肌肉收缩与舒张的具体过程？

肌细胞产生动作电位，引起肌浆中Ca2+浓度升高，Ca2+与肌钙蛋白C结合，肌钙蛋白发生构象变化，使肌钙蛋白Ⅰ与肌动蛋白的结合减弱，原肌球蛋白发生构象改变；

使肌动蛋白上的结合位点暴露，横桥与肌动蛋白结合，横桥发生扭动，将细肌丝往粗肌丝中央方向拖动。

经过横桥与肌动蛋白的结合、扭动、解离和再结合、再扭动所构成的横桥循环过程，细肌丝不断滑行，肌小节缩短。肌肉收缩过程中能量来源于ATP水解释放的能量。

扩展资料：

肌肉有三种：

心脏的肌肉叫心肌，由于它的收缩与舒张，才保证了心脏的不断跳动。在血管、胃肠、膀胱、子宫、支气管、瞳孔周围以及毛发根等地方的肌肉叫平滑肌。平滑肌有较大的伸展性，它能够拉长，扩大，收缩起来缓慢而持久。

骨肉紧相连，骨肉常并称。因为肌肉附着在骨骼上面，所以称之为骨骼肌。骨骼肌的肌肉纤维有许多明亮和暗淡的横纹，所以过去又叫做横纹肌。不过，面部的一些肌肉并不附着在骨头上，而是附在皮肤上的。这些肌肉可以用来表达喜怒哀乐各种情感，故而又叫表情肌。

科学工作者研究后认为，在漫长的进化过程中，平滑肌出现得较早，而骨骼肌出现得最迟。骨骼肌是通过肌腱固定在骨骼上的，它带动骨和关节，使我们做出各式各样的姿势和动作。当我们把一块糖放进嘴里时，就得让手臂上的肱二头肌和其它肌肉协同才能完成。

人的力量是从哪里来的？是由肌肉收缩产生出来的。如果你把胳膊用力屈起来，能摸到胳膊上有块“疙瘩”。这是上臂肱肌和肱二头肌收缩引起的，由于它的收缩，胳膊才能打弯，做出提拉的动作。又如，在用力握拳的时候，前臂变粗，是因为有好几块肌肉同时收缩，所以拳头握得紧紧的。全身有大小不同，形状各异的几百块肌肉在神经支配下产生收缩，才能做出各种不同的动作。那么，肌肉为什么能收缩呢？在肌肉收缩的过程中，产生一系列的生物化学变化。简单地说，这些变化是这样的：肌肉中约含20％的蛋白质（其余75％是水，5％是其他物质）。在蛋白质中，有肌凝蛋白和肌纤蛋白。这两种蛋白质呈细丝状，在运动神经中枢发生兴奋冲动时，肌凝蛋白和肌纤蛋白结合起来并缩短，因而使肌肉产生收缩。肌肉收缩做功，这时就需要能量。肌肉里所含供能物质有三磷酸腺苷、磷酸肌酸和肌糖元，这些供能物质分解时就可以释放出大量能量，满足肌肉收缩的需要。通过经常锻炼，肌肉纤维就变得粗壮有力，还可以改善神经系统的灵活性。

体肌肉收缩运动形式只有以下四种：

1、向心收缩：肌肉收缩时，长度缩短的收缩为向心收缩。向心收缩时肌肉长度缩短，起止点相互靠近，因而引起身体运动。

2、 等长收缩：肌肉在收缩时其长度不变，这种收缩称为等长收缩，又称为静力收缩。

3、 离心收缩：肌肉在收缩产生张力的同时被拉长的收缩称为离心收缩。如下蹲时，股四头肌在收缩的同时被拉长，以控制重力对人体的作用，使身体缓慢下蹲，起缓冲作用。

4、等动收缩：在整个关节运动范围内肌肉以恒定的速度，且肌肉收缩时产生的力量始终与阻力相等的肌肉收缩称为等动收缩。

肌肉收缩的三种形式

肌肉对单个刺激发生的机械反应称为单收缩。根据肌肉收缩时肌长度和肌张力的变化，

可将肌肉收缩分为三种形式。

1、缩短收缩（向心收缩）

特点：张力大于外加阻力，肌长度缩短。

作用：是肌肉运动的主要形式，是实现动力性运动的基础（如挥臂、高抬腿等）。

（1）等张收缩

外加阻力恒定，当张力发展到足以克服外加阻力后，张力不再发生变化。但在不同的关节角度时，肌肉收缩产生的张力则有所不同。在关节运动的整个范围内，肌肉用力最大的一点称为“顶点”。在此关节角度下，骨杠杆效率最差。

