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运动系统骨骼肌总论

运动系统——骨骼肌总论

人体骨骼肌约有余块,绝大多数附着在骨骼上。成年骨骼肌约占人体体重的40%(女性为35%)。不同年龄、性别的人,骨骼肌占人体体重的比例不同。四肢肌占全身骨骼肌总重量的80%,其中下肢肌占50%,上肢肌占30%。

由于人体各部肌肉的功能不同,因此骨骼肌发达程度也不一样。为了维持身体直立姿势,背部、臀部、大腿前面和小腿后面的肌群特别发达。上、下肢分工不同,肌肉发达程度也有差异。上肢为了便于进行精细的劳动,上肢肌数量多,细小灵活。下肢起支撑和位移作用,因而下肢肌粗壮有力。

人类由于进行社会劳动和语言文艺工作,所以喉肌、舌肌和表情肌高度分化和发展。

1骨骼肌的结构每块肌肉都可分为中部的肌腹和两端的肌腱两部分。

1.1肌腹位于肌肉中间部,能收缩,主要由肌纤维构成。长的肌肉是由几条短的肌纤维中间藉结缔组织相连而成的。许多肌纤维(约—条)集合起来成为小肌束,若干个小肌束再集合成大肌束,若干个大肌束最后合并成一个肌腹。在每条肌纤维、肌束和肌腹外都有结缔组织膜包裹。包裹每条肌纤维的结缔组织膜称肌内膜,包裹在肌束外面的结缔组织膜称肌束膜,包裹在肌腹外面的结缔组织膜称肌外膜。肌腹中的肌内膜、肌束膜和肌外膜向肌腹两端延伸于肌腱,并与之紧密愈合。

1.2肌腱位于肌腹两端,由胶原纤维束构成,没有收缩能力,但能抵抗很大的张力。肌腱的纤维不是平行排列的,而是互互交织排列形成辫状。所以在发生损伤时,通常是肌纤维断裂,或是肌腹与肌腱接头的地方断裂,或是肌腱附着处的骨膜被拉下,肌腱较少断裂。

1.3血管分布肌肉是活动性很强的器官,新陈代谢极为旺盛,故有丰富的血管分布,以保证肌肉内有充分的血液供应。据估计,人的骨骼肌里每平方毫米有条毛细血管。全部毛细血管总长有10万公里,全部表面积为平方米。在安静时,一般每平方毫米只有条毛细血管开放。运动时,每平方毫米可以有条毛细血管开放。

1.4神经分布分布在骨骼肌的神经有感觉神经、运动神经和交感神经。感觉神经起于肌梭和腱梭,主要向神经中枢(脑或脊髓)传递肌肉收缩的感觉。

运动神经支配骨骼肌的运动。一个运动神经细胞(细胞体和它的突起)和它所支配的肌纤维构成一个运动单位。运动单位是骨骼肌的基本机能单位。运动单位的大小取决于运动神经元轴突末梢所支配的肌纤维数目。一个运动单位内包含的肌纤维愈多则收缩时产生的力量愈大,反之则产生的力量愈小。一块肌肉力量的大小与参与收缩的肌纤维数目多少有关。

在正常安静状态下,人体各骨骼肌都有少数运动单位的肌纤维轮流交替收缩,使肌肉保持一定的张力以维持人体一定姿势。交感神经主要起调节肌肉的营养、物质代谢和生长发育。

2肌肉的辅助结构

肌肉辅助结构是指肌肉周围的结缔组织膜在肌肉活动的影响下所形成的结构。有协助肌肉活动的作用,主要有筋膜、腱鞘和籽骨等。

2.1筋膜筋膜是包在肌肉周围的结缔组织。分浅筋膜和深筋膜。

(1)浅筋膜又称皮下筋膜,位于皮下,是一层含脂肪的疏松结缔组织,其中埋有皮下静脉和皮下神经等。

(2)深筋膜又称固有筋膜,由致密结缔组织构成。深筋膜与肌肉关系最为密切,它伸入肌肉与肌群之间并附着于骨形成肌鞘和肌间隔,包绕着一块肌肉或一群肌肉。肌鞘和肌间隔,分隔各块肌肉或肌群,以保证每块肌肉或肌群能单独活动。它们还可以作为肌肉的附着面(特别是在肌肉多而骨面小的地方,如大腿),以扩大肌肉附着面积,增强肌肉的收缩力量。

