肌肉收缩生理过程 高中生物

共包括五个步骤：1刺激产生的动作电位以局部电流的在神经纤维上传导。

2兴奋在神经-肌肉接头处传导。

3动作电位在骨骼肌细胞上的传导。

4骨骼肌细胞的兴奋-收缩耦联。

5骨骼肌的肌丝滑行理论。

一、兴奋和兴奋性

1 ．生物体具有对刺激发生反应的能力，称为 兴奋性（ excitability ） 。兴奋性是神经肌肉最重要的生理特性。兴奋性是神经肌肉最重要的生理特性。

2 ． 神经、肌肉和腺细胞兴奋性最高，习惯上将它们称为 可兴奋细胞（ excitable cell ） 。

3 ．组织细胞接受刺激后，在细胞膜两侧发生一次可传播的电位变化，称 动作电位 。

4 ． 兴奋性又特指组织细胞接受刺激具有产生动作电位的能力，而 兴奋（ excitation ） 则是产生动作电位本身或动作电位同义语。

二、引起兴奋的刺激条件

刺激是引起组织兴奋的动因。实验表明，任何刺激要引起组织兴奋必须达到一定的刺激强度、持续一定的作用时间和一定的强度一时间变化率。

1 ．阈强度（ threshold intensity ）和阈刺激（ threshold stimulus ）

通常把在一定刺激作用时间和强度—时间变化率下，引起组织兴奋的这个临界刺激强度，称为阈强度或阈值。具有这种临界强度的刺激，称为阈刺激，强度小于阈值的刺激为阈下刺激，强度大于阈值的刺激为阈上刺激。

2 ．强度—时间曲线（ strength-duration curve ）

将引起组织兴奋所需的刺激强度和时间的关系，描绘在直角坐标系中，可得到一条曲线，称强度—时间曲线。最低的或者最基本的阈强度，称为 基强度 。

三、兴奋性的评价指标

1 ．阈强度是评定组织兴奋性高低的最简易指标。兴奋性与阈强度呈倒数关系。

2 ． 时值（ chronaxie ） 是以 2 倍基强度刺激组织，刚能引起组织兴奋所需的最短作用时间。兴奋性与时值亦呈倒数关系。

四、兴奋后恢复过程的兴奋性变化

组织兴奋性经历 4 个时期。

1． 绝对不应期（ absolute refractory period ） ：紧接兴奋之后，出现一个非常短暂的绝对不应期，历时约 03ms ，兴奋性由原有水平降低到零，无论测试刺激的强度多大，都不能引起第二次兴奋；

2． 相对不应期（ relative refractory period ） ：继而出现历时 3ms 的相对不应期，表现兴奋性逐渐上升，但仍低于原来水平，需要高于正常阈值的刺激才能引起兴奋；

3． 超常期（ supernormal period ） ：接着为超常期，约 12ms ，兴奋性高于原来水平，用低于正常阈值的刺激也可引起第二次兴奋；

4． 低常期（ subnormal period ） ：然后出现一个长达 70ms 的低常期，最后兴奋性恢复到原有水平。

五、神经肌肉细胞的生物电现象

1 ．静息电位（ resting potential ）和动作电位（ action potential ）

（ 1 ）静息电位 安静时存在于细胞膜内外两侧的电位差，称为静息电位。哺乳动物神经和肌肉的静息电位为 -70~-90mV 。

（ 2 ）动作电位 给予神经轴突一次有效刺激，膜内、外的电位差迅速减少有至消失，进而出现正膜外为负。膜电位的这种迅速而短暂波动，称为动作电位。

2 ．静息电位和动作电位产生的机制

关于膜电位的产生机制，目前证据比较充分，并为多数学者所接受的是霍奇金（ Hodgkin ）的离子学说。该学说认为， 生物电的产生依赖于细胞两侧离子分布的不均匀性和膜对离子严格选择的通透性，及其不同条件下的变化，而膜电位产生的直接原因是离子的跨膜运动。

在阐述静息电位和动作电位形成时都提及 膜的离子通道（ ion channels of the membrane ） 。现代生理学的研究表明，所谓膜的 离子通道实际上是镶嵌在细胞膜质双分子层上的特异性蛋白质 。