如：推举杠铃， 关节角度在120°时肱二头肌收缩张力最大，关节角度在30°时肱二头肌收缩张力最小。

最大等长收缩时，只有在“顶点”即骨杠杆效率最差的关节角度下，肌肉才有可能达到最大收缩。而在其他关节角度下，肌肉收缩均小于自身最大力量。

在整个关节活动的范围内，肌肉做等张收缩时所产生的张力往往不是肌肉的最大张力。

（2）等动收缩

在整个关节活动范围内，肌肉以恒定速度进行的最大用力收缩。但器械阻力不恒定。

等动练习器：

在离心制动器上连一条尼龙绳，由于离心制动作用，扯动绳子越快，器械产生的阻力就越大。

特点：器械产生的阻力与肌肉用力的大小相适应。

等动收缩的优点：

外加阻力能随关节活动的变化而精确地进行调整，使肌肉在整个关节活动范围内都能产生最大的肌张力。

2、拉长收缩（离心收缩）

特点：张力小于外加阻力，肌长度拉长。

作用：缓冲、制动、减速、克服重力。

如：蹲起运动、下坡跑、下楼梯、从高处跳落等动作，相关肌群做离心收缩可避免运动损伤。

3、等长收缩

特点：张力等于外加阻力，肌长度不变。

作用：支持、固定、维持某种身体姿势。其固定功能还可为其他关节的运动创造适宜条件。

如：站立、悬垂、支撑等动作。

4、三种收缩形式的比较

（1）力量：收缩速度相同情况下，离心收缩产生的张力最大。（比向心收缩大50%，比等长收缩大25%）

（2）代谢：输出功率时，离心收缩能量消耗低，耗氧量少。

（3）肌肉酸痛：离心收缩疼痛最显著，等长收缩次之，向心收缩最轻。

肌收缩

肌肉对刺激所产生的收缩反应现象。狭义来说，是指脊椎动物骨骼肌靠传播性活动电位而发生的收缩。单一的活动电位产生单收缩，反复活动电位产生强直收缩。不通过活动电位的肌肉收缩多数情况是由于非传布性的去极化而产生的，去极化如只限于局部肌肉，且为短暂性的，称为局部收缩。去极化如在肌肉全部而且是持续性的，则称为拘性收缩。在平滑肌等所见到的持续性收缩一般称为痉挛，但很多仍然是伴随着反复活动电位或是持续性去极化。可是在双壳贝的闭壳肌等所看到的持续性收缩并没有电位的变化，这种收缩是出于闸式结构。肌肉收缩的记录大致可有两种情况：一种是在重量负荷下记录肌肉缩短时的长度变化――等张收缩。另一种是记录肌肉长度保持一定时的张力变化的等长收缩。

一、骨骼肌细胞的微细结构

粗肌丝 ：肌球蛋白

1肌原纤维： 肌动蛋白

细肌丝 原肌球蛋白

肌钙蛋白

2肌管系统 横管系统（T管）

纵管系统 （L管）

二、肌肉的特性

1、肌肉的物理特性

① 伸展性：肌肉在外力作用下可被拉长，为肌肉的伸展性。

② 弹性：当外力消失时，肌肉又恢复到原来形状，为肌肉的弹性。

③ 粘滞性：肌肉活动时由于肌肉内部各蛋白分子相互摩擦产生的内部阻力为肌肉的粘滞性。肌肉的物理特性受温度的影响。当肌肉温度升高时，肌肉的粘滞性下降，伸展性和弹性增加。

