第3章肌肉适能.ppt
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1、第三章第三章 肌肉适能肌肉适能第一节第一节 肌肉适能生理学肌肉适能生理学一、肌肉适能概述一、肌肉适能概述肌肉适能(肌肉适能(muscular fitnessmuscular fitness)是指机体依靠肌肉收缩克服和对抗阻力维持身体)是指机体依靠肌肉收缩克服和对抗阻力维持身体运动的能力,通常表现为运动的能力,通常表现为肌肉力量(肌肉力量(muscle strengthmuscle strength)、肌肉耐力()、肌肉耐力(muscle muscle enduranceendurance)和肌肉功率()和肌肉功率(muscle powermuscle power)等方面。等方面。1 1、肌肉力
2、量、肌肉力量,又称最大肌肉力量或者绝对肌肉力量,是健康相关体适能的组,又称最大肌肉力量或者绝对肌肉力量,是健康相关体适能的组成部分,特指肌肉收缩产生最大收缩力的能力,运动生理学通常以等长、等成部分,特指肌肉收缩产生最大收缩力的能力,运动生理学通常以等长、等张或者等速运动条件下肌肉收缩克服和对抗阻力和做功功率的大小表示。其张或者等速运动条件下肌肉收缩克服和对抗阻力和做功功率的大小表示。其中,动力性力量还可以根据收缩形式的不同,进一步分为向心收缩力量中,动力性力量还可以根据收缩形式的不同,进一步分为向心收缩力量(concentric strength)(concentric strength)、离
3、心收缩力量、离心收缩力量(eccentric strength)(eccentric strength)、等速肌肉力量、等速肌肉力量(isokinetic(isokinetic strength)strength)和超等长肌肉力量和超等长肌肉力量(plyometric strength)(plyometric strength)等。向心和离心收缩力量分别是等。向心和离心收缩力量分别是指肌肉在进行向心和离心收缩时表现出来的最大抗阻运动能力;等速肌肉力指肌肉在进行向心和离心收缩时表现出来的最大抗阻运动能力;等速肌肉力量是肌肉在其控制的关节活动范围内以恒定的角速度进行最大收缩的能力;量是肌肉在其控制
4、的关节活动范围内以恒定的角速度进行最大收缩的能力;而超等长肌力则是指肌肉在拉长收缩(而超等长肌力则是指肌肉在拉长收缩(stretch-contractionstretch-contraction)过程中表现出来)过程中表现出来的最大力量。的最大力量。第一节第一节 肌肉适能生理学肌肉适能生理学一、肌肉适能概述一、肌肉适能概述2 2、肌肉耐力、肌肉耐力是健康相关体适能的组成部分,特指肌肉持续收缩是健康相关体适能的组成部分,特指肌肉持续收缩对抗疲劳的能力,通常以静态运动负荷持续时间、动态等张收对抗疲劳的能力,通常以静态运动负荷持续时间、动态等张收缩次数或者动态等速运动的功率以及峰力矩下降率等表示。缩
5、次数或者动态等速运动的功率以及峰力矩下降率等表示。3 3、肌肉功率、肌肉功率,又称快速力量,是竞技相关体适能的组成部分,又称快速力量,是竞技相关体适能的组成部分,特指肌肉在短时间内快速发挥其收缩力量的能力,爆发力是肌特指肌肉在短时间内快速发挥其收缩力量的能力,爆发力是肌肉功率的常见表现形式和评价指标。肉功率的常见表现形式和评价指标。(一)、兴奋在神经(一)、兴奋在神经-肌肉接点的传递肌肉接点的传递 1.神经肌肉接点的结构神经肌肉接点的结构二、肌肉的收缩与舒张二、肌肉的收缩与舒张2.2.兴奋在神经兴奋在神经-肌肉接点传递的机制肌肉接点传递的机制 运动神经纤维在到达神经末梢处时先失去髓鞘,以裸露的
