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肌肉收缩的生理基础

(一)肌纤维的结构

骨骼肌细胞又称肌纤维,是骨骼肌的基本结构和功能单位,肌纤维中含有大量肌原纤维和丰富的脉管系统,肌原纤维排列高度规则有序。成人肌纤维直径约60um,长度可达毫米到数十厘米。每条肌纤维外面包有一层薄的结缔组织膜。称为肌内膜。许多肌纤维排列成束(即肌束),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。

(二)肌肉收缩的生理过程

1、肌丝滑行学说

年Huxley等人发现,肌肉收缩时A带的长度不变,而I带和H带变窄。在肌肉被拉长时,A带的长度仍然不变,而I带和H带变宽。同时发现,无论肌小节缩短或被拉长时,粗肌丝和细肌丝的长度都不变,但两种肌丝的重叠程度发生了变化。根据以上发现,Huxley等人提出了肌丝滑行学说。肌丝滑行学说认为: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。肌当肌肉收缩时,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于整条肌纤维和整块肌肉的缩短。

2、神经-骨骼肌接头处兴奋的传递过程

运动神经末梢与肌细胞特殊分化的终板膜构成神经肌接头。当动作电位传到运动神经末梢,接头前膜去极化,电压门阀Ca2+通道开放。Ca2+内流,末梢内Ca2+浓度升高触发突出小泡的出胞机制,突触小泡与接头前膜融合,将小泡中的Ach(乙酰胆碱)以量子式方式释放到间隙,ACh与终板膜上的N2型ACh受体节合并使之激活,终板膜主要对Ca+通透性增高,Na+内流,使终板膜去极化产生终板电位。终板电位是局部电位,可通过电紧张活动使邻近及细胞膜去极化,到达阀电位而爆发动作电位,表现为肌细胞的兴奋。

3、骨骼肌收缩的分子机制

胞质内Ca2+浓度升高促使细肌丝上肌钙蛋白与Ca2+结合,使原肌疑蛋白发生构型变化,暴露出细肌丝肌动蛋白与横桥结合活化位点,肌动蛋白与粗肌丝肌球蛋白的横桥头部结合,造成横桥头部构象的改变,通过横桥的摆动,拖动细肌丝向肌小节中间滑行,肌节缩短,肌肉收缩。横桥ATP酶分解ATP,为肌肉收缩做功提供能量;胞质内Ca2+浓度升高激活肌质网膜上的钙泵,钙泵将Ca2+回收入肌质网,使胞质中钙浓度降低,肌肉舒张。

4、兴奋-收缩藕联基本过程

将肌细胞膜上的电兴奋与胞内机械性收缩过程联系起来的中介机制,称为兴奋-收缩藕联。其过程是:及细胞膜动作电位通过横管系统传向肌细胞深处,激活横管膜上的L型Ca2+通道;L型Ca2+通道变构,激活连接肌浆网膜上的Ca2+释放通道,释放Ca2+入胞质;胞质内Ca2+浓度升高促使细肌丝上肌钙蛋白与Ca2+结合,使原肌疑蛋白发生构型变化,暴露出细肌丝肌动蛋白与横桥结合活化位点,肌动蛋白与粗肌丝肌球蛋白的横桥头部结合,引起肌肉收缩。

(三)力量训练的意义

力量训练可以增加运动单位的动员,使更多的肌肉参与工作;还可以增加神经冲动的强度;增加肌肉收缩蛋白的含量,从而增加肌肉的横断面;提高肌群之间协同做功的能力;力量训练可以使肌肉的工作更协调,原动肌工作时,拮抗肌主动放松的能力增强。因而,力量训练使人体的相对力量增加,提高了肌肉的收缩速度和爆发力。

总而言之,肌力康复训练在康复医学中,具有如下重要意义:

1.防治什用性肌萎缩。

2.防治因肢体创伤、炎症疼痛所致反射性抑制脊髓前角细胞的肌萎缩。

3.促进神经系统损害后肌力恢复。

4.帮助维持肌病时的肌肉舒缩能力。

5.矫治关节畸形、加强脊柱等关节的稳定性、防止关节退行性病变。

6.防治内脏下垂、改善呼吸及消化功能。

(四)力量训练与运动损伤预防

力量素质是所有其他运动素质的基础,也是运动损伤预防的重要的基础。从预防的角度来讲,力量素质好的运动员身体的对抗能力强、抗震动能力、抗摔伤能力都比较强;力量素质好有助于克服肌群之间的力量不平衡,运动员的身体控制能力强、关节稳定性好、缓冲震动的能力强;力量素质好会使完成动作更经济、更节能,运动过程中疲劳出现晚,可以大大减少损伤的发生。力量训练不仅是体能训练核心,也是预防各类运动损伤发生的基础。

健身




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