2、肌肉的生理特性

①兴奋性：肌肉具有对刺激发生反应兴奋的能力。

②收缩性

三、细胞的生物电现象

1 细胞的兴奋性；兴奋

2 单一细胞的跨膜静息电位和动作电位

①静息电位：（1）概念：（内负外正）

（2）极化、超极化、去极化（除极化）及复极化的概念

②动作电位：（1）概念：（跨膜出现短暂可逆的电位变化）

（2）产生时的电变化；（3）波形的特点（锋电位、负后电位、正后电位）；（4）产生的意义；（5）特点

3生物电现象的产生机制

① K+平衡电位：产生的条件和产生机制

② 锋电位和Na+平衡电位： 产生的条件和产生机制

③ Na+通道的失活和膜电位的复极

（1）绝对不应期和相对不应期

（2）Na+泵的作用

4 动作电位的引起和它在同一细胞上的传导

（一）阈电位和锋电位的引起

1阈电位的概念2阈电位现象的原因

3阈强度、阈刺激、阈下刺激

（二）局部兴奋及其特性

（三）兴奋在同一细胞上的传导机制

1局部电流学说 2有髓神经纤维的跳跃式传导

四、 肌细胞的收缩功能

1、 神经-骨骼肌接头处的兴奋传递

神经－骨骼肌接头结构；兴奋传递过程；终板电位的特点；兴奋传递的特点

2、 运动单位的组成

3、 运动单位的动员

（4）骨骼肌收缩的分子机制

1． 滑行学说及其主要内容

2． 收缩过程的分子机制

①粗肌丝的结构及横桥的特性

②肌丝滑行的机制

③细肌丝的结构

五、肌肉的收缩形式与力学特征

1缩短收缩、拉长收缩和等长收缩

缩短收缩：缩短收缩是指肌肉收缩所产生的张力大于外加的阻力时，肌肉缩短，并牵引骨杠杆做相向运动的一种收缩形式。依据整个关节运动范围肌肉张力与负荷的关系，缩短收缩又可分非等动收缩和等动收缩两种。

拉长收缩：当肌肉收缩所产生的张力小于外力时，肌肉积极收缩但被拉长，这种收缩形式称拉长收缩，又称离心收缩。

等长收缩：当肌肉收缩产生的张力等于外力时，肌肉积极收缩但长度不变，这种收缩形式称等长收缩。

2肌肉收缩的力学特征

（一）后负荷对肌肉收缩的影响——张力与速度关系

后负荷：后负荷是肌肉收缩开始之后所遇到的负荷。

力-速度曲线：固定前负荷不变,让肌肉在不同的后负荷条件下进行等张收缩。把肌肉所产生的张力和缩短初速度绘成坐标曲线。

（二）前负荷对肌肉收缩的影响—张力与长度关系：见课本图2-15

前负荷：是肌肉收缩开始前加上的负荷。

六、肌纤维类型与运动能力

1人类肌纤维类型的类型

依据收缩机能将骨骼肌纤维分为“慢肌”和“快肌”两种类型的观点。这一分类方法通常只适用于区别动物骨骼肌纤维类型，而不完全适合于区别人类的骨骼肌纤维类型。

（1）根据组织化学染色法

依据具有不同酶活性的肌原纤维ATP酶在各种不同pH环境中预孵育时染色程度的差异，可将骨骼肌纤维划分为Ⅰ型Ⅱ型，以及Ⅰc、 Ⅱa、Ⅱb、Ⅱc、Ⅱac和Ⅱab六种亚型。其中，Ⅱc型纤维被认为是一种未分化的较原始的肌纤维。

（2）根据肌纤维代谢特征

把骨骼肌纤维分为慢缩强氧化型、快缩强氧化酵解型和快缩强酵解型三种类型

2两类肌纤维的形态、代谢和生理特征

形态特征

形态特征包括以下三个方面： ①结构特征； ②神经支配；③肌纤维面积。

代谢特征：① 代谢底物；② 代谢酶活性

3、生理特征

①收缩速度：肌肉中快肌纤维百分比较高者，其收缩速度也较快。

②收缩力量：肌肉收缩力大小取决于肌肉的横断面积并受肌纤维类型等因素影响，多数研究认为动物快肌收缩力量明显大于慢肌。

③ 抗疲劳性：动物和人体实验均证明，慢肌纤维的抗疲劳能力较快肌强，故快肌纤维较慢肌纤维更易疲劳。

3不同类型肌纤维的分布

（1）肌纤维类型的百分组成。

（2）骨骼肌纤维功能上的分布现象

（3）骨骼肌纤维类型的性别差异。

（4）骨骼肌纤维类型组成的年龄变化。

（5）遗传因素对骨骼肌纤维类型分布的影响。

4肌肉中感受器的结构和功能

（1）肌梭的结构与功能；脊髓前角的描述；感受装置结构和功能的描述；γ运动纤维的作用；反馈信息的传递

（2）腱梭的结构与功能；感受装置结构；反馈信息的传递

七、肌肉的结缔组织

1、肌肉结缔组织的组成：胶原是结缔组织最主要成分，以胶原纤维形式存在。

2．运动对肌肉结缔组织的影响

3．解释：快速下蹲比缓慢下蹲起跳和“挺胸带臂”比“停胸带臂”用力效果好的原因。

4 运动对肌肉结缔组织的影响

①长期运动可提高肌腱的抗张力量和抗断裂力量。

②长期运动可使肌中结缔组织肥大。

八、肌电图的应用

1、肌电的引导

表面电极所引导的是整块肌肉的综合电活动，它具有操作简便，无损伤和无痛苦等优点，被广泛应用于体育科学研究，缺点是不能记录深层肌肉电活动。

2、正常肌电图

正常肌肉在完全松弛情况下不出现电活动，引导电极插入肌肉后，在记录仪上仅描记出一条平稳的基线。运动单位电位的波幅代表放电的强度，其大小取决于兴奋的运动单位大小或活动肌纤维数目。