2.2腱鞘腱鞘是包围在长肌腱外面的鞘管,存在于活动性较大的部位,如腕、踝、手指和足趾等处,它使腱固定于一定位置,并减少腱与骨面的摩擦。

腱鞘可分为腱纤维鞘和腱滑液鞘。腱纤维鞘位于外层,对肌腱起约束作用。腱滑液鞘位于腱纤维鞘内,由滑膜构成,是双层圆筒形的鞘,鞘的外层贴在腱纤维鞘内面,称为壁层;鞘的内层包在肌腱表面,称为脏层。脏、壁两层之间含有少量滑液,所以运动时肌腱能在鞘内自由滑动。

2.3籽骨籽骨由肌腱骨化而成,通常位于肌肉止点的腱与骨之间。例如,人体最大的籽骨——髌骨,就是位于股四头肌止点腱与股骨髌面之间。籽骨的存在,增大了肌腱抵止角度,从而增大了肌肉工作的力臂,有利于提高肌肉的工作效率。

2.4滑车一种是覆盖由软骨的槽,另一种是通过肌腱的结缔组织环。肌腱通常在滑车处改变方向而被固定不易向旁边移动。

3肌肉的分类

人体肌肉数量很多,通常按照肌肉的形状、肌头的多少、肌纤维的排列方向和机能进行分类和命名。

3.1按肌肉形状分类根据肌肉的轮廓外形可区分为长肌、短肌、阔肌和轮匝肌。

长肌多分布在四肢,肌纤维排列与肌肉长轴平行,收缩时显著缩短,引起环节大幅度运动。

短肌多位于躯干深部,比较短小,具有明显的节段性,如椎骨之间的肌肉,收缩引起的运动幅度不大,但收缩力大且能持久。

阔肌扁而薄,有大量肌纤维,多位于胸、腹壁,可做整体收缩或部分收缩,它除了运动外,还有保护内脏的功能。

轮匝肌的纤维呈环形,位于裂孔周围,收缩时关闭裂孔,如眼的轮匝肌。

3.2按肌头数目分类按肌头的多少分为二头肌、三头肌和四头肌。

每个肌头都有1个起点。由两个头合成1个肌腹称二头肌,由3个肌头合成1个肌腹称三头肌,由4个头合成1个肌腹称四头肌。

3.3按肌纤维排列方向分类根据肌纤维排列方向可分为直肌、斜肌和横肌。长肌根据肌束与肌肉长轴的关系又分为梭形肌和羽状肌。肌纤维与肌肉长轴平行排列的称梭形肌。肌纤维与肌腱成锐角相交的称羽状肌。羽状肌又分为半羽肌、羽状肌和多羽肌。半羽肌的肌纤维排列在肌腱的一侧,如半膜肌。羽状肌的肌纤维排列在肌腱两侧,如股直肌。多羽肌由若干羽状肌集合而成,如肩胛下肌。

3.4按肌肉功能分类按肌肉功能命名,如屈肌、伸肌、展肌、收肌、旋外肌、旋内肌、上提肌和下降肌等。

此外,有的按肌肉所在部位分类,如胸肌、腹肌和臀肌;还有按肌肉的起止类分类,如胸锁乳突肌、肱桡肌等。

4肌肉的物理特性骨骼肌的主要物理特性为伸展性、弹性和粘滞性。

4.1伸展性与弹性

肌肉在外力作用下,可被拉长的这种特性叫做伸展性。当外力解除后,被拉长的肌肉又可恢复原状,这种特性叫做弹性。肌肉的伸展性与弹性同柔韧性密切相关。在体育运动中,有目的、有计划地发展肌肉的伸展性和弹性,对于加大运动幅度、增强关节柔韧性和预防肌肉拉伤有着重要意义。

