肌纤维百分比较高的肌肉的收缩速度和力量均大于慢肌纤维百分比较高的肌肉。
3.肌纤维类型与疲劳
快肌纤维和慢肌纤维相比,快肌纤维在收缩时能产生较大的力量,但容易疲劳。慢肌纤维抵抗疲劳的能力比快肌纤维强得多。
二十八.不同类型肌纤维的代谢特征
1.慢肌纤维中氧化酶系统的活性都明显高于快肌纤维。慢肌纤维中的线粒体大而多,而快肌纤维中的线粒体小且少。慢肌纤维中的线粒体蛋白也比快肌纤维多。因此,慢肌纤维氧化脂肪的能力为快肌纤维的4倍。
2.快肌纤维中一些重要的与无氧代谢有关酶的活性明显高于慢肌纤维。因此,快肌纤维的无氧代谢能力较慢肌纤维高。
二十九.运动时不同类型运动单位的动员(运动时不同类型的肌纤维是如何被动员的?)
在运动中不同类型的肌纤维参与工作的程度依运动强度而定:
1.以较低的强度运动时,慢肌纤维首先被动员。
2.运动强度较大时,快肌纤维首先被动员。
在运动训练时,采用不同强度的练习,可以发展不同类型的肌纤维。为了增强快肌纤维的代谢能力,训练计划必须包含大强度的练习。如果要提高慢肌纤维的代谢能力,训练计划就要由低强度、持续时间较长的练习组成。
三十.肌纤维类型与运动项目(从事不同项目运动员的肌纤维类型的组成有什么特点?)
运动员的肌纤维组成具有项目特点:
1.参加时间短、强度大的项目的运动员,其骨骼肌中快肌纤维百分比较从事耐力项目运动员和一般人高。
2.从事耐力项目运动员的慢肌纤维百分比却高于非耐力项目运动员和一般人。
3.既需要耐力又需要速度项目的运动员,其肌肉中快肌纤维和慢肌纤维百分比相当。
三十一.运动训练对肌纤维的影响
运动训练可以从肌纤维选择性肥大和酶活性改变两个方面对肌纤维类型发生较大的影响。
1.耐力训练可引起慢肌纤维选择性肥大,速度或爆发力训练可引起快肌纤维选择性肥大。
2.肌纤维对训练的适应还表现为肌肉中有关酶活性的有选择性增强。长跑运动员肌肉中与氧化供能有密切关系的SDH活性较高,短跑运动员肌肉中与糖酵解及磷酸化供能有关的LDH和PHOSP活性较高,中跑运动员居长跑和短跑运动员之间。
三十二.延迟性肌肉酸痛和运动性骨骼肌超微结构改变
1.延迟性肌肉酸痛是指从事不适应的运动负荷或大负荷运动,运动停止后小时,运动肌会产生不同程度的酸痛,并伴随僵硬、肿胀和肌力下降等症状。肌肉酸痛不发生在运动期间或运动后即刻,而是在运动后24小时逐渐加剧,因而称之为延迟性肌肉酸痛。
2.运动性骨骼肌超微结构改变是指骨骼肌在发生延迟性肌肉酸痛的同时,会伴随着骨骼肌纤维超微结构发生变化,这种变化在离心运动后更明显。和延迟性肌肉酸痛一样,运动性骨骼肌纤维超微结构变化也具有延迟性特点,因此也称为延迟性骨骼肌纤维超微结构改变。
三十三.延迟性肌肉酸痛和运动性骨骼肌超微结构改变的机理
1.肌肉痉挛学说
肌肉痉挛学说根据骨骼肌大负荷运动后,肌肉激活程度仍在加强,因而推测运动导致运动肌局部发生痉挛,肌纤维中的微血管因肌纤维痉挛而受到挤压以至局部肌肉缺血,最后导致延迟性肌肉酸痛。
2.损伤学说
延迟性肌肉酸痛是由于骨骼肌纤维损伤造成的,大负荷运动后骨骼肌纤维会发生超微结构改变,把骨骼肌的结构改变看做是一种损伤。
3.急性炎症学说
骨骼肌中含多种蛋白水解酶,肌肉损伤后,这些蛋白水解酶降解损伤的脂质和蛋白结构,导致除了缓激肽、组胺、前列腺素在损伤区域堆积外,也诱发单核细胞和中性细胞浸润到肌肉损伤部位。同时,骨骼肌小血管通透性增加,导致蛋白含量、丰富的体液扩散至肌肉内部造成水肿。最终炎症因子、升高的渗透压激活IV类神经感受器受体,引起肌肉酸痛。
4.骨骼肌蛋白降解学说
由王瑞元等人提出,认为运动导致的延迟性肌肉酸痛和超微结构改变,是由于运动导致骨骼肌收缩蛋白和骨架蛋白降解,使骨骼肌骨架解体,最终导致骨骼肌超微结构改变。
5.钙离子损伤学说
大负荷运动产生的高张力使细胞膜受牵拉,激活Ca2+通道,Ca2+顺浓度差进入细胞内。另外,细胞膜的损害也可造成Ca2+内流,其次运动后肌浆网功能下降,摄钙能力下降也可导致胞浆内高钙。
三十四.延迟性肌肉酸痛和运动性骨骼肌超微结构改变的防治
1.热疗
运动后对肌肉进行热敷可减轻延迟性肌肉酸痛和超微结构改变。
2.静力牵张
在大负荷运动后,对参加工作的肌肉进行静力牵张,可有效地减轻肌肉的延迟性酸痛和超微结构改变。
3.按摩
与静力牵张一样,在大负荷运动后对参加工作的肌肉进行按摩,可有效地促进肌肉酸痛和超微结构改变的恢复。
4.针刺
针刺和静力牵张能显著地促进离心运动导致的骨骼肌超微结构变化的恢复。
三十五.肌电与肌电图
1.肌电是指骨骼肌在兴奋时,会由于肌纤维动作电位的传导和扩步,而发生电位变化。