3、肌电图的应用

①利用肌电图分析技术动作，了解完成该项动作的主要肌群，及其用力程度和顺序，为体育教学与训练提供依据。

②利用肌电图解决体育基础学科（如运动生理学、运动解剖学、运动生物力学和运动医学）中某些理论与实践问题。

③利用肌电图了解训练对神经肌肉的影响，为评定运动员训练水平提供依据

我们从前一篇文章得知，肌肉的生长过程包含一连串的反应。肌肉损伤理论是最被大众支持的理论，但它并非唯一导致肌肉肥大的原因，而且理论本身还有一些弱点。肌肉损伤理论在肌肥大的刺激作用（重量训练）之后，在组织间会留下间隙，但是接下来我们将探讨的‘基质蓄积理论’，将会填满这些间隙。

事实上，我们发觉，任何理论都不能充分的说明肌肉生长的情形。然而我们综合两个理论并探讨之后，却能更充分的了解肌肉的生长机制了。在研究基质蓄积理论时，我们发现其理论基础似乎和肌肉损伤理论有关，而且更扩大相互作用和后续的反应，这使我们更进一步能深入了解运动过程中产生损伤，其结果所引起的后续反应。

2基质蓄积理论 (The Substrate Accumulation Theory)

基质蓄积理论所陈述的是，肌肉强烈的活动（如重量训练）之后，会产生代谢副产品的堆积，并且这些副产品会促使许多不同类的荷尔蒙分泌。由于这些荷尔蒙的分泌，将会创造一个最适合肌肉生长的环境。

这个理论作用的时候所发生的过程相当具有启发。大多数的人都认同当进行极艰辛的运动时，比如重量训练，都需要相当大量的能量。为了使我们的身体获得充足的能量，它会加速代谢作用以提供肌肉收缩时所需的能量。这个时候我们的呼吸和心跳都会加速。而身体的温度也随著血压的升高而升高。

当肌肉疲劳的时候，身体能量会降低，而随著剧烈运动的持续，乳酸也开始产生了。我们亲身经历过身体上和代谢上的改变。我们也知道一个刺激会带来一个反应，因此在这情况下，副产物和其他的化学物质开始产生，并且在中央神经系统中复杂的协调交互作用著。

在所有的副产物中我们最在意的是乳酸。近期有一些研究成果支持基质蓄积理论。研究证明乳酸能够刺激睾固酮分泌，并且推测也会影响生长激素的分泌。除了受到中央神经系统刺激的强烈的作用外，尚有肾上腺荷尔蒙释放的Beta拮抗剂（Beta-antagonists）如肾上腺素和副肾上腺素。

部分研究证明Beta拮抗剂能够作为有效的同化性物质（anabolic agents）。在运动过程中所引发的化学产物交互作用，对于直接受到肌肉损伤和随之而生的副产物的化学变化产生了如骨牌效应般的影响。

其中最重要的，肌肉必须得到足够的刺激才能诱发这一连串的反应。身体只有在刺激强度够强的时候才会产生生长机制的活性化以引发肌肉肥大生长。我们检视许多以达成肌肉肥大为目标的训练方法和技术，我们发现其中囊扩了肌肉损伤理论和基质蓄积理论的方法。

我相信给予充分刺激能让肌肉成长的过程中必然也会产生相当的副产物，并将引发一连串的化学反应。有一些训练技术其主要基本原理看似仅支持这两个理论中的一个，但是事实上肌肉的成长必然是这两个理论共同作用的结果。现在我们更进一步的探讨几个训练技术，看看它们是如何的运用这些理论。

2离心收缩 (Eccentric Contractions)

离心收缩是肌肉在阻抗运动中的慢速运动和绝对的伸展。我们以一组缓慢下放重量的弯举训练为例，并从微细的肌肉纤维观察肌肉收缩的影响，特别是肌动蛋白和肌凝蛋白间的关系。以如此微细的程度观察肌肉活动，我们看到在离心收缩肌肉延长、肌纤维向彼此滑动时对肌肉造成的损伤，比向心收缩更多。