6、轴突末梢嵌入到运动神经纤维在到达神经末梢处时先失去髓鞘,以裸露的轴突末梢嵌入到肌细胞膜上称作骨骼肌神经肌细胞膜上称作骨骼肌神经-肌接头。肌接头。(二)、(二)、肌纤维的兴奋肌纤维的兴奋-收缩耦联收缩耦联 肌肉的兴奋收缩耦联包括三个步骤肌肉的兴奋收缩耦联包括三个步骤v电兴奋通过横管系统传向肌细胞深处;电兴奋通过横管系统传向肌细胞深处;v三联管结构处的信息传递;三联管结构处的信息传递;v肌浆网中钙离子释放入胞浆以及钙离子由胞浆向肌浆网中钙离子释放入胞浆以及钙离子由胞浆向肌浆网的再聚集。肌浆网的再聚集。肌细胞收缩肌细胞收缩牵拉细肌丝朝肌节中央滑行牵拉细肌丝朝肌节中央滑行横桥摆动横桥摆动横桥与结合位点
7、结合横桥与结合位点结合分解分解ATPATP释放能量释放能量原肌球蛋白位移,原肌球蛋白位移,暴露细肌丝上的结合位点暴露细肌丝上的结合位点CaCa2+2+与肌钙蛋白结合与肌钙蛋白结合肌钙蛋白的构型改变肌钙蛋白的构型改变终池膜上的钙通道开放终池膜上的钙通道开放终池内的终池内的CaCa2+2+进入肌浆进入肌浆(三)、肌肉的收缩与舒张过程(三)、肌肉的收缩与舒张过程神经冲动传至末梢神经冲动传至末梢对对CaCa2+2+通透性增加通透性增加 CaCa2+2+内流入内流入N N末梢末梢内内接头前膜内囊泡接头前膜内囊泡向前膜移动、融合、破裂向前膜移动、融合、破裂AChACh释放入接头间隙释放入接头间隙 AChA
8、Ch与终板膜受体结合与终板膜受体结合受体构型改变受体构型改变终板膜对终板膜对NaNa+、K K+(尤其尤其NaNa+)的通透性的通透性增加增加产生终板电位产生终板电位(EPP)(EPP)EPPEPP引起肌膜引起肌膜APAP肌膜肌膜APAP沿横管膜传至三联管沿横管膜传至三联管终池膜上的钙通道开放终池膜上的钙通道开放终池内终池内CaCa2+2+进入肌浆进入肌浆CaCa2+2+与肌钙蛋白结合与肌钙蛋白结合 引起肌钙蛋白的构型改变引起肌钙蛋白的构型改变原肌球蛋白露出细肌丝上与横桥结合位点原肌球蛋白露出细肌丝上与横桥结合位点横桥与结合位点结合横桥与结合位点结合ATPATP分解释放能量分解释放能量横桥摆动
9、横桥摆动肌节缩短肌节缩短(肌细胞收缩肌细胞收缩)重点:重点:骨骼肌收缩全过程骨骼肌收缩全过程1.1.兴奋传递兴奋传递 2.2.兴奋兴奋-收缩(肌丝滑行)耦联收缩(肌丝滑行)耦联三、影响肌肉适能的因素三、影响肌肉适能的因素(一)肌源性因素(一)肌源性因素1 1、肌肉生理横断面积、肌肉生理横断面积 研究表明,无论男性,还是女性,由于其研究表明,无论男性,还是女性,由于其CSA与相应肌肉的最大肌力大小成与相应肌肉的最大肌力大小成正比(图正比(图32),一般条件下肌肉的最大横断面积越大,肌肉力量也越大。但是,),一般条件下肌肉的最大横断面积越大,肌肉力量也越大。但是,研究也同时发现,肌肉力量与研究也同
10、时发现,肌肉力量与CSA的关系同时还受到的关系同时还受到CSA检测方法以及其他许多检测方法以及其他许多生理学因素的影响,而生理学因素的影响,而CSA本身只能解释大约本身只能解释大约50的肌肉力量个体间差异。的肌肉力量个体间差异。2 2、肌纤维类型和代谢特征、肌纤维类型和代谢特征 骨骼肌纤维可依据其收缩特性不同分为快肌和慢肌两大类。其中,快肌纤维骨骼肌纤维可依据其收缩特性不同分为快肌和慢肌两大类。其中,快肌纤维较慢肌纤维能产生更大的肌肉收缩力和更强的无氧供能能力较慢肌纤维能产生更大的肌肉收缩力和更强的无氧供能能力,但具有较差的肌肉耐但具有较差的肌肉耐力和有氧供能能力。因此,肌肉中快肌纤维百分构成