2.肌电图是指用适当的方法将骨骼肌兴奋时发生的电位变化引导、记录得到的图形称为肌电图。
三十六.肌电的引导
引导肌电的电极可分为两大类,一类是针电极,另一类是表面电极。
1.针电极
由于记录肌电的目的不同,针电极又分为许多种,即同心针电极、双心针电极、单针电极多道针电极。用针电极可以引导肌肉运动单位甚至单个肌纤维的电位变化,在体育科研中表面电极的应用更为广泛。
2.表面电极
用表面电极引导肌电虽然不能像针电极那样引导记录肌肉深部的电活动,但可以引导记录较大范围乃至整块肌肉的电活动,而且不会造成肌肉损伤,因而较广泛地应用于体育科研中。
三十七.肌电在体育科研中的应用
1.利用肌电图测定神经的传导速度。
2.利用肌电评定神经和肌肉的机能状态。
3.利用肌电评价肌力。
4.利用肌电进行动作分析。
题库版
一级考点
一.名词解释
1.肌小节
2.静息电位
3.动作电位
4.肌丝滑行学说
5.阈刺激
6.向心收缩
7.等张收缩
8.等动收缩
9.等长收缩
10.运动单位
二.填空题
1.人体内的肌肉组织包括______、______和______三种,______是体内最多的组织,______是人体运动的动力。
2.肌细胞又称______,是肌肉的基本结构和功能单位。每条肌纤维外面包有一层薄的结缔组织膜,称为______。许多肌纤维排列成______,表面被______包绕。许多肌束聚集在一起构成一块肌肉,外面包以结缔组织膜,称为______。
3.每一块肌肉的中间部分一般膨大而称为______,两端为直接附着在骨骼上且没有收缩功能的______。骨骼肌收缩时通过______而产生运动。
4.每个肌细胞含有数百至数千条与肌纤维长轴平行排列的______。肌原纤维的直径约为1-2微米,纵贯肌细胞全长。每条肌原纤维的全长都由______(A带)和______(I带)呈交替规则排列,在显微镜下呈现有规律的横纹排列,故骨骼肌也称______。
5.两条Z线之间的结构是肌纤维最基本的结构和功能单位,称为______。
6.肌原纤维间有两种不同的小管系统,即______和______。这些肌管系统是
骨骼肌兴奋引起______的形态学基础。
7.肌质网在接近横小管处形成特殊的膨大,称为______。
8.粗肌丝主要由______组成。许多肌球蛋白的杆状部分集束构成粗肌丝的主干,其头部向外突出,形成______。
9.细肌丝主要由______、______和______组成。
10.静息电位是指细胞处于安静状态,细胞膜内外所存在的电位差。这种电位差存在于细胞膜两侧,所以又称______,或简称______。
11.神经-肌肉接头的结构又称为______。运动神经的末梢发出许多细小分支,并且在终末部分膨大。此处的细胞膜较正常部位要厚些,被称为______,与之相对应的骨骼肌细胞膜称为______,突触前膜与突触后膜之间的间隙称为______。
12.骨骼肌的物理特性有______、______和______。
13.骨骼肌的______和______是紧密联系而又不同的两种基本生理过程(生理特性)。
14.引起肌肉兴奋的最小刺激强度称为______。
15.______是骨骼肌主动用力的收缩形式,可以是______也可以是______。
16.等张收缩是指肌肉张力在肌肉开始缩短后即不再增加,直到收缩结束,有时也称为______或______收缩。
17.等动收缩是指在整个关节运动范围内肌肉以恒定的速度,且外界的阻力与肌肉收缩时肌肉产生的力量始终相等的肌肉收缩,有时也称为______。
18.等长收缩是指肌肉在收缩时张力改变而其长度不变的收缩,又称为______。
19.根据肌纤维的收缩速度可将肌纤维划分为______和______。
20.根据肌肉的色泽划分可将肌纤维划分为______和______两种肌纤维。如果再结合肌肉的收缩速度,可将肌纤维划分为______、______和______三种类型。
21.根据肌纤维的收缩速度及代谢特征可将肌纤维划分为______、______和______。
三.简答或论述题
1.简述静息电位产生原理。
2.简述动作电位的产生原理。
3.简述神经细胞与肌细胞之间的兴奋传递。
4.简述肌纤维收缩的分子机制(肌丝滑行学说的分子机制)
5.简述骨骼肌的四种收缩形式。
6.简述不同类型肌纤维的形态特征。
7.简述不同类型肌纤维的生理学特征(机能特征)。
8.简述不同类型肌纤维的代谢特征.
9.简述运动时不同类型运动单位的动员(运动时不同类型的肌纤维是如何被动员的?)
