骨骼在运动中起着杠杆的作用。
肌肉的收缩使骨绕着关节运动,所以在运动中起着动力的作用
肌在运动中所起的动力作用与骨骼肌的结构和收缩特性有关。
肌肉的基本结构是肌肉细胞肌肉细胞中有肌球蛋白和肌动蛋白,这两种蛋白都是纤维结构的,并且交叉结成一股一股的绳状,贯穿至肌肉细胞两端
当神经冲动传到肌肉的时候,细胞中的内质网释放钙离子,钙离子使肌动蛋白与atp结合并释放一个磷酸分子这是一个放能的过程,使得肌动蛋白拉着肌球蛋白作相对运动,从而肌肉细胞变短这个过程在宏观上表现为肌肉收缩
肌肉被称作是人体的发动机,人们工作的动力。肌肉里约有20%是蛋白质,其余60%是水。可见,蛋白质是肌肉的主要成分。据统计,人的全身有630多块肌肉,总重量约占体重的40%,经常坚持锻炼的人甚至占50%;到了老年,肌肉开始萎缩,仅占体重的 25%左右。因此,做什么事总是心有余而力不足了。组成肌肉的细胞细而长,所以又称肌纤维。由于它们的收缩和舒展,肌肉才能执行各自的生理功能,产生力量。
我们身体的肌肉是全身进行各种运动的力量源泉。根据人体肌肉组织结构的不同,可分为3类。
第一类为骨骼肌,又称横纹肌,主要存在于躯体和四肢,通常附着于骨骼之上,肢体的运动就依靠骨骼肌的收缩来完成。人体骨骼肌共400多块,它们的总重量约占体重的40%。 骨骼肌受人的意志支配,称为随意肌,其收缩迅速有力,但容易疲劳。骨骼肌的工作方式有两种,一种是静力的工作,如维持站或坐的姿势时,保持静态平衡;另一种是动力的工作,如由于肌肉的收缩产生走、跳、跑、笑等动作。
骨骼肌包括肌腹和肌腱两部分,肌腱比肌纤维强固得多。骨骼肌在松弛时的抗张强度约为544千克/平方厘米,而肌腱的抗张强度为611~1265千克/平方厘米。所以当肌肉受到突然暴力时,通常肌腱不致断裂,而肌腹可能断裂。
骨骼肌并不是恒定的。经常锻炼身体的人可使肌肉更发达,而人到老年或长期不运动,可导致肌肉萎缩,力量下降。
第二类为平滑肌,主要存在于内脏器官,如胃、肠、支气管、膀胱、子宫等,也称内脏肌。
第三类为心肌,是心脏所特有的。
心肌和平滑肌不受人的意志支配,而受内脏神经的支配,同属不随意肌,能保持有节律地收缩,如心脏的持续跳动、胃肠的蠕动等,平滑肌收缩缓慢,但具有很大的伸展性。这两种肌肉的最大特点是缓慢持久,不容易疲劳,永不停息,一旦它们的收缩停止了,人的生命也就宣告结束。
那么,肌肉怎样附着在骨头上的呢一块典型的肌肉是中间粗,向两端逐渐变细。一块肌肉只让它的两端附着在骨头上。一块肌肉,有一端固定在不能使它移动的骨头上。这一处附着,叫做这块肌肉的起端。肌肉的另一端,附着在要使它移动的骨头上。这一处附着,叫做这块肌肉的止端。例如,上臂前侧的那块肌肉叫做二头肌。它的起端位于肩胛骨,而止端就在肘关节下方,位于前臂大拇指一侧的那块骨头上。一块肌肉末端,与一块骨头的实际连接,靠的是一种坚韧的形如短绳一样的组织,这种组织同韧带组织几乎完全一样。这样的连接绳,叫做腱。人体的所有肌肉,连同它们的腱,构成了人体的肌肉系统。