4.2粘滞性

肌肉的粘滞性是肌肉收缩或被拉长时,肌纤维之间、肌肉之间或肌群之间发生摩擦的外在表现。这是原生质的普遍特性,是其内所有胶体物质造成的。它使肌肉在收缩或被拉长时会产生阻力,并额外消耗一定的能量。肌肉粘滞性的大小与温度有关,温度低时粘滞性大,反之则小。因此在气温低的季节进行训练或比赛,必须首先做好充分的准备活动,以增加体温,从而减小肌肉的粘滞性,提高肌肉收缩和放松的速度,并可避免肌肉拉伤。

5肌肉配布规律

肌肉的配布有一定的规律,首先按关节运动轴对应分布,一般是以相互对抗的形式分布于关节运动轴两侧。如额状轴前有屈肌、后有伸肌(膝及其以下的关节相反);矢状轴外侧有外展肌、内侧有内收肌;垂直轴前外侧有内旋肌、后外侧有外旋肌。由于人体直立和劳动的结果,使得上肢屈肌较伸肌发达有力;而躯干和下肢的伸肌则强于屈肌。

6肌肉的协作关系

人们的动作有的很简单,但更多是复杂的动作。一个简单的动作,往往不是一块肌肉所能完成的,而复杂的体育动作,则在数块或数群肌肉的协调工作下,使环节产生各种各样的运动,或使人体维持某种姿势。根据肌肉在运动中所起的作用,可分为原动肌、主动肌、次动肌(副动肌)、对抗肌、固定肌及中和肌等。

6.1原动肌、主动肌和次动肌

直接完成某动作的肌肉叫做原动肌。如肱肌、肱二头肌、肱桡肌和旋前圆肌4块肌肉是屈肘关节的原动肌。其中前两块在原动肌中起主要作用,因此叫主动肌;后两块起次要作用,故叫次动肌(或副动肌)。

6.2对抗肌

与原动肌功能相反的肌肉叫对抗肌。如肱三头肌就是屈肘关节肌的对抗肌。当肘关节做伸的动作时,则相反。

6.3固定肌

将原动肌定点所附着的骨固定起来的肌肉叫固定肌。如做前臂弯举动作时,肩关节周围的肌肉必须固定肱骨,才能更好地完成这一动作,这时肩关节周围的肌肉就是固定肌。

6.4中和肌

有的原动肌具有数种功能,如斜方肌除了可使肩胛骨后缩外,还能使它上回旋。在进行扩胸运动时,只要求肩胛骨后缩,不要求上回旋。这时有另一些肌肉(如菱形肌和胸小肌)参与工作以抵消斜方肌上回旋的作用,使斜方肌充分发挥肩胛骨后缩的功能。这些限制或抵消原动肌发挥其他功能的肌肉就叫做中和肌。

有时两块原动肌都具有多种功能,其中有一种(或两种)功能是共同的,其他则是互相对抗的。如胸大肌可使上臂屈、内收和内旋。背阔肌可使上臂伸、内收和内旋。因此胸大肌和背阔肌在上臂内收和内旋方面为原动肌,这时屈、伸方面的功能则相互限制或抵消,因此互为中和肌。

7肌肉的工作性质

肌肉工作*肌肉收缩使环节运动并且做功,或使肢体保持在某一位置不做功但也消耗能量的过程。

肌肉工作性质可分为动力性工作和静力性工作两大类

7.1动力性工作

肌纤维紧张持续时间短,收缩和放松不断交替,经常改变拉力角度、方向及骨杠杆的位置,这种工作称为动力性工作。动力性工作分为向心工作(克制工作)和离心工作{退让工作)两种。

(1)向心工作肌肉收缩克服阻力,肌力大于阻力,使运动环节朝肌肉拉力方向运动的工作叫向心工作。如三角肌和冈上肌使肩关节外展的工作性质就是向心工作。

(2)离心工作肌肉在阻力作用下逐渐被拉长,阻力大于肌力,使运动环节朝肌肉拉力相反方向运动的工作叫做离心工作。如体操下法动作中屈膝缓冲,股四头肌的工作性质就是离心工作。