10.简述肌纤维类型与运动项目。(从事不同项目运动员的肌纤维类型的组成有什么特点?)
11.简述运动训练对肌纤维的影响。
一级考点参考答案
一.名词解释
1.肌小节是指两条Z线之间的结构是肌纤维最基本的结构和功能单位。
2.静息电位是指细胞处于安静状态,细胞膜内外所存在的电位差。这种电位差存在于细胞膜两侧,所以又称跨膜电位,或简称膜电位。
3.动作电位是指可兴奋细胞兴奋时,细胞内产生的可扩布的电位变化,动作电位是一个连续的电位变化过程。
4.肌丝滑行学说是指肌肉的缩短是由于肌小节中细肌丝在粗肌丝之间滑行造成的。即当肌肉收缩时,由Z线发出的细肌丝在某种力量的作用下向A带中央滑动,结果相邻的各Z线互相靠近,肌小节的长度变短,从而导致肌原纤维以至整条肌纤维和整块肌肉的缩短。
5.阈刺激是指引起肌肉兴奋的最小刺激强度。要使肌肉产生兴奋,刺激必须达到一定的强度。阈刺激小表示组织的兴奋性高,阈刺激大则表示兴奋性低。
6.向心收缩是指肌肉收缩时,长度缩短的收缩,又称缩短收缩。向心收缩是骨骼肌主动用力的收缩形式,可以是等张收缩也可以是等动收缩。
7.等张收缩是指肌肉张力在肌肉开始缩短后即不再增加,直到收缩结束,有时也称为动力性或时相性收缩。
8.等动收缩是指在整个关节运动范围内肌肉以恒定的速度,且外界的阻力与肌肉收缩时肌肉产生的力量始终相等的肌肉收缩,有时也称为等速收缩。
9.等长收缩是指肌肉在收缩时张力改变而其长度不变的收缩,又称为静力收缩。
10.运动单位是指一个α运动神经元和受其支配的肌纤维所组成的最基本的肌肉收缩单位。
二.填空题
1.人体内的肌肉组织包括骨骼肌、心肌和平滑肌三种,骨骼肌是体内最多的组织,骨骼肌收缩是人体运动的动力。
2.肌细胞又称肌纤维,是肌肉的基本结构和功能单位。每条肌纤维外面包有一层薄的结缔组织膜,称为肌内膜。许多肌纤维排列成肌束,表面被肌束膜包绕。许多肌束聚集在一起构成一块肌肉,外面包以结缔组织膜,称为肌外膜。
3.每一块肌肉的中间部分一般膨大而称为肌腹,两端为直接附着在骨骼上且没有收缩功能的肌腱。骨骼肌收缩时通过肌腱牵动骨骼而产生运动。
4.每个肌细胞含有数百至数千条与肌纤维长轴平行排列的肌原纤维。肌原纤维的直径约为1-2微米,纵贯肌细胞全长。每条肌原纤维的全长都由暗带(A带)和明带(I带)呈交替规则排列,在显微镜下呈现有规律的横纹排列,故骨骼肌也称横纹肌。
5.两条Z线之间的结构是肌纤维最基本的结构和功能单位,称为肌小节。
6.肌原纤维间有两种不同的小管系统,即横小管系统和纵小管系统。这些肌管系统是
骨骼肌兴奋引起收缩耦连过程的形态学基础。
7.肌质网在接近横小管处形成特殊的膨大,称为终末池。
8.粗肌丝主要由肌球蛋白组成。许多肌球蛋白的杆状部分集束构成粗肌丝的主干,其头部向外突出,形成横桥。
9.细肌丝主要由肌动蛋白、原肌球蛋白和肌钙蛋白组成。
10.静息电位是指细胞处于安静状态,细胞膜内外所存在的电位差。这种电位差存在于细胞膜两侧,所以又称跨膜电位,或简称膜电位。
11.神经-肌肉接头的结构又称为运动终板。运动神经的末梢发出许多细小分支,并且在终末部分膨大。此处的细胞膜较正常部位要厚些,被称为突触前膜,与之相对应的骨骼肌细胞膜称为突触后膜,突触前膜与突触后膜之间的间隙称为突触间隙。
12.骨骼肌的物理特性有伸展性、弹性和黏滞性。
13.骨骼肌的兴奋性和收缩性是紧密联系而又不同的两种基本生理过程(生理特性)。
14.引起肌肉兴奋的最小刺激强度称为阈刺激。
15.向心收缩是骨骼肌主动用力的收缩形式,可以是等张收缩也可以是等动收缩。
16.等张收缩是指肌肉张力在肌肉开始缩短后即不再增加,直到收缩结束,有时也称为动力性或时相性收缩。
17.等动收缩是指在整个关节运动范围内肌肉以恒定的速度,且外界的阻力与肌肉收缩时肌肉产生的力量始终相等的肌肉收缩,有时也称为等速收缩。
18.等长收缩是指肌肉在收缩时张力改变而其长度不变的收缩,又称为静力收缩。
19.根据肌纤维的收缩速度可将肌纤维划分为快肌纤维和慢肌纤维。