3 动作电位的传导

兴奋部位和邻近未兴奋部位之间，将由于电位差产生局部电流，使邻近未兴奋部位产生动作电位，依次向两侧推进，进行传导。

4 局部兴奋

如果刺激的强度小于阈值，虽然不能引起可传播的动作电位，只局限在受刺激的局部范围，故称为 局部反应（ local response ） 或局部兴奋。

六、兴奋在神经肌肉接头的传递

神经和肌肉是完全不同的两种组织，两者之间并没有轴浆联系，兴奋何以由神经传递给肌肉？大量的研究已证实，这种兴奋的传递是通过神经肌肉接头装置来实现的。

1 ．神经肌肉接头（ neuromuscular junction ）的结构

神经肌肉接头是指运动神经末梢与骨骼肌相接近并进行信息传递的装置。

神经肌肉接头的结构包括三部分：

（1） 接头前膜 ，系与神轴突膜的增厚部分。轴浆中有大量直径约 50nm 内含乙酰胆碱的囊泡。

（2） 接头后膜 ，即神经轴突膜相对应的肌细胞膜部分，该处又称 运动终板 。运动终板上有乙酰胆碱受体，它能与乙酰胆碱发生特异性结合。

（3） 接头间隙 ，指神经末梢与肌细胞膜的间隙。

2 ．兴奋在神经肌肉接头传递的机制

当运动神经元兴奋时，神经冲动沿神经纤维传至轴突末梢，并刺激接头前膜。接头前膜去极化使膜上的 Ca 2+ 通道开放，细胞外液中的部分 Ca 2+ 进入接头前膜，触发轴浆中的囊泡向接头前膜靠近，与前膜融合后释放乙酰胆碱进入接头间隙，乙酰胆碱扩散到接头后膜时与后膜上的特异性受体结合，引起后膜对 Na + 和 K + 等离子通透性改变，接头后膜去极化，形成终板电位，再通过局部电流作用使邻近的肌细胞膜去极化而产生动作电位，实现了兴奋由神经传递给肌肉。另外，间隙 中的乙酰胆碱被终板膜上的胆碱酯酶水解而失活，维持神经肌肉接头正常的传递功能。

2 ．兴奋在神经肌肉接头传递的机制特点 ：

（ 1 ）化学传递 （ 2） 兴奋传递是 1 对 1 的 （ 3） 单向传递（ 4 ）时间延搁 （ 5） 高敏感性

掌握知识点

兴奋 兴奋性 阈强度和阈刺激 基强度与时值 绝对不应期和相对不应期 静息电位和动作电位 局部电流 神经肌肉接头的超微结构、传递机制与特点

第二节 肌肉收缩的原理

教学要点

一、肌纤维的微细结构

每条肌纤维外面被一层薄膜所包裹，这层薄膜称肌膜，肌膜内有肌浆在肌浆中还充满平行排列的肌原纤维和复杂的肌管系统。原纤维和肌系统是实现肌肉收缩的最重结构。

1 ．肌原纤维（ myofibril ）

肌原纤维两相邻 Z 线之间的区域为一个 肌节（ sarcomere ） ，肌节是肌肉收缩与舒张的最基本单位。肌节又是由更细的平行排列的粗肌丝和细肌丝组成的。

2 ．肌管系统（ sarcotubular system ）

肌管系统指包绕在每一条肌原纤维周围的膜性囊管状结构。在肌肉活动时实现 Ca 2+ 的贮存释放和再和聚。

二、肌肉的收缩机制

1 ．肌丝的分子组成

粗肌丝主要由 肌球蛋白（ myosin, 又称肌凝蛋白） 分子组成。而分子的球状头部，形成所谓 横桥 。横桥具有两个重要的功能特征：一是有一个能与腺苷三磷酸（即 ATP ）结合的位点，同时具有 AIP 酶活性，但这种酶只有横桥与细胞丝连结时，才被激活；二是在一定的条件下，横桥可以和细肌丝相应的位点进行可逆性结构，并出现倾斜摆动，牵引细肌丝向粗肌丝的中部滑行。

细肌丝至少由三种蛋白分子组成。一种称 肌动蛋白（ actin, 又称肌纤蛋白） ，占细肌丝蛋白的 60% ，构成细股丝的主体。肌动蛋白与肌丝滑行有直接关系，其上有与肌球蛋白进行可逆性结合的位点，它和肌球蛋白都称收缩蛋白。另二种称 原肌球蛋白（ tropomyosin ） 和肌钙蛋白 （ troponin ） ，它们对肌丝滑行起着调节作用，故称调节蛋白。

