2017年解放军文职招聘体育-运动生理学12

 第三节     肌纤维的收缩过程   

一、肌丝滑行学说

Huxley等人发现，肌肉缩短时A带的长度不变，而I带和H区变窄。在肌肉被拉长时，A带的长度仍然不变，I带和H区变宽。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等人提出了滑行学说（sliding-filament theory）。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。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。

二、肌纤维收缩的分子机制

动作电位、神经肌肉接头、肌细胞膜兴奋、肌质网释放钙离子、肌钙蛋白亚单位C与钙离子结合、原肌球蛋白滑入F-肌动蛋白、肌动蛋白的活性点暴露、横桥与之结合、拖动细肌丝向暗带中央滑行、肌肉收缩。

三、肌纤维的兴奋-收缩耦联

通常把以肌细胞膜的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（excitation-contraction copling）。兴奋-收缩耦联过程包括以下3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流入胞浆，肌浆中Ca2+ 浓度生高后，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Ca2+-Mg2+依赖式ATP酶（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Ca2+浓度保持较低水平，由于肌浆中Ca2+浓度降低，Ca2+ 与肌钙蛋白亚单位C分离，最终引起肌肉舒张。

第四节     骨骼肌特性

一、骨骼肌的物理特性

骨骼肌在受到外力牵拉或负重时可被拉长，这种特性称为伸展性。而当外力或负重取消后，肌肉的长度又可恢复，这种特性称为弹性。虽然骨骼肌具有伸展性和弹性，但肌肉的伸展程度和所受外力或负荷并不呈线性关系，而是当外力和负荷逐渐增大时，其长度增加幅度逐渐降低。而且，当外力或负荷取消后肌肉的长度也不是立即恢复。这种现象是由于骨骼肌在被拉长或回缩时肌浆内各分子间的摩擦力造成的。因此，除上述两种物理特性外，骨骼肌还具有粘滞性。粘滞性是由于肌浆内各分子之间的相互摩擦作用所产生的。可见骨骼肌不是一个完整的弹性体，而是一个粘弹性体。骨骼肌的物理特性受温度影响。当温度下降时，肌浆内各分子间的摩擦力加大，肌肉的粘滞性增加，伸展性和弹性下降；当温度升高时，肌肉粘滞性下降，伸展性和弹性增加。在运动实践中，做好充分准备活动，使肌肉温度升高，降低粘滞性，提高肌肉伸展性和弹性，有利于运动员提高运动成绩。 

二、骨骼肌的生理特性

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），这种特性称为兴奋性。肌肉受到刺激产生兴奋后，立即产生收缩反应，这种特性称为收缩性。肌肉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。

要引起骨骼肌兴奋必须给予适当的刺激。刺激应满足以下条件。

刺激强度  要使肌肉产生兴奋，刺激必须达到一定强度。引起肌肉兴奋的最小刺激强度称为阈刺激。大于阈刺激强度的刺激称为阈上刺激；低于阈刺激强度的刺激称为阈下刺激。阈刺激可以作为评定组织兴奋性高低的指标。阈刺激小表示组织的兴奋性高，阈刺激大则表示兴奋性低。

用阈下刺激刺激单个肌纤维，不能引起肌纤维收缩。而用阈刺激或阈上刺激刺激肌纤维可以引起肌纤维收缩——“全或无”现象。

刺激的作用时间  无论刺激强度多大，要使可兴奋组织兴奋，刺激必须持续足够时间。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。

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。如果用点电流刺激组织，只有通电和断电的瞬间可以引起组织兴奋。而在继续通电的过程中，由于电流强度没有发生变化，组织不产生兴奋。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。同样电流强度，变化速率越大越容易引起组织兴奋。