20.根据肌肉的色泽划分可将肌纤维划分为红肌和白肌两种肌纤维。如果再结合肌肉的收缩速度,可将肌纤维划分为快缩白、快缩红和慢缩红三种类型。
21.根据肌纤维的收缩速度及代谢特征可将肌纤维划分为快缩-糖酵解型、快缩-氧化-糖酵解型和慢缩-氧化型。
三.简答或论述题
1.简述静息电位产生原理。
静息电位是指细胞处于安静状态,细胞膜内外所存在的电位差。这种电位差存在于细胞膜两侧,所以又称跨膜电位,或简称膜电位。静息电位产生原理可以用离子学说来解释,离子学说认为:
1.细胞内外各种离子的浓度分布是不均匀的。
2.细胞膜对各种离子通透具有选择性。
静息电位产生的过程:当细胞处于静息状态时,细胞膜对K+的通透性大,而对Na+的通透性较小,而对蛋白质等则几乎没有通透性,所以就形成在静息时K+向细胞外流动。离子的流动必然伴随着电荷的转移,结果使细胞内因丧失带正电荷的K+而电位下降,同时使细胞外因增加带正电荷的K+而电位上升,这就必然造成细胞外电位高而细胞内电位低的电位差。所以,K+的外流是静息电位形成的基础。随着K+外流,细胞膜两侧形成的外正内负的电场力会阻止细胞内K+的继续外流,当促使K+外流的由浓度差形成的向外扩散力与阻止K+外流的电场力相等时,K+的净移动量就会等于零。这时细胞内外的电位差值就稳定在一定水平上,这就是静息电位。
由于静息电位主要是K+由细胞内向外流动达到平衡时的电位值,所以又把静息电位称为K+平衡电位。
2.简述动作电位的产生原理。
动作电位是指可兴奋细胞兴奋时,细胞内产生的可扩布的电位变化,动作电位是一个连续的电位变化过程。动作电位的产生原理也可以用离子学说来解释,离子学说认为:
由于Na+在细胞外的浓度比细胞内高得多,它有由细胞外向细胞内扩散的趋势,离子进出细胞是由细胞膜上的离子通道来控制的。在安静时膜上Na+通道关闭,当作用细胞膜上的刺激达到一定强度时,膜上的Na+通道被激活而开放,Na+顺浓度梯度瞬间大量内流,细胞内正电荷增加,电位急剧上升,负电位从静息电位水平减小到消失,出现膜内为正膜外为负的电位变化,形成锋电位的上升支,即去极化和反极化时相。
当膜内正电位所形成的电场力增大到足以对抗Na+内流时,膜电位达到一个新的平衡点,即Na+平衡电位。与此同时,Na+通道逐渐失活而关闭,K+通道逐渐被激活而重新开放,导致Na+内流停止,产生K+快速外流,细胞内电位迅速下降,恢复到兴奋前的负电位状态,形成动作电位的下降支,亦即复极化时相。
3.简述神经细胞与肌细胞之间的兴奋传递。
1.神经-肌肉接头的结构
神经-肌肉接头的结构又称为运动终板。运动神经的末梢发出许多细小分支,并且在终末部分膨大。此处的细胞膜较正常部位要厚些,被称为突触前膜,与之相对应的骨骼肌细胞膜称为突触后膜,突触前膜与突触后膜之间的间隙称为突触间隙。
2.神经-肌肉接头的兴奋传递
当动作电位沿神经纤维传到轴突末梢时,引起轴突末梢处的接头前膜上的Ca2+通道开放,Ca2+从细胞外液进入轴突末梢,促使轴浆中含有乙酰胆碱的突触小泡向接头前膜移动。
当突触小泡到达接头前膜后,突触小泡膜与接头前膜融合进而破裂,并将乙酰胆碱释放到接头间隙。乙酰胆碱与接头后膜上的特异性的乙酰胆碱受体结合,引起接头后膜上的Na+、K+通道开放,使Na+内流,K+外流,结果使接头后膜处的膜电位幅度减小,即去极化。
这一电位变化称为终板电位。当终板电位达到一定幅度时,可引发肌细胞膜产生动作电位,从而使骨骼肌细胞产生兴奋。
4.简述肌纤维收缩的分子机制(肌丝滑行学说的分子机制)
当运动神经上的神经冲动到达神经末梢时,通过神经一肌肉接头处的兴奋传递,使肌细胞膜产生兴奋。之后,肌质网向肌浆中释放Ca2+,使肌浆中的Ca2+浓度瞬时升高。Ca2+浓度升高后,肌钙蛋白亚单位C与Ca2+结合,引起肌钙蛋白的分子结构改变,进而导致原肌球蛋白的分子结构改变,原肌球蛋白滑入F-肌动蛋白双螺旋沟的深部,肌动蛋白分子上的活性位点暴露。一旦肌动蛋白分子上的活性位点暴露,粗肌丝上的横桥即与之结合。