肌肉的先天设计就是在向心收缩的阶段中产生力量，而非离心。我打赌你曾听说为了充分的进行一个反覆（rep）必须遵从 ‘2-4 规则’。你可能从第一天接触健身运动就记得这件事了。这不就是数百条Weider训练原理中的其中一个吗？像是第二条原理还是什么的？

这个 ‘2-4’原理陈述的是，当进行一个反覆时，你必须以两秒进行向心收缩，并且以四秒进行离心收缩，它所强调目的就是要（在离心收缩时）促进对肌肉产生最大的损伤。

2增强式训练 (Plyometrics)

增强式训练（plyometrics）是一种较多被应用在训练力量的训练方法，其方法是快速的收缩之后立即迅速的伸展。这个训练方式背后的理论是，在伸展之后立即快速的收缩时，由于一种被称为伸张反射（stretch reflex）的作用，能够募集更多的肌纤维参与。

而随之产生的自发性收缩会经由其本身的反射动作产生，以致收缩的力量提升至比平常更高。这可以垂直起跳为例，假如我们先一步助走，再垂直跳起，由于助走的迅速伸展使得垂直起跳的高度比没有助走的更高。这种形式的训练亦会导致肌肉的损伤。

2倒金字塔 (Inverted Pyramids (Drop Sets))

施行倒金字塔训练，要选择一个你能做较多反覆次数的重量，并且做到不能做（力竭）为止，每组的重量通常减少25%到50%，并且在一组结束后立即做下一组到力竭。减少的重量、次数可依个人情况而定。

其中的观念是让肌肉经由数次的力竭(failure)， 以能够募集更多的肌纤维参与，这将导致副产物及乳酸的加速产生。我们先前提到过，由于睾固酮和生长激素的释放会引起化学反应的新陈代谢影响。这个训练技术主要强调的是最大化代谢作用的刺激以产生荷尔蒙的最大代谢作用。

2暂停休息 (Rest-Pause)

此训练技术是由Mike Mentzer所采用的。其目的是在一组里，用你只能做一次反覆次数的最大重量，做约八到十次，以增进训练强度。实际上采用的训练重量需接近你的最大重量的90%到95%。用这个重量进行一次反覆训练，接著休息15到20秒，再接著进行下一次反覆。如此持续下去直到你做八到十次的反覆。

Huxley（1969）提倡了一套微丝滑行学说（sliding filament theory），作为肌肉收缩原理的解释。根据这套学说，肌肉收缩是由于肌动蛋白微丝(细丝)在肌球蛋白微丝(粗丝)之上滑行所致。在整个收缩的过程之中，肌球蛋白微丝和肌动蛋白微丝本身的长度则没有改变。

微丝滑行的实际情况仍需等待进一步的阐释，但相信肌球蛋白微丝的突起部分（称作横桥或交叉桥，cross bridges）与肌动蛋白微丝上的一些特殊位置形成了一种称作肌动肌球蛋白（actomyosin）的复合蛋白，在ATP的作用之下，就能促使肌肉产生收缩的现象。

当肌肉收缩时，若肌动蛋白微丝向内滑行，使到Z线被拖拉向肌节中央而导致肌肉缩短了，这便称作向心收缩（亦称作同心收缩，concentric contraction）。例如，进行引体向上（chin-up）动作时，当二头肌（biceps）产生张力（收缩）并缩短，把身体向上提升时，就是正在进行向心收缩。反过来说，在引体向上的下降阶段，肌动蛋白微丝向外滑行，使到肌节在受控制的情况下延长并回复至原来的长度时，就是正在进行离心收缩（eccentric contraction）。还有一种情况，就是肌动蛋白微丝在肌肉收缩时并未有滑动，而且仍然保留在原来位置（例如：进行引体向上时，只把身体挂在横杆上），这便称作等长收缩（isometric contraction）。

由于肌肉在放松的时候依然具有相当程度的弹性（muscle tone），所以相信此时仍有一定数量的横桥在不断进行工作。根据Yu与Brenner（1989），即使肌肉在放松的情况下，仍然可以有30%的横桥正在执行任务。

ATP使肌肉收缩的原理好象是说，在ATP的作用下，使肌肉细胞的电位发生改变，并刺激肌球蛋白使它的形状发生改变。

所以从这个意义上说，人也是电动的。