7.2静力性工作

肌纤维紧张持续一段时间,收缩和放松不交替,使运动环节固定、维持一定身体姿势的肌肉工作称为静力性工作。它分为支持工作、加固工作和固定工作三种。

(1)支持工作肌肉收缩或拉长到一定程度后,长度不再变更,肌拉力矩与阻力矩相等,使运动环节保持一定姿势的工作,这种工作称为支持工作。如双杠直角支撑时,髋关节屈肌和腹肌就是做支持工作。

(2)加固工作肌肉以一定的紧张防止关节在外力作用下而断离的工作为加固工作。如悬垂动作中,肘关节周围的肌肉是加固工作。又如拔河两队相持时,肘关节周围的肌肉也是做加固工作。

(3)固定工作肌肉收缩使相邻环节在关节处互相靠紧的工作叫固定工作。如双杠直角支撑时,肘关节周围肌肉的工作就是固定工作。又如站立时,膝关节周围肌肉工作也是固定工作。

8影响肌肉力量发挥的解剖学因素

8.1肌肉生理横断面

横切一块肌肉断面叫解剖横断面。而横切一块肌肉所有肌纤维的断面的总和则叫生理横断面。生理横断面的面积的大小为横切所有肌纤维线段的总和与肌肉平均厚度相乘的积。

8.2肌肉的初长度肌肉收缩前的长度叫作肌肉初长度。

9多关节肌“主动不足”和”被动不足”

跨过一个关节的肌肉叫做单关节肌,如肱肌。跨过两个或两个以上关节的肌肉叫做多关节肌,如股直肌。多关节肌由于跨过的关节多,工作时会出现多关节肌“主动不足”和多关节肌“被动不足”。

9.1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关节,这种现象叫多关节肌“主动不足”(其实质是肌力不足)。如充分屈指后,再屈腕,则会感到屈指无力(原采握紧的物体有松脱感),这就是前臂屈肌群发生了多关节肌“主动不足”现象。在体育运动中出现了多关节肌“主动不足”,应注意发展该群肌肉的力量。

9.2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”(其实质是肌肉伸展不足)。如伸膝后再屈髋,即直腿前摆,腿摆得不高,这是由于股后肌群发生了多关节肌“被动不足”。在体育运动中针对容易出现多关节肌“被动不足”肌肉,要注意发展其伸展性,这对提高运动成绩和预防运动损伤的发生有着重要意义。

10研究肌肉功能的方法

研究肌肉功能的方法很多,有扪触法、电刺激法、临床观察法、肌电图及解剖分析法等。这里着重介绍目前广泛应用的解剖分析法,此法主要根据下述两点分析肌肉的功能。

10肌肉的工作术语

肌肉一般以两端固定于相应的骨上,其靠近身体正中面或颅侧的一端为起点,另一端为止点。肌肉的起点与止点是固定不变的。

肌肉工作时,一端运动明显,则称为动点;另一端则称为定点(或肌肉工作时,在活动骨上的附着点为动点,在相对固定骨的附着点为定点)。而肌肉的定点与动点可随肌肉工作条件变化而发生改变。如前臂弯举时,肱肌的起点为定点,止点为动点,所以前臂向上臂靠拢。而在引体向上时,肱肌的止点为定点,起点为动点,这时上臂向前臂靠拢。

近固定:肌肉收缩时,定点在近侧端叫近固定。远固定:肌肉收缩时,定点在远侧端叫远固定。以上主要用于四肢肌。躯干与头颅的肌肉一般用上固定;下固定和无固定。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,若肌肉收缩时两端都不固定,则称为无固定。

肌肉的固定情况是肌肉工作时的重要条件。在分析肌肉工作时,一般是分析近固定或上固定时的肌肉功能,而后分析远固定或下固定时的肌肉功能。

11体育运动对肌肉形态结构的影响

1.肌肉体积的增大;

2.肌纤维中线粒体数目增多,体积增大;

3.肌纤维周围毛细血管增多;

4.肌肉内化学成分的变化。

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