横桥与肌动蛋白结合后会产生两种作用:①激活了横桥上的AT酶,使ATP迅速分解并产生能量供横桥摆动之用。②激发横桥的摆动,拉动细肌丝向A带中央移动。
然后,横桥自动与肌动蛋白上的活性位点分离,并与新的活性位点结合,横桥再次摆动,拖动细肌丝又向A带中央前进了一步。如此,横桥头部前后往复运动,一步一步地在细肌丝上“行走”,拖动细肌丝向A带中央滑行。肌肉收缩时形成的横桥数目越多,肌肉的收缩力量也就越大。
当肌浆中的Ca2+浓度升高时,肌浆网膜上的钙泵被激活。在钙泵的作用下,肌质网把Ca2+泵入肌质网内,使肌浆中Ca2+浓度降低,Ca2+与肌钙蛋白亚单位C分离,肌钙蛋白和原肌球蛋白恢复原先的构型,原肌球蛋白再次掩盖肌动蛋白上的活性位点,阻止横
桥与肌动蛋白的相互作用,细肌丝回至肌肉收缩前的位置,肌肉舒张。
5.简述骨骼肌的四种收缩形式。
1.向心收缩
肌肉收缩时,长度缩短的收缩称为向心收缩,又称缩短收缩。向心收缩是骨骼肌主动用力的收缩形式,可以是等张收缩也可以是等动收缩。
①等张收缩是指肌肉张力在肌肉开始缩短后即不再增加,直到收缩结束,有时也称为动力性或时相性收缩。
②等动收缩是指在整个关节运动范围内肌肉以恒定的速度,且外界的阻力与肌肉收缩时肌肉产生的力量始终相等的肌肉收缩,有时也称为等速收缩。
2.等长收缩
等长收缩是指肌肉在收缩时张力改变而其长度不变的收缩,又称为静力收缩。
等长收缩有两种情况:
①肌肉收缩时对抗不能克服的负荷。
②当其它关节由于肌肉离心收缩或向心收缩发生运动时,等长收缩可使某些关节保持一定的位置,为其它关节的运动创造适宜的条件。
3.离心收缩
离心收缩是指肌肉在收缩产生张力的同时被拉长的收缩。
4.超等长收缩
超等长收缩是指骨骼肌工作时先做离心式拉长,继而做向心式收缩的一种复合式收缩形式。
6.简述不同类型肌纤维的形态特征。
1.快肌纤维的直径较慢肌纤维大,含有较多收缩蛋白,快肌纤维的肌浆网也较慢肌纤维的发达。
2.慢肌纤维周围的毛细血管网较快肌纤维丰富。并且,慢肌纤维含有较多的肌红蛋白,
因而导致慢肌纤维通常呈红色。与快肌纤维相比,慢肌纤维含有较多的线粒体,并且线粒体
的体积较大。
3.在神经支配上,慢肌纤维由较小的运动神经元支配,运动神经纤维较细,传导速度较慢,而快肌纤维由较大的运动神经元支配,神经纤维较粗,其传导速度较快。
7.简述不同类型肌纤维的生理学特征(机能特征)。
1.肌纤维类型与收缩速度
快肌纤维收缩速度快,慢肌纤维收缩速度慢。
2.肌纤维类型与肌肉力量
快肌纤维的直径大于慢肌纤维,而且快肌运动单位中所包含的肌纤维数量多于慢肌运动单位。因此,快肌运动单位的收缩力量明显地大于慢肌运动单位。快肌纤维百分比较高的肌肉的收缩速度和力量均大于慢肌纤维百分比较高的肌肉。
3.肌纤维类型与疲劳
快肌纤维和慢肌纤维相比,快肌纤维在收缩时能产生较大的力量,但容易疲劳。慢肌纤维抵抗疲劳的能力比快肌纤维强得多。
8.简述不同类型肌纤维的代谢特征.
1.慢肌纤维中氧化酶系统的活性都明显高于快肌纤维。慢肌纤维中的线粒体大而多,而快肌纤维中的线粒体小且少。慢肌纤维中的线粒体蛋白也比快肌纤维多。因此,慢肌纤维氧化脂肪的能力为快肌纤维的4倍。
2.快肌纤维中一些重要的与无氧代谢有关酶的活性明显高于慢肌纤维。因此,快肌纤维的无氧代谢能力较慢肌纤维高。
9.简述运动时不同类型运动单位的动员(运动时不同类型的肌纤维是如何被动员的?)
在运动中不同类型的肌纤维参与工作的程度依运动强度而定:
1.以较低的强度运动时,慢肌纤维首先被动员。
2.运动强度较大时,快肌纤维首先被动员。
在运动训练时,采用不同强度的练习,可以发展不同类型的肌纤维。为了增强快肌纤维的代谢能力,训练计划必须包含大强度的练习。如果要提高慢肌纤维的代谢能力,训练计划就要由低强度、持续时间较长的练习组成。
10.简述肌纤维类型与运动项目。(从事不同项目运动员的肌纤维类型的组成有什么特点?)