2 ．肌肉的收缩过程

从肌细胞兴奋开始，肌肉收缩的过程应包括三个互相衔接的环节：细胞兴奋触发肌肉收缩，即兴奋 -- 缩耦联；横桥运动引起肌丝滑行；和收缩肌肉的舒张。

（ 1 ）兴奋 -- 收缩耦联

兴奋 -- 收缩耦联至少包括三个步骤：动作电位通过横管系统传向肌细胞深处；三联管结构传递信息；纵管系统对 Ca 2+ 的释放和再聚积。

（ 2 ）横桥运动引起肌丝滑行

一般认为肌肉收缩的基本过程是： 当肌浆 Ca 2+ 的浓度升高时，细肌丝上对 Ca 2+ 有亲和力的肌钙蛋白结合足够 Ca 2+ ，引起自身分子构型发生变化。这种变化又传递给原肌球蛋白分子，使后者构型亦发生变化，其结果，原肌球蛋白分子的双螺旋体从肌动蛋白双螺旋结构的沟沿滑到沟底，抑制因素被解除，肌动蛋白上能与横桥结合的位点暴露出来。横桥与肌动蛋白结合形成肌动球蛋白，后者激活横桥上 ATP 酶的活性，在 Mg 2+ 参与下，横桥上的 ATP 分解释放能量，横桥获得能量，向粗肌丝中心方向倾斜摆动，牵引细肌丝向粗肌丝中央滑行。当横桥角度发生变化时，横桥上与 ATP 结合的位点被暴露，新的 ATP 与横桥结合，横桥与肌动蛋白解脱，并恢复到原来垂直的位置。紧接着横桥又开始与下一个肌动蛋白的位点结合，重复上述过程，进一步牵引细肌丝向粗肌丝中央滑行。

（ 3 ）收缩肌肉的舒张，当刺激终止后， Ca 2+ 与肌钙蛋白结合消除，肌钙蛋白恢复到原来构型，继而原肌球蛋白也恢复到原来构型，肌动蛋白上与横桥结合的位点重新被掩盖起来，肌丝由于自身的弹性回到原来位置，收缩肌肉产生舒张。

三、单收缩和强直收缩

1 ．单收缩（ single muscle twitch ）

整块肌肉或单个肌纤维接受一次短促的刺激后，先产生一次动作电位，紧接着所进行的一次机械性收缩，称为单收缩。肌肉收缩分为三个时期，即潜伏期、收缩期和舒张期。舒张期的时间要比收缩期时间长得多，单收缩曲线是非对称曲线。

2． 强直收缩（ tetanus ）

实验时，如果给予肌肉一连串的刺激，只要每次刺激的间隔时间不短于单收缩所需要的时间，肌肉即出现一连串的单收缩。若增加刺激的频率，使每次刺激的间隔短于单收缩所持续的时间，肌肉的收缩将出现融合现象，即肌肉不能完全舒张，为强直收缩。强直收缩有两种。一种在增加刺激频率时，肌肉未完全舒张就产生第二次收缩，肌肉收缩出现部分的融合，称为不完全强直收缩（ incomplete tetanus ）。另一种，如果继续增加刺激频率，使肌肉在前一次收缩期末就开始和二次收缩，肌肉收缩反应出现完全的融合，称为完全强直收缩（ complete tetanus ）。人体进行各种运动时，其肌肉收缩都属于完全强直收缩，而强直收缩的持续时间，则受神经传来的冲动所控制。

掌握知识点

肌小节 兴奋收缩耦联 肌肉收缩的滑行机制 强直性收缩

第三节 肌肉收缩的形式与力学特征

教学要点

一、肌肉收缩形式

肌肉收缩的形式分为三类：缩短收缩、拉长收缩和等长收缩。

1． 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。缩短收缩时肌肉起止点靠近，又称向心收缩。如时行屈肘、高抬腿跑、挥臂扣球等练习时，缩短收缩又可分 非等动收缩（习惯上称等张收缩 isotonic contraction ） 和等动收缩 两种。

等动收缩是通过专门的等动负荷器械来实现的。在整个关节范围内肌肉产生的张力始终与负荷等同，肌肉能以恒定速度或等同的强度收缩。在作最大等动收缩时，肌肉产生的张力在整个关节范围都是其能力的 100% 。

2． 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。在人体运动中拉长收缩起着制动、减速和克服重力等作用。