11、高的人,肌肉收缩力量也大,力和有氧供能能力。因此,肌肉中快肌纤维百分构成高的人,肌肉收缩力量也大,而慢肌纤维百分构成高的人则肌肉耐力较好。而慢肌纤维百分构成高的人则肌肉耐力较好。PEAK POWER GENERATED BY FIBERS三、影响肌肉适能的因素三、影响肌肉适能的因素(一)肌源性因素(一)肌源性因素3.肌肉生长抑制素 3 3、生长抑制素、生长抑制素(Myostatin)(Myostatin)是由是由McPherronMcPherron等于等于19771977年发现的一种分泌型生长、分化因子,其是在骨年发现的一种分泌型生长、分化因子,其是在骨骼肌中的特异性表达,将对肌肉生长有负调控
12、作用(即抑制肌肉的生长),骼肌中的特异性表达,将对肌肉生长有负调控作用(即抑制肌肉的生长),而其表达的抑制将导致肌肉肥大。如而其表达的抑制将导致肌肉肥大。如StephenStephen等研究发现,经过等研究发现,经过9 9周抗阻训练周抗阻训练(每周每周3 3次次),肌肉力量增加,肌肉体积增大,肌肉力量增加,肌肉体积增大,而肌肉生长抑制素而肌肉生长抑制素mRNAmRNA表达降低表达降低37%37%。然而,肌肉生长抑制素基因是尚属运动生理学研究的初期。然而,肌肉生长抑制素基因是尚属运动生理学研究的初期,肌肉生长抑肌肉生长抑制素基因表达及其与肌肉蛋白质合成、肌肉力量和力量训练的关系尚不十分制素基因表
13、达及其与肌肉蛋白质合成、肌肉力量和力量训练的关系尚不十分清楚。清楚。三、影响肌肉适能的因素三、影响肌肉适能的因素(一)肌源性因素(一)肌源性因素4 4、激素作用、激素作用 睾酮(睾酮(testosteronetestosterone)是肌肉生长最直接的刺激因素,由男子的睾丸和肾上腺皮质)是肌肉生长最直接的刺激因素,由男子的睾丸和肾上腺皮质分泌的,女子肾上腺皮质和卵巢也有少量分泌。睾酮可以通过促进肌肉蛋白质的合分泌的,女子肾上腺皮质和卵巢也有少量分泌。睾酮可以通过促进肌肉蛋白质的合成,促进肌肉肥大,从而提高肌肉力量。由于睾酮在人体内的分泌数量不同,因此成,促进肌肉肥大,从而提高肌肉力量。由于睾酮
14、在人体内的分泌数量不同,因此在一定程度上造成不同年龄、性别人群肌肉力量大小的不同。在一定程度上造成不同年龄、性别人群肌肉力量大小的不同。生长激素(生长激素(growth hormonesgrowth hormones)是影响肌肉蛋白质合成的另外一个重要的激素,短)是影响肌肉蛋白质合成的另外一个重要的激素,短期注射可以引起人体肌细胞氨基酸摄取增加,蛋白质合成加快;长期使用可以使期注射可以引起人体肌细胞氨基酸摄取增加,蛋白质合成加快;长期使用可以使GHGH缺乏症患者肌肉质量和肌肉力量增加。而甲状腺素是肌纤维类型强力的调节因子。缺乏症患者肌肉质量和肌肉力量增加。而甲状腺素是肌纤维类型强力的调节因子。
15、血中甲状腺素超过正常值时,会造成快肌纤维百分比增加;相反,血中甲状腺素量血中甲状腺素超过正常值时,会造成快肌纤维百分比增加;相反,血中甲状腺素量减少时,慢肌纤维百分比增加。减少时,慢肌纤维百分比增加。三、影响肌肉适能的因素三、影响肌肉适能的因素(一)神经源性因素(一)神经源性因素1.1.中枢激活(中枢激活(central activation,CAcentral activation,CA)中枢神经系统动员肌纤维参加收缩的能力称作中枢激活,它具有两个层中枢神经系统动员肌纤维参加收缩的能力称作中枢激活,它具有两个层面的意义。一是肌肉在进行最大用力收缩时,并不是所有的肌纤维都参加收面的意义。一是肌