运动员的肌纤维组成具有项目特点:
1.参加时间短、强度大的项目的运动员,其骨骼肌中快肌纤维百分比较从事耐力项目运动员和一般人高。
2.从事耐力项目运动员的慢肌纤维百分比却高于非耐力项目运动员和一般人。
3.既需要耐力又需要速度项目的运动员,其肌肉中快肌纤维和慢肌纤维百分比相当。
11.简述运动训练对肌纤维的影响。
运动训练可以从肌纤维选择性肥大和酶活性改变两个方面对肌纤维类型发生较大的影响。
1.耐力训练可引起慢肌纤维选择性肥大,速度或爆发力训练可引起快肌纤维选择性肥大。
2.肌纤维对训练的适应还表现为肌肉中有关酶活性的有选择性增强。长跑运动员肌肉中与氧化供能有密切关系的SDH活性较高,短跑运动员肌肉中与糖酵解及磷酸化供能有关的LDH和PHOSP活性较高,中跑运动员居长跑和短跑运动员之间。
二级考点
一.名词解释
1.横小管系统
2.纵小管系统
3.三连管结构
4.兴奋-收缩耦联
5.绝对肌力
6.相对肌力
7.运动单位动员
8.延迟性肌肉酸痛
9.运动性骨骼肌超微结构改变
10.肌电
11.肌电图
二.填空题
1.静息电位主要是K+由细胞内向外流动达到平衡时的电位值,所以又把静息电位称为______。
2.动作电位的变化过程包括______、______和______。
3.在动作电位变化过程中,神经细胞的兴奋性也发生相应的变化。兴奋性变化分为______、______、______、______和______。
4.动作电位一旦在细胞膜的某一点产生,就沿着细胞膜向各个方向传播,直到整个细胞膜都产生动作电位为止。这种在单一细胞上动作电位的传播叫做______。
5.在无髓神经纤维上动作电位以______的形式进行传导,在有髓神经纤维上动作电位呈______传导。
6.细胞间的兴奋传递有两种情况:一种是______的兴奋传递,另一种是______的兴奋传递。
7.人体运动时所输出的功率,实际上就是运动生理学中所说的______。
8.根据生理功能的不同,可将运动单位分为:______和______。
9.运动单位动员是指参与活动的运动单位数目与兴奋频率的结合,也称为______。
10.运动训练可以从______和______两个方面对肌纤维类型发生较大的影响。
11.引导肌电的电极可分为两大类,一类是______,另一类是______。
三.简答或论述题
1.简述动作电位的变化过程。
2.简述兴奋性的变化过程。
3.简述动作电位的特点。
4.简述肌纤维的兴奋一收缩耦联。
5.简述骨骼肌的物理特性。
6.简述骨骼肌的生理特性。
7.向心收缩、等长收缩和离心收缩三种不同骨骼肌收缩形式的比较。
8.简述延迟性肌肉酸痛和运动性骨骼肌超微结构改变的机理.
9.简述延迟性肌肉酸痛和运动性骨骼肌超微结构改变的防治。
10.简述肌电的引导和在体育科研中的应用。
二级考点参考答案
一.名词解释
1.横小管系统是肌细胞膜从表面伸入肌纤维内部的膜小管系统。
2.纵小管系统即肌质网系统,细胞内的肌质网常围绕每条肌原纤维,形成花边样的网,其行走方向和肌纤维纵轴平行。肌质网在接近横小管处形成特殊的膨大,称为终末池。
3.三连管结构是指每一个横小管和来自两侧的终末池构成的复合体。
4.兴奋-收缩耦联通常把以肌细胞膜电变化为特征的兴奋过程和以肌丝滑行为基础的收缩过程之间的中介过程。
5.绝对肌力是指某一块肌肉做最大收缩时所产生的张力。
6.相对肌力是指肌肉单位横断面积所具有的肌力。
7.运动单位动员是指参与活动的运动单位数目与兴奋频率的结合,也称为运动单位募集。
8.延迟性肌肉酸痛是指从事不适应的运动负荷或大负荷运动,运动停止后小时,运动肌会产生不同程度的酸痛,并伴随僵硬、肿胀和肌力下降等症状。肌肉酸痛不发生在运动期间或运动后即刻,而是在运动后24小时逐渐加剧,因而称之为延迟性肌肉酸痛。
9.运动性骨骼肌超微结构改变是指骨骼肌在发生延迟性肌肉酸痛的同时,会伴随着骨骼肌纤维超微结构发生变化,这种变化在离心运动后更明显。和延迟性肌肉酸痛一样,运动性骨骼肌纤维超微结构变化也具有延迟性特点,因此也称为延迟性骨骼肌纤维超微结构改变。
10.肌电是指骨骼肌在兴奋时,会由于肌纤维动作电位的传导和扩步,而发生电位变化。
11.肌电图是指用适当的方法将骨骼肌兴奋时发生的电位变化引导、记录得到的图形称为肌电图。
二.填空题
1.静息电位主要是K+由细胞内向外流动达到平衡时的电位值,所以又把静息电位称为K+平衡电位。
2.动作电位的变化过程包括静息相、去极相和复极相。
3.在动作电位变化过程中,神经细胞的兴奋性也发生相应的变化。兴奋性变化分为绝对不应期、相对不应期、超常期、低常期和恢复期。