跑步时，支撑腿后蹬前的屈髋、屈膝等，使臀大肌、股四头肌等被预先拉长，为处后蹬时的伸髋、伸膝发挥更大的肌肉力量创造了条件。

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（ isometric contraction ） 。等长收缩是肌肉静力性工作的基础，人体运动中对运动环节固定、支持和保持身体某种姿势起重要作用。

二、肌肉收缩的力学特征

1 ．后负荷对肌肉收缩的影响—— 张力与速度关系

肌肉开始收缩时才遇到的负荷或阻力称后负荷。在一定的范围内，肌肉收缩产生的张力和速度大致呈现反比关系；当后负荷增加到某一数值时，张力可达到最大，但收缩速度为零，肌肉只能作等长收缩，当后负荷为零时，张力在理论上为零，肌肉收缩速度达到最大。

2 ．前负荷对肌肉收缩的影响——长度与张力关系

前负荷是指在肌肉收缩前就加在肌肉上的负荷，它使肌肉收缩前就处于某种被拉长状态。实验表明，逐渐增大肌肉收缩的初长度，肌肉收缩时产生的张力也逐渐增加；当初长度继续增大到某一数值时，张力可达到最大；此后，再继续增大肌肉收缩的长度，张力反而减小，收缩效果亦减弱。通常把引起肌肉收缩张力最大的初长度称为 适宜初长度。

所谓肌肉适宜初长度，一般认为，人体肌肉的适宜初长度稍长于肌肉在身体中的“静息长度”。

掌握知识点

缩短收缩 等动收缩 拉长收缩 等长收缩 适宜初长度

第四节 肌肉结缔组织对肌肉收缩的影响

教学要点

一、肌肉结缔组织的组成

肌肉的结缔组织包括肌肉两端的肌腱和肌肉内部的肌内膜、肌束膜、肌外膜等。胶原是结缔组织最主要成分，它以胶原纤维形式存在。

二、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

据计算，运动时肌腱抗张应力约 350~420kg · cm -1 。实验表明，运动训练可提高肌腱的抗张应力，特别是肌腱与骨结合区的结合能力和力量，从而使肌腱能承受更大的拉力。

2． 运动可使肌中结缔组织肥大

肌肉超负荷训练后，在引起肌肉肥大的同时，肌中结缔组织也相应增加。

在练习背部肌肉的时候，我们都会有一个感受，那就是自己的手臂已经很酸痛了，但是自己的背部却还是一样，没有感觉。背部训练时背部的感受度低是很多人都存在的问题，那么今天小编主要要和大家聊聊：如何增强背部肌肉的感受度？让我们的背部肌肉锻炼更有效。

如果你现在正在练背，如果你现在正处于这个阶段，那么你不妨看看下面这几个办法。

1、唤醒背部

我们要和大家聊的第一个方法是唤醒自己的背部肌肉，你可以在正式的训练之前用弹力绳，或者是用其他的一些训练工具来做一些简单的热身动作，提前唤醒我们的背部，让我们的背部神经连接起来，这会让我们在接下来的训练中，有更直接的感觉。

在进行唤醒背部的时候，我们并不用用特别大的重量去做，但是我们需要保证每次的动作都标准，我们可以故意的去挤压背阔肌，找找背阔肌的收缩感觉。

2、收紧肩胛

不论是推还是拉，我们都需要把肩胛固定好，我们需要向后向下固定好我们的肩胛，我们在练习背部肌肉的时候，会经常用到“拉”这个动作，我们也叫这些动作为划船动作，我们在做这些的时候需要把肩胛的位置收好，把我们的注意力放在手肘上，想象手肘有一条绳正在向后拉你。在做这些动作的时候，我们需要固定好肩胛，感受背部肌肉的收缩，我们的胸部就自然会挺出来。

3、握力问题

当我们握得太用力时，我们的手臂自然而然的就会参与发力，所以我们在握住握把的时候，应该控制好自己的握力问题，我们轻轻地勾住握把就可以了，不用太用力，这样会让我们的手臂参与发力，而对我们的背部是没有意义的，背部的感觉自然就小了。如果我们握力跟不上背部的重量，那么我们可以尝试用一对弹力带去解决这个问题。

4、握把的姿势

我们在做绳索下拉的时候，会握住握把，那么这时候，我们就涉及到一个握把的姿势问题，我们向下拉的时候，一样要把我们的手肘内收，这样的姿势才能有效地启动我们的背阔肌。如果你觉得正常的握法你觉得不能更好的刺激背部，那么你可以改用掌心相对的中立握法，或者是反手握，这两种握法都可以帮助你启动背阔肌。