我们都知道,在劳动中增大力量的一个办法,是把力量加在一个杠杆上。杠杆这种装置能够增大力量或者增大移动的范围。人身体的关节,所起的作用就像杠杆,可以增大肌肉施加的力量,或者增大肌肉能够让一块骨头移动的距离。
如果你踮起脚尖抬高自己,你就是在使用一种杠杆。你小腿上的那些肌肉担当了抬起你整个身体的这项工作。如果你靠的是小腿肌肉通过直接牵拉去抬起你的身体,那么,你的小腿肌肉还远不够强。可是,你可以轻松地踮起脚尖抬高自己。这是因为,你的脚起了杠杆的作用。
在踮脚尖抬起自己时,你的重量直接压在你的胫骨落在踝骨的那一点上。你小腿上的那些肌肉向上牵拉你脚跟上的踵骨,从而使你的脚绕支点——杠杆绕其转动的那一点——向上转动。这个支点是由组成你的脚的跖球的那些骨头担任的(我们说我们用脚尖抬起身体,其实是靠我们脚上的跖球来抬起自己,脚趾只是起稳定作用而已)。
如果你弯下腰去捏一下脚后跟靠上一点的地方,你能摸到一根强壮的腱子肉。它叫做跟腱。正是这跟腱,把你的小腿肌肉与你的踵骨连接起来。现在,你靠你的跖球抬起自己,你会感到你的小腿肌肉收得很紧,鼓了起来;因为它们在收缩,把你的脚跟向上拉。
肌肉是人体力量的源泉,各项运动的发动机,运动可以促进肌肉更发达。肌肉发动机的机械效率,是其他动力机器无法比拟的。如果进行比赛,准夺冠军。有人估计,人体全身的肌肉,如果朝一个方向收缩,其力量达25吨。练气功的人一脚踢去,其冲力约有半吨重!而现代化的机器,烧那么多燃料,却只有30%的能量转变为机械能,绝大部分能量都浪费掉了。相比之下,前者谓能半功倍,而后者则是能倍功半。在肌肉中,心肌的劳动强度和持久性算是名列前茅了。一天24小时“马不停蹄”,日复一日地工作,若以每分钟跳72次计算,假若活到70岁,心脏就要跳动25亿次。
此外,男子与女子的肌肉也是存在差异的。从进化的角度看,动物在长期的进化过程中,雄性与雌性的身体结构因分工的不同也发生了差异。
雄性要猎取食物,抵抗入侵者,要在竞争中生存,就必须身强力壮。自然选择的结果,肌肉发达、骨骼粗壮的保存了下来,身体衰弱者被淘汰灭亡。
雌性怀孕生育,哺乳后代,其乳房发达,体态丰满,皮肤细腻,骨盆比雄性宽大,但骨骼与肌肉的发育相对比雄性弱些。动物雌雄性的这些构造特点亦表现在人类身上。
肌肉有收缩作用,因而能使人体在空间的位置发生改变,并维持呼吸、心跳、胃肠蠕动等脏器的活动。肌肉分骨骼肌、平滑肌和心肌三种。骨骼肌可随意志自由活动,所以又叫随意肌。平滑肌和心肌不能随意志自由活动,所以又叫不随意肌。
一般所说的肌肉是指骨骼肌。骨骼肌约占人体的40%。该肌肉是细肌纤维的集合体,一般呈纺锤形。在显微镜下观察,这种肌纤维可见横纹,所以又叫横纹肌。
肌肉周围为有弹性的薄肌膜包裹,纺锤形的中央部为红色,很软,但与骨骼相连的部分为白色并有光泽,有极强的韧性。这个红色部分叫肌腹,白色部分叫肌腱。肌腱是连接骨和肌肉的纤维性结缔组织,因肌肉不同而有长有短。人们所熟知的跟腱,就是与活动腿的腓肠肌相连的很粗的肌腱。
肌肉能收缩,是由于来自神经的刺激传给肌纤维,并在那里发生化学变化所致。