4.动作电位一旦在细胞膜的某一点产生,就沿着细胞膜向各个方向传播,直到整个细胞膜都产生动作电位为止。这种在单一细胞上动作电位的传播叫做传导。
5.在无髓神经纤维上动作电位以局部电流的形式进行传导,在有髓神经纤维上动作电位呈跳跃式传导。
6.细胞间的兴奋传递有两种情况:一种是神经细胞之间的兴奋传递,另一种是神经细胞与肌细胞之间的兴奋传递。
7.人体运动时所输出的功率,实际上就是运动生理学中所说的爆发力。
8.根据生理功能的不同,可将运动单位分为:运动性运动单位和紧张性运动单位。
9.运动单位动员是指参与活动的运动单位数目与兴奋频率的结合,也称为运动单位募集。
10.运动训练可以从肌纤维选择性肥大和酶活性改变两个方面对肌纤维类型发生较大的影响。
11.引导肌电的电极可分为两大类,一类是针电极,另一类是表面电极。
三.简答或论述题
1.简述动作电位的变化过程。
动作电位的变化过程包括静息相、去极相和复极相。以神经轴突为例,把用细胞内记录法所得到的动作电位变化过程简述如下:
1.静息相
在静息时细胞处于极化状态。所谓极化状态是指细胞膜内外存在外正内负的电位差,即静息电位的状态。这是动作电位的初始状态。
2.去极相
神经细胞感受刺激后,在静息电位基础上受刺激处的细胞膜会立刻爆发一次快速而连续的电位变化。
3.复极相
动作电位的上升支很快从顶点快速下降,膜内电位由正变负,直到接近静息电位的水平,形成曲线的下降支,称为复极化时相。所谓复极化是指在去极化的前提下膜极化状态的恢复。
2.简述兴奋性的变化过程。
在动作电位变化过程中,神经细胞的兴奋性也发生相应的变化。兴奋性变化分为绝对不应期、相对不应期、超常期、低常期和恢复期。
1.绝对不应期
紧接兴奋之后,出来一个非常短暂的绝对不应期,兴奋性水平降低到零。此时无论给子刺激的强度多大,都不能引起第二次兴奋。从时间关系来说,锋电位相当于细胞的绝对不应期。
2.相对不应期
绝对不应期之后,兴奋性逐渐恢复,兴奋性恢复到正常的85%-90%,此时必须给予大于正常阈强度的刺激才能引起神经的第二次兴奋,这一时期称为相对不应期。
3.超常期
相对不应期之后神经的兴奋性恢复到正常的90%-%,此时用比正常阈值低的弱刺激,就可以引起神经冲动。
4.低常期
继超常期后,神经兴奋性下降到低于正常水平,此期为低常期,兴奋性由%降到95%。
5.恢复期
低常期之后,神经的兴奋性逐渐恢复到正常水平,这一时期称为恢复期。
3.简述动作电位的特点。
1.“全或无”现象
任何刺激一旦引起膜去极化达到阈值,动作电位就会立刻产生,它一旦产生就达到最大值,动作电位的幅度也不会因刺激加强而增大。
2.不衰减性传导
动作电位一旦在细胞膜的某一部位产生,它就会向整个细胞膜传播,而且它的幅度不会因为传播距离增加而减弱。
3.脉冲式
由于不应期的存在使连续的多个动作电位不可能融合,两个动作电位之间总有一定间隔。
4.简述肌纤维的兴奋一收缩耦联。
通常把以肌细胞膜电变化为特征的兴奋过程和以肌丝滑行为基础的收缩过程之间的中介过程称为兴奋-收缩耦联。
兴奋-收缩耦联过程包括以下三个主要步骤:
1.兴奋(动作电位)通过横小管系统传导到肌细胞内部。
横小管是肌细胞膜的延续,动作电位可沿着肌细胞膜传导到横小管,并深入到三联管结构。
2.三联管结构处的信息传递。
横小管膜上的动作电位可引起与其邻近的终末池膜及肌质网膜上的大量Ca2+通道开放,Ca2+顺着浓度梯度从肌质网内进入胞浆,肌浆中Ca2+浓度升高后,Ca2+与肌钙蛋白亚单位C结合时,导致一系列蛋白质的构型发生改变,最终导致肌丝滑行。
3.肌质网对Ca2+再回收。
肌质网膜上存在的钙泵,当肌浆中的Ca2+浓度升高时,钙泵将肌浆中的Ca2+逆浓度梯度转运到肌质网中贮存,从而使肌浆中Ca2+浓度保持较低水平,由于肌浆中的Ca2+浓度降低,Ca2+与肌钙蛋白亚单位C分离,肌肉舒张。
5.简述骨骼肌的物理特性。
1.骨骼肌的伸展性是指骨骼肌在受到外力牵拉或负重时可被拉长的特性。
2.骨骼肌的弹性是指当外力或负重取消后,肌肉的长度又可恢复的特性。
3.骨骼肌的黏滞性是指肌肉活动时肌浆内各分子之间的相互摩擦作用产生的内部阻力。
肌肉的物理特性受温度影响。当温度升高时,肌肉粘滞性下降,伸展性和弹性增加。反之,肌肉粘滞性增加,伸展性和弹性下降。因此,在运动实践中做好充分准备活动,使肌肉温度升高,有利于运动员提高运动成绩。
6.简述骨骼肌的生理特性。
骨骼肌的兴奋性和收缩性是紧密联系而又不同的两种基本生理过程。
1.骨骼肌的兴奋性
骨骼肌是可兴奋组织,受到刺激后可产生兴奋(即产生动作电位),这种特性称之为兴奋性。要引起骨骼肌兴奋必须给予适当刺激,刺激必须满足以下条件:
①刺激强度