当然，如果你的动作不正确，那么你做再多次也不会有背部的激活感，所以在注意以上这些问题之前，我们要再注意自己的动作是否规范，只有让你的动作规范了，我们的背部才会有更多的感觉。

在刚开始练习背部肌肉的时候，我更建议大家用一个较轻的重量去做，我们主要是在激活背部，增大背部的感受度，调整动作的做法，而不是为了追求感受度盲目的增加重量，这样反而事与愿违，我们会用其他的部位去参与发力，这样达不到锻炼背部的专注度，效果也就会大打折扣。

自然是细胞分离了哦，力量锻炼使肌肉细胞变大，促进分离速度。克服重力的锻炼过程中又会使肌肉弹性和纤维发生变化，从而促使肌肉发达 增大肌肉块的14大秘诀： 大重量、低次数、多组数、长位移、慢速度、高密度、念动一致、顶峰收缩、持续紧张、组间放松、多练大肌群、训练后进食蛋白质、休息48小时、宁轻勿假。 1． 大重量、低次数：健美理论中用RM表示某个负荷量能连续做的最高重复次数。比如，练习者对一个重量只能连续举起5次，则该重量就是5RM。研究表明：1-5RM的负荷训练能使肌肉增粗，发展力量和速度；6-10RM的负荷训练能使肌肉粗大，力量速度提高，但耐力增长不明显；10-15RM的负荷训练肌纤维增粗不明显，但力量、速度、耐力均有长进；30RM的负荷训练肌肉内毛细血管增多，耐久力提高，但力量、速度提高不明显。可见，5-10RM的负荷重量适用于增大肌肉体积的健美训练。 2． 多组数：什么时候想起来要锻炼了，就做上2～3组，这其实是浪费时间，根本不能长肌肉。必须专门抽出60～90分钟的时间集中锻炼某个部位，每个动作都做8～10组，才能充分刺激肌肉，同时肌肉需要的恢复时间越长。一直做到肌肉饱和为止，“饱和度”要自我感受，其适度的标准是：酸、胀、发麻、坚实、饱满、扩张，以及肌肉外形上的明显粗壮等。 3． 长位移：不管是划船、卧推、推举、弯举，都要首先把哑铃放得尽量低，以充分拉伸肌肉，再举得尽量高。这一条与“持续紧张”有时会矛盾，解决方法是快速地通过“锁定”状态。不过，我并不否认大重量的半程运动的作用。 4． 慢速度：慢慢地举起，在慢慢地放下，对肌肉的刺激更深。特别是，在放下哑铃时，要控制好速度，做退让性练习，能够充分刺激肌肉。很多人忽视了退让性练习，把哑铃举起来就算完成了任务，很快地放下，浪费了增大肌肉的大好时机。 5． 高密度：“密度”指的是两组之间的休息时间，只休息1分钟或更少时间称为高密度。要使肌肉块迅速增大，就要少休息，频繁地刺激肌肉。“多组数”也是建立在“高密度”的基础上的。锻炼时，要象打仗一样，全神贯注地投入训练，不去想别的事。 6． 念动一致：肌肉的工作是受神经支配的，注意力密度集中就能动员更多的肌纤维参加工作。练某一动作时，就应有意识地使意念和动作一致起来，即练什么就想什么肌肉工作。例如：练立式弯举，就要低头用双眼注视自已的双臂，看肱二头肌在慢慢地收缩。 7． 顶峰收缩：这是使肌肉线条练得十分明显的一项主要法则。它要求当某个动作做到肌肉收缩最紧张的位置时，保持一下这种收缩最紧张的状态，做静力性练习，然后慢慢回复到动作的开始位置。我的方法是感觉肌肉最紧张时，数1～6，再放下来。 8． 持续紧张：应在整个一组中保持肌肉持续紧张，不论在动作的开头还是结尾，都不要让它松弛（不处于“锁定”状态），总是达到彻底力竭。 9． 组间放松：每做完一组动作都要伸展放松。这样能增加肌肉的血流量，还有助于排除沉积在肌肉里的废物，加快肌肉的恢复，迅速补充营养。 10． 多练大肌群：多练胸、背、腰臀、腿部的大肌群，不仅能使身体强壮，还能够促进其他部位肌肉的生长。有的人为了把胳膊练粗，只练胳膊而不练其他部位，反而会使二头肌的生长十分缓慢。建议你安排一些使用大重量的大型复合动作练习，如大重量的深蹲练习，它们能促进所有其他部位肌肉的生长。这一点极其重要，可悲的是至少有90％的人都没有足够重视，以致不能达到期望的效果。因此，在训练计划里要多安排硬拉、深蹲、卧推、推举、引体向上这5个经典复合动作。 11． 训练后进食蛋白质：在训练后的30～90分钟里，蛋白质的需求达高峰期，此时补充蛋白质效果最佳。但不要训练完马上吃东西，至少要隔20分钟。 12． 休息48小时：局部肌肉训练一次后需要休息48～72小时才能进行第二次训练。如果进行高强度力量训练，则局部肌肉两次训练的间隔72小时也不够，尤其是大肌肉块。不过腹肌例外，腹肌不同于其他肌群，必须经常对其进行刺激，每星期至少要练4次，每次约15分钟；选三个对你最有效的练习，只做3组，每组20—25次，均做到力竭；每组间隔时间要短，不能超过1分钟。 13． 宁轻勿假：这是一个不是秘诀的秘诀。许多初学健美的人特别重视练习重量和动作次数，不太注意动作是否变形。健美训练的效果不仅仅取决于负重的重量和动作次数，而且还要看所练肌肉是否直接受力和受刺激的程度。如果动作变形或不到位，要练的肌肉没有或只是部分受力，训练效果就不大，甚至出偏差。事实上，在所有的法则中，动作的正确性永远是第一重要的。宁可用正确的动作举起比较轻的重量，也不要用不标准的动作举起更重的重量。不要与人攀比，也不要把健身房的嘲笑挂在心上。