第一种是骨骼肌,即可以看到和感觉到的肌肉类型。当健身者通过锻炼增加肌肉力量时,锻炼的就是骨骼肌。骨骼肌附着在骨骼上且成对出现:一块肌肉朝一个方向移动骨头,另外一块朝相反方向移动骨头。这些肌肉通常随意志收缩,意味着想要收缩它们时,神经系统会指示它们这样做。骨骼肌可以做短暂单次收缩(颤搐)或长期持续收缩(破伤风)。
第二种是平滑肌,存在于消化系统、血管、膀胱、呼吸道和女性的子宫中。平滑肌能够长时间拉紧和维持张力。这种肌肉不随意志收缩,意味着神经系统会自动控制它们,而无需人去考虑。例如,胃和肠中的肌肉每天都在执行任务,但人们一般都不会察觉到。
第三种是心肌,只存在于心脏,它最大的特征是耐力和坚固。它可以像平滑肌那样有限地伸展,也可以用像骨骼肌那样的力量来收缩。它只是一种颤搐肌肉并且不随意志收缩。
肌肉收缩带动肌腱,肌腱附着在骨骼上,拉动骨骼运动。
骨骼肌也称为横纹肌,因为在偏振光下观察或者用指示剂染色后,骨骼肌上会有明暗交错的条纹。
骨骼肌具有一套复杂的结构,对于收缩非常重要。我们将从骨骼肌最大的结构看起,依次到最小的结构。
任何肌肉的基本动作都是收缩。例如,当您想要用二头肌移动胳臂时,您的大脑会发送信号给指示二头肌收缩的神经细胞。肌肉产生的力量大小是不同的,肌肉可以根据发送的信号来
肌肉
小幅或大幅收缩。肌肉所做的就是产生收缩力。
一块肌肉就是一束称为纤维的细胞,而且细胞的数量很多。您可以把肌纤维看作是长的圆柱体。与体内的其他细胞相比,肌纤维相当大,长度约为1至40微米,直径约为10至100微米。相比而言,一根头发的直径约为100微米,而体内一般细胞的直径约为10微米。
肌纤维包含许多肌原纤维,它们是肌肉蛋白质组成的圆柱体。这些蛋白质使得肌肉细胞能够收缩。肌原纤维包含两种类型的平行于纤维长轴方向的肌丝,这些肌丝以六边形模式排列,分为粗肌丝和细肌丝。每根粗肌丝周围有六根细肌丝。
粗肌丝和细肌丝都附着在称为Z盘或Z线的另一个结构上,该结构垂直于纤维的长轴(从一个Z线到另一个Z线的肌原纤维称为肌小节)。与Z线垂直的是称为横小管或T小管的结构,它实际上是延伸至纤维深部的细胞膜的一部分。在纤维内部,沿T小管间的长轴伸展的是称为肌质网的膜系统,用来存储和释放激发肌肉收缩的钙离子。
粗肌丝和细肌丝负责完成肌肉的实际工作,而且工作方式相当有趣。粗肌丝由称为肌球蛋白的蛋白质组成。在分子层次上,粗肌丝是由排列成圆柱体的肌球蛋白分子组成的轴状物。细肌丝由另外一种称为肌动蛋白的蛋白质组成,看起来像两串彼此缠绕的珍珠。
收缩过程中,肌球蛋白粗肌丝通过形成横桥抓住肌动蛋白细肌丝。粗肌丝将细肌丝拉过来,使肌小节变短。在肌肉纤维内,指示收缩的信号在整个纤维层次上同步,使构成肌小节的所有肌原纤维同时缩短。
每个细肌丝的凹槽内都有两个能够让细肌丝沿粗肌丝滑动的结构:一个长的杆状蛋白质,称为原肌球蛋白;一个较短的珠状蛋白复合体,称为肌钙蛋白。原肌球蛋白和肌钙蛋白是收缩过程中控制肌动蛋白和肌球蛋白相互作用的分子开关。
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