百科知识 骨骼肌的生物力学及结构特性

骨骼肌的生物力学及结构特性

时间:2023-12-04 百科知识 版权反馈
【摘要】:图1-9肌肉结构A.肌腹;B.肌纤维;C.肌原纤维骨骼肌是体内进行杠杆运动的横纹肌。骨骼肌有两部分构成:肌腹和肌腱,它们合在一起称为肌肉腱单元。由此可见,肌丝和肌原纤维的规则排列是保证骨骼肌正常收缩与舒张的结构基础。所有骨骼肌都有4个特性:①弹性,长度改变的能力;②伸展性,缩短然后回到正常长度的能力;③兴奋性,对神经系统的刺激反应的能力;④收缩性,对神经指令有缩短的能力。

骨骼肌的生物力学及结构特性

图1-9 肌肉结构

A.肌腹;B.肌纤维;C.肌原纤维

骨骼肌是体内进行杠杆运动的横纹肌。骨骼肌有两部分构成:肌腹和肌腱,它们合在一起称为肌肉腱单元。肌腹由平行弹性肌纤维构成。肌纤维由成千肌原纤维(肌小节)构成,它是肌肉的基本单位(图1-9A、B、C)。肌原纤维含有肌肉收缩成分,还有一定量把纤维连在一起的结缔组织。肌丝(肌原纤维细丝)是肌原纤维内小的蛋白收缩成分。有两种肌丝:细的肌动蛋白肌丝和粗的肌球蛋白肌丝。肌球蛋白分子的头部和颈部连成横桥,每间隔一定距离旋转60°向外伸出。当兴奋冲动由神经传到肌肉时,引发一系列的变化过程,使粗丝的头部和细丝的一定位点相结合,由于横桥的向心摆动,细丝被拉向中线,随即和已结合的位点分离并立即与下一个位点相结合,继续向心摆动,如此反复,使肌节缩短,肌肉收缩。兴奋停止发放时,细丝和粗丝分离,细丝回到原位,肌肉放松。由此可见,肌丝和肌原纤维的规则排列是保证骨骼肌正常收缩与舒张的结构基础。

所有骨骼肌都有4个特性:①弹性,长度改变的能力;②伸展性,缩短然后回到正常长度的能力;③兴奋性,对神经系统的刺激反应的能力;④收缩性,对神经指令有缩短的能力。(www.daowen.com)

静止的肌肉具有弹性,其肌张力的产生来自肌纤维周围的结缔组织以及肌膜,肌肉在载荷作用下可以被拉长,撤除载荷后肌肉会恢复初始长度。实际上,载荷量和肌肉的拉伸长度并不成正比。最初肌肉很容易被拉长,以后很小的伸长也需很大的力。在短时间内重复的拉伸肌肉,肌肉的拉伸长度增加比单次拉伸多,肌肉这种特性在体育锻炼中有很大作用。

影响肌力的主要有以下4个因素。①肌肉的横截面,每条肌纤维的横截面称为肌肉的生理横截面,单位生理横截面产生的最大肌力称为绝对肌力。一般认为绝对肌力值在各种族人群中相对一致,但各家报道差异很大,有的为29.4~39.2N/cm2,有的为88.2~98N/cm2,这可能与研究方法不同有关。②肌肉的初长度即肌肉收缩前的长度。当肌肉被牵拉至静息长度的1.2倍时,肌力最大。③肌肉的募集,同时投入收缩的运动单位数量越多,肌力越大,这受中枢神经系统功能状态的影响。④肌纤维走向与肌腱长轴的关系。在一些较大的肌肉中,部分肌纤维与肌腱形成一定的角度成羽状连结。这种羽状连结的肌纤维越多,成角越大,肌肉越粗,产生的力越大,如腓肠肌和其他快肌。而比目鱼肌等慢肌,肌纤维与肌腱的连接很少成角,故具有较强的持续等长收缩力。

肌肉收缩的速度和肌肉的载荷有关。当无外来载荷时,肌肉向心性收缩速度最大,随着载荷增加,收缩速度减慢;当载荷与肌肉产生的力相等时,肌肉不再收缩,呈等长收缩状态。当外载荷继续增加时,肌肉就表现为离心性收缩,外载荷越大,收缩速度越大。

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