法国思想家伏尔泰曾说“生命在于运 动”，运动是生命的基础，而肌肉又是运动的基础。肌肉包括心肌，骨骼肌和平滑肌，本文章主要解释骨骼肌是如何收缩的。每一个动作的完成都需要肌肉的收缩，那么肌肉又是如何来收缩的呢？这个过程既复杂，又简单，它的简单在于一气呵成，肌肉瞬间收缩，复杂性又在于其中的具体过程。

要想理解骨骼肌收缩的原理，就必须先了解骨骼肌的结构，以下分别从光镜结构和电镜结构来解释。

首先，一块肌外面有一层肌外膜，而一块肌由很多被肌束膜包裹的肌束组成，每一个肌束又由许多肌细胞（也叫肌纤维）组成，这些肌纤维之间有肌内膜相连，肌细胞的细胞膜也叫做肌膜。

肌纤维是长条状的细胞，一个肌纤维里有很多个细胞核。在光镜下可以看到肌纤维有明暗相间的条纹，分别称为明带（I带）和暗带（A带），在暗带中又有一个颜色稍浅的H带，在H带中间又有一条M线，在明带中间有一条Z线。而肌肉收缩的最小单位是肌节，一个肌节是由一个暗带和两个1/2明带组成。肌肉的收缩就是靠明带的缩短来完成的，为了进一步了解这些不同的带是如何形成的以及肌肉收缩原理就必须知道骨骼肌的电子镜下结构。

在电镜下，肌纤维是由粗肌丝和细肌丝构成。粗肌丝构成了暗带，由M线固定，细肌丝构成了明带，细肌丝中间由Z线固定，因为两种肌丝在暗带不完全重合，所以就形成了H带。粗肌丝是由肌球蛋白组成，肌球蛋白形状就像豆芽菜，分为头部和杆部，头部具有ATP酶活性可以产生动力，有趣的一点是头部是可以向内屈一定角度的。细肌丝是由三种蛋白构成，分别是肌动蛋白，肌钙蛋白和原肌球蛋白。肌动蛋白相应位点可以与肌球蛋白的头部结合，两者结合后就会激活肌球蛋白头部的酶活性提供动力使得肌球蛋白的头部向内摆，从而使得肌丝滑动达到了肌肉收缩的目的。由于肌肉的收缩与舒张处于不断变换更替状态，所以肌钙蛋白（上图中的肌原蛋白）和原肌球蛋白作为开关的作用就显示出来了。当肌肉处于舒张状态时，原肌球蛋白会结合在肌动蛋白上，掩盖住肌动蛋白与肌球蛋白的结合位点，使得两者无法结合。肌钙蛋白连接在肌动蛋白和原肌球蛋白上，当肌钙蛋白与钙离子结合后会导致原肌球蛋白构象改变，从而肌动蛋白与肌球蛋白的结合位点暴露。

