肌收縮原
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肌肉收縮可表現為肌肉的長度縮短或張力增加。肌肉收縮時消耗化學物質,並產生熱。肌肉是由肌纖維組成的,肌纖維主要結構成分是肌原纖維,肌原纖維是由粗肌絲和細肌絲穿插組成的。粗肌絲與細肌絲之間的相對滑行是肌肉收縮的機制。粗肌絲主要由肌球蛋白組成。每個肌球蛋白分子長1500,呈長桿狀,一端有球形膨大。在組成粗肌絲時,桿狀部朝向M線而橫向聚合在一起,形成粗肌絲的主幹,球狀部則有規律地裸露在兩側粗肌絲主幹的表面,形成橫橋,橫橋安靜時突出肌絲表面,與主幹方向垂直。細肌絲由3種蛋白組成:60%是肌動蛋白,與肌球蛋白都屬於收縮蛋白質。肌鈣蛋白和原肌球蛋白則屬於調節蛋白質。當肌漿中Ca2濃度升高時,肌鈣蛋白質結合鈣後分子構型改變,然後將這些變化傳遞給原肌球蛋白,其分子構型也發生改變。進一步出現橫橋與肌動蛋白的結合和橫橋的擺動,橫橋具有ATP水解酶功能,可催化ATP水解供能,肌絲滑行,最後肌纖維變短。
肌肉收縮的形式
肌肉對單個刺激發生的機械反應稱為單收縮。根據肌肉收縮時肌長度和肌張力的變化,
可將肌肉收縮分為三種形式。
1、縮短收縮(向心收縮)
特點:張力大於外加阻力,肌長度縮短。
作用:是肌肉運動的主要形式,是實現動力性運動的基礎(如揮臂、高抬腿等)。
(1)等張收縮
外加阻力恆定,當張力發展到足以克服外加阻力後,張力不再發生變化。但在不同的關節角度時,肌肉收縮產生的張力則有所不同。在關節運動的整個範圍內,肌肉用力最大的一點稱為“頂點”。在此關節角度下,骨槓桿效率最差。
如:推舉槓鈴,關節角度在120°時肱二頭肌收縮張力最大,關節角度在30°時肱二頭肌收縮張力最小。
最大等長收縮時,只有在“頂點”即骨槓桿效率最差的關節角度下,肌肉才有可能達到最大收縮。而在其他關節角度下,肌肉收縮均小於自身最大力量。
在整個關節活動的範圍內,肌肉做等張收縮時所產生的張力往往不是肌肉的最大張力。
(2)等動收縮
在整個關節活動範圍內,肌肉以恆定速度進行的最大用力收縮。但器械阻力不恆定。
等動練習器:
在離心制動器上連一條尼龍繩,由於離心制動作用,扯動繩子越快,器械產生的阻力就越大。
特點:器械產生的阻力與肌肉用力的大小相適應。
等動收縮的優點:
外加阻力能隨關節活動的變化而精確地進行調整,使肌肉在整個關節活動範圍內都能產生最大的肌張力。
2、拉長收縮(離心收縮)
特點:張力小於外加阻力,肌長度拉長。
作用:緩衝、制動、減速、克服重力。
如:蹲起運動、下坡跑、下樓梯、從高處跳落等動作,相關肌群做離心收縮可避免運動損傷。
3、等長收縮
特點:張力等於外加阻力,肌長度不變。
作用:支持、固定、維持某種身體姿勢。其固定功能還可為其他關節的運動創造適宜條件。
如:站立、懸垂、支撐等動作。
4、三種收縮形式的比較
(1)力量:收縮速度相同情況下,離心收縮產生的張力最大。(比向心收縮大50%,比等長收縮大25%)
(2)代謝:輸出功率時,離心收縮能量消耗低,耗氧量少。
(3)肌肉酸痛:離心收縮疼痛最顯著,等長收縮次之,向心收縮最輕