一、骨骼肌收缩的原理
简单来说: 肌肉收缩时,肌球蛋白横桥周期性地与肌动蛋白结合、解离和水解ATP。
水解ATP释放的能量转为肌动蛋白细丝的运动。 详细说明: 肌细胞的收缩过程如下: 1.肌节的组成肌节由粗、细肌丝组成。
粗肌丝主要由肌凝蛋白构成。肌凝蛋白分子可分球头部和杆状部。
杆状部聚合成粗肌丝的主干,球头部伸出粗肌丝的表面,形成横桥。细肌丝则由肌纤蛋白、原肌凝蛋白和肌钙蛋白组成。
横桥在肌肉收缩中起着关键的作用,它具有ATP酶的性质,并有两个结合位点,一个与ATP的结合位点,另一个与细肌丝上肌纤蛋白的结合位点。细肌丝中肌纤蛋白上排列着许多与横桥结合的位点。
在肌肉舒张时,原肌凝蛋白的位置正好在肌纤蛋白与横桥之间,掩盖了肌纤蛋白上与横桥结合点,阻止横桥与肌凝蛋白的结合。 2.肌丝滑行过程当肌细胞兴奋而使胞浆内Ca2+增加时,Ca2+便与细丝上的肌钙蛋白结合,使其构型发生变化,从而牵拉原肌凝蛋白滚动移位,将其掩盖的结合位点暴露出来。
横桥立即与肌纤蛋白结合形成肌纤凝蛋白,同时横桥上的ATP酶获得活性,加速ATP分解释放能量,使横桥发生扭动,牵拉细肌丝向粗肌丝内滑行,肌节缩短,出现肌肉收缩。当胞浆内Ca2+浓度下降时,肌钙蛋白与Ca2+脱离,恢复静息构型,原肌凝蛋白又回到原位而把结合位点重又覆盖起来,横桥不能接触细肌丝,便使肌肉进入舒张过程。
在整体内骨骼肌的功能直接受神经系统控制。当神经冲动传到肌细胞时,肌细胞便产生动作电位,并将其迅速扩布到整个细胞膜,于是整个肌细胞便进入兴奋收缩状态。
肌细胞的兴奋并不等于细胞收缩,这中间还需要一个过程。这个把肌细胞的电兴奋与肌细胞机械收缩衔接起来的中介过程,称为兴奋收缩耦联。
具体的耦联过程是:首先,细胞膜的动作电位可直接传遍与其相延续的横管系统的细胞膜。横管的动作电位可在三联管结构处把兴奋信息传递给纵管终池,使纵管膜对钙离子的通透性增大,贮存于池内的Ca2+便会顺其梯度扩散到胞浆中,使胞浆Ca2+浓度升高,Ca2+与肌钙蛋白结合,从而出现肌肉收缩。
二、骨骼肌收缩的外在形式有哪些
肌肉收缩时,要产生张力和长度的变化。
根据肌肉收缩时长度和张力变化的特点,把肌肉收缩分为以下三种基本形式:(一) 缩短收缩:缩短收缩又称向心收缩。即当肌肉收缩时所产生的张力大于外加负荷时,肌肉缩短,牵拉它附着的骨杠杆做向心运动的收缩形式。
缩短收缩是人体得以实现各种加速度的基础。 可根据收缩时 负荷和速度的变化区分为等张收缩和等动收缩。
1。 等张收缩:等张收缩时,其负荷即外加阻力在整个收缩过程中是恒定的,因而当张力发展到足以克服外加阻力后,其张力在收缩全过程中就不再变化,但肌肉在收缩过程中,在不同关节角度收缩力量大小 不同,收缩速度也就有所不同。
例如:当肘关节屈曲举起某一恒定负荷时,肱二头肌在屈肘时所能产生的张力,随关节角度的变化而改变,以115°〜120°时最大,而在关节角度为30°时最小。||2。
等动收缩:等动收缩是在整个关节运动范围内,以恒定速度进行的最大收缩。它也是运动中常见的收缩形式,如自由泳中的手臂划水动作。
在日常训练中,等动收缩的实现需要专门的器械,等动收缩在 关节整个的范围内都产生最大张力,这是由于其负荷能随关节运动的进程而精确地调整。(二) 拉长收缩:拉长收缩又称离心收缩,当肌肉收缩时产生的张力小于外力时,此时,肌肉虽积极地收缩,但仍然被拉长了,这种收缩即拉长收缩。
拉长收缩在实现人体运动中,起着制动、减速和克服重力等作用。拉长收缩时,肌肉做负功。
如当人从高处跳下时,足一接触地面,就反射性地引起股四头肌和臀大肌产生拉长收缩,克服重力的作用使下肢保持屈曲状态,以减缓和制止身体的下落,避免跌倒 和损伤。此外,如下坡跑、步行下楼梯等动作,也都是离心收缩的最好例子。
(三) 等长收缩:等长收缩指当肌肉的两端被固定或负有不能拉起的重量的情况,肌肉虽积极收缩,但长度并不变化,只能产生张力,这种收缩叫等长收缩。作用在于支持、固定、维持姿势等。
训练计划的制订要考虑身体素质的全面发展,在锻炼者尤其是运动员进行训练时要充分考虑动作设计与其所从事的活动的相似性。 一个好的训练计划应该在兼顾全面性发展的基础上又具有 较强的针对性,选择适宜的练习动作实现这种针对性必须建立在对动作分析的基础上。
虽然人体动作的外在表现形式千差万别,但其中不无规律可循。
三、骨骼肌的收缩方式及原理
目前公认的骨骼肌收缩机制是肌丝滑行学说。该学说认为,肌纤维收缩并不是肌纤维中肌丝本身的缩短或卷曲,而是细肌丝在粗肌丝之间滑行的结果。肌丝滑行使肌节长度缩短,肌原纤维缩短表现为肌纤维收缩。
肌纤维处于静息状态时,原肌球蛋白遮盖肌球蛋白上与横桥结合的位点,横桥无法与位点结合。当肌纤维兴奋时,终池内的Ca↑(2+)进入肌浆,致使肌浆中Ca↑(2+)浓度升高,Ca↑(2+)与肌钙蛋白结合,引起肌钙蛋白构型发生改变,牵拉原肌球蛋白移位,将肌动蛋白上与横桥结合的位点暴露出来,引发横桥与肌动蛋白结合。横桥一旦与肌动蛋白结合,便激活横桥上的ATP酶,使ATP分解释放能量,使横桥发生扭动,牵拉细肌丝向M线肌节中心方向滑行(图2-9),结果是肌节缩短,肌纤维收缩。
当肌浆中Ca↑(2+)浓度降低时,肌钙蛋白与Ca↑(2+)分离,原肌球蛋白又回归原位将肌动蛋白上的结合点掩盖起来。横桥停止扭动,与肌动蛋白脱离,细肌丝滑出,肌节恢复原长度,表现为肌纤维舒张。
给你一个课件,上面写的很清楚http://astlab.njau.edu.cn:8012/yscl/4%B5%E4%D0%CD%B6%E0%C3%BD%CC%E5%BF%CE%BC%FE/%B6%AF%CE%EF%C9%FA%C0%ED%D1%A7/8muscle.ppt
这个图片解释得很不错,http://fjet.fjnu.edu.cn/course/netcourse/chapter12.htm
希望对你有帮助