那么骨骼肌究竟是如何进行收缩的呢？首先大脑传来的电信号到达神经末梢，动作电位传至神经末梢的细胞膜上，膜上的钙离子电压门控通道开放，神经与肌肉之间间隙的钙离子内流，激活突触小泡里神经递质乙酰胆碱的释放，这些乙酰胆碱与骨骼肌细胞膜上N2型受体阳离子通道（化学门控通道）相结合，钠离子经通道内流后骨骼肌细胞膜产生动作电位，随着横小管传至肌细胞内部（横小管是肌膜向细胞内凹陷形成），接着细胞内的钙离子储存库终池上电压门控钙离子通道打开，大量钙离子流入细胞质，然后与肌钙蛋白结合使得原肌球蛋白的构象改变，暴露出肌动蛋白与肌球蛋白的结合位点，肌球蛋白头部激活，产生动力，头部向内摆动，细肌丝向肌小节内部滑动从而完成了骨骼肌的收缩这一过程。

肌肉的收缩原理解释了很多有趣的现象。南美印第安人从植物中提取出了筒箭毒碱，并用于捕猎中，使得猎物肌肉麻痹无法动弹。后来科学家才发现这种物质阻断了骨骼肌膜上的N2型乙酰胆碱受体阳离子通道，也就是阻断了骨骼肌的兴奋所以肌肉也就麻痹了。

有机磷农药可以使得骨骼肌细胞膜上的胆碱酯酶失活，从而乙酰胆碱无法被代谢掉，这就导致了肌肉的束颤。同时，乙酰胆碱不只是存在于神经肌接头处的N2受体，它也是作用于M受体的递质，所以中毒后也产生促副交感作用，如唾液分泌增加、视野模糊（睫状肌收缩加强，睫状小带松弛，晶状体变凸，屈光度变大产生近视样改变）、汗液分泌增加、瞳孔缩小等症状。

新斯的明作为重症肌无力的首选药是通过抑制胆碱酯酶的活性来增强肌肉收缩的。

肌肉收缩的机制：肌丝滑动模型

肌肉收缩的机制可以从两个方面来理解，一是从肌肉结构细节；二是从收缩时肌节的区、带宽度的变化。在一个完全的收缩中，每个肌节缩短110微米。收缩时I带和H区几乎消失，Z盘向A带靠拢，但A带宽度（即粗丝长度）和Z盘到H区边缘的距离（既细丝长度）并不改变。这说明粗丝和细丝长度在收缩期间是恒定的，即肌丝滑动模型。

（这一部分内容比较多，建议搂主参阅相关书籍）

肌肉收缩有三种方式。

1、缩短收缩：

又叫向心收缩，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。

最大等张收缩时，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：

又叫离心收缩，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。

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。

扩展资料：

肌肉细胞的结构特点：

肌细胞的结构特点是细胞内含有大量的肌丝，具有收缩运动的特性，是躯体和四肢运动和体内消化、呼吸、循环、排泄等生理活动的动力来源。肌细胞内的基质称“肌浆”，肌细胞的内质网称肌浆网，肌细胞的细胞膜称“肌膜”。

肌纤维之间有少量结缔组织、血管、淋巴管及神经在构成肌肉组织时，各肌肉细胞一般外形为纺锤状乃至纤维状，特称为肌（肉）纤维。海绵动物虽然缺乏肌肉组织，但硅角海绵类除体表的扁平上皮细胞多少有点收缩性外，在体表流出孔的周围，存在着称为肌细胞的长纺锤形的收缩性细胞。

此外，钙质海绵类的小孔细胞也有收缩性。这些和某种原生动物细胞的整体都能收缩共同构成了肌细胞的萌芽形态。发展到腔肠动物，水螅型的外胚叶细胞层中具有上皮肌细胞，可认为是真肌原纤维。这里最普通的圆柱形上皮细胞，即支柱细胞，基底部延长而成纺锤形。

只有这部分存在肌原纤维，它是由体表的上皮细胞向肌细胞分化过程中的形态。至于水母型则已完全成为纺锤形的肌细胞。扁形动物以上的动物已明显分化为皮肌层、器官肌等等。

-肌肉收缩