要使肌肉产生兴奋,刺激必须达到一定的强度。引起肌肉兴奋的最小刺激强度称为阈刺激。阈刺激小表示组织的兴奋性高,阈刺激大则表示兴奋性低。
②刺激作用时间
无论刺激作用多大,要使可兴奋组织兴奋,刺激必须持续足够的时间。在一定范围内,刺激强度越小,需要刺激的作用时间就越长。相反,刺激强度越大,需要刺激的作用时间就越短。
③刺激强度变化率
要使可兴奋组织兴奋,刺激必须有足够的变化率。而所谓刺激强度变化率是指刺激电流由无到有或由小到大的变化速率。
2.骨骼肌的收缩性
肌肉受到刺激产生兴奋后,立即产生收缩反应,这种特性称之为收缩性。
①单收缩
整块骨骼肌或单个肌细胞受到一次刺激时,先产生一次动作电位,紧接着出现一次机械收缩,称为单收缩。
②不完全强直收缩
如果给肌肉以连续的电脉冲刺激,则肌肉的收缩情况将随刺激的频率而有所不同。如果增加刺激频率,则各刺激所引起的单收缩可以相互融合,若后一刺激均在前次收缩的舒张期结束之前刺激肌肉时,则形成不完全强直收缩。
③完全强直收缩
如果刺激频率持续增加,后一次刺激就会落在前次收缩的收缩期内,形成新的收缩,于是各次收缩的张力变化或长度缩短完全融合或叠加,肌肉处于更强的持续收缩状态,称为完全强直收缩。
7.向心收缩、等长收缩和离心收缩三种不同骨骼肌收缩形式的比较。
1.力量
肌肉最大收缩时产生张力的大小取决于肌肉收缩的类型和收缩速度。同一块肌肉,在收缩速度相同的情况下,离心收缩可产生最大的张力。离心收缩产生的力量比向心收缩大50%左右比等长收缩大25%左右。
2.肌电
在等速向心收缩和离心收缩时,肌电与肌张力在一定范围内呈直线关系。积分肌电值与肌肉张力成正比。在负荷相同的情况下,离心收缩的积分肌电较向心收缩低。
3.代谢
在输出功率相同的情况下,肌肉离心收缩时所消耗的能量低于向心收缩,其耗氧量也低于向心收缩。肌肉离心收缩时其他与代谢有关的生理指标的反应均低于向心收缩。
4.肌肉酸疼
肌肉大负荷离心收缩引起肌肉酸疼和肌纤锥超微结构改变以及收缩蛋白代谢的变化最显著,等长收缩次之,向心收缩最低。
8.简述延迟性肌肉酸痛和运动性骨骼肌超微结构改变的机理.
1.肌肉痉挛学说
肌肉痉挛学说根据骨骼肌大负荷运动后,肌肉激活程度仍在加强,因而推测运动导致运动肌局部发生痉挛,肌纤维中的微血管因肌纤维痉挛而受到挤压以至局部肌肉缺血,最后导致延迟性肌肉酸痛。
2.损伤学说
延迟性肌肉酸痛是由于骨骼肌纤维损伤造成的,大负荷运动后骨骼肌纤维会发生超微结构改变,把骨骼肌的结构改变看做是一种损伤。
3.急性炎症学说
骨骼肌中含多种蛋白水解酶,肌肉损伤后,这些蛋白水解酶降解损伤的脂质和蛋白结构,导致除了缓激肽、组胺、前列腺素在损伤区域堆积外,也诱发单核细胞和中性细胞浸润到肌肉损伤部位。同时,骨骼肌小血管通透性增加,导致蛋白含量、丰富的体液扩散至肌肉内部造成水肿。最终炎症因子、升高的渗透压激活IV类神经感受器受体,引起肌肉酸痛。
4.骨骼肌蛋白降解学说
由王瑞元等人提出,认为运动导致的延迟性肌肉酸痛和超微结构改变,是由于运动导致骨骼肌收缩蛋白和骨架蛋白降解,使骨骼肌骨架解体,最终导致骨骼肌超微结构改变。
5.钙离子损伤学说
大负荷运动产生的高张力使细胞膜受牵拉,激活Ca2+通道,Ca2+顺浓度差进入细胞内。另外,细胞膜的损害也可造成Ca2+内流,其次运动后肌浆网功能下降,摄钙能力下降也可导致胞浆内高钙。
9.简述延迟性肌肉酸痛和运动性骨骼肌超微结构改变的防治。
1.热疗
运动后对肌肉进行热敷可减轻延迟性肌肉酸痛和超微结构改变。
2.静力牵张
在大负荷运动后,对参加工作的肌肉进行静力牵张,可有效地减轻肌肉的延迟性酸痛和超微结构改变。
3.按摩
与静力牵张一样,在大负荷运动后对参加工作的肌肉进行按摩,可有效地促进肌肉酸痛和超微结构改变的恢复。
4.针刺
针刺和静力牵张能显著地促进离心运动导致的骨骼肌超微结构变化的恢复。
10.简述肌电的引导和在体育科研中的应用。
1.引导肌电的电极可分为两大类,一类是针电极,另一类是表面电极。
①针电极
由于记录肌电的目的不同,针电极又分为许多种,即同心针电极、双心针电极、单针电极多道针电极。用针电极可以引导肌肉运动单位甚至单个肌纤维的电位变化,在体育科研中表面电极的应用更为广泛。
②表面电极
用表面电极引导肌电虽然不能像针电极那样引导记录肌肉深部的电活动,但可以引导记录较大范围乃至整块肌肉的电活动,而且不会造成肌肉损伤,因而较广泛地应用于体育科研中。
2.肌电在体育科研中的应用
①利用肌电图测定神经的传导速度。
②利用肌电评定神经和肌肉的机能状态。
③利用肌电评价肌力。
④利用肌电进行动作分析。
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