16、肉在进行最大用力收缩时,并不是所有的肌纤维都参加收缩,动员参与收缩的肌纤维数量越多,肌肉收缩力越大,反之,收缩力越小。缩,动员参与收缩的肌纤维数量越多,肌肉收缩力越大,反之,收缩力越小。如有研究发现,缺乏训练的人完成最大随意肌肉收缩时只能动员如有研究发现,缺乏训练的人完成最大随意肌肉收缩时只能动员60%60%左右的左右的肌纤维参加收缩,而训练水平良好的人动员能力可高达肌纤维参加收缩,而训练水平良好的人动员能力可高达90%90%以上;二是肌肉以上;二是肌肉完成不同强度水平的收缩时,完成不同强度水平的收缩时,CNSCNS会选择性地优先募集激活阈值水平不同的会选择性地优先募集激活阈值水平不同的运动神
17、经元参加收缩,即低强度水平的收缩优先募集低阈值的小运动神经元参加收缩,即低强度水平的收缩优先募集低阈值的小 运动神经运动神经元,而高强度水平的收缩侧可募集包括大、小元,而高强度水平的收缩侧可募集包括大、小 运动神经元在内的更多的运运动神经元在内的更多的运动神经元参与活动。动神经元参与活动。三、影响肌肉适能的因素三、影响肌肉适能的因素(一)神经源性因素(一)神经源性因素 2 2、中枢神经对肌肉活动的协调和控制能力、中枢神经对肌肉活动的协调和控制能力 人体运动是需要多个运动环节参与的多环节复杂运动,需要由包括主动人体运动是需要多个运动环节参与的多环节复杂运动,需要由包括主动肌、协同肌和拮抗肌等在内
18、的许多的肌肉共同活动来实现。中枢神经对肌肉肌、协同肌和拮抗肌等在内的许多的肌肉共同活动来实现。中枢神经对肌肉活动的协调和控制活动的协调和控制一方面一方面是指是指CNSCNS对主动肌与对抗肌、协同肌、固定肌之间对主动肌与对抗肌、协同肌、固定肌之间的协调和调控,使得上述肌肉群在参加工作时能各守其职,协调一致,从而的协调和调控,使得上述肌肉群在参加工作时能各守其职,协调一致,从而发挥更大的收缩力量。发挥更大的收缩力量。另外一方面另外一方面,中枢神经对肌肉活动的协调和控制也包,中枢神经对肌肉活动的协调和控制也包含含CNSCNS对单块肌肉内部运动单位活动同步化的控制,研究发现,运动单位活对单块肌肉内部运
19、动单位活动同步化的控制,研究发现,运动单位活动的同步化也是抗组训练提高肌肉力量的有效机制之一。动的同步化也是抗组训练提高肌肉力量的有效机制之一。三、影响肌肉适能的因素三、影响肌肉适能的因素(一)神经源性因素一)神经源性因素 3 3、中枢神经系统的兴奋状态、中枢神经系统的兴奋状态 中枢神经系统兴奋性提高,即情绪高度兴奋时,会导致肾上腺素、乙酰中枢神经系统兴奋性提高,即情绪高度兴奋时,会导致肾上腺素、乙酰胆碱等其它一些生理活性物质大量释放,这也是影响肌肉力量的重要因素。胆碱等其它一些生理活性物质大量释放,这也是影响肌肉力量的重要因素。人在极度激动或危险紧急情况下,发挥超大力量的现象已众所周知。生理
20、学人在极度激动或危险紧急情况下,发挥超大力量的现象已众所周知。生理学家认为,这种现象可能是因为情绪在极度兴奋时,肾上腺素分泌大量增加,家认为,这种现象可能是因为情绪在极度兴奋时,肾上腺素分泌大量增加,使肌肉的应激性大大提高,同时更重要的是中枢发出了强而集中的神经冲动,使肌肉的应激性大大提高,同时更重要的是中枢发出了强而集中的神经冲动,迅速动员迅速动员“储备力量储备力量”,从而使运动单位成倍地同步动员并投入工作。,从而使运动单位成倍地同步动员并投入工作。四、肌肉适能的年龄与性别差异四、肌肉适能的年龄与性别差异(一)年龄(一)年龄 肌肉力量的发展有明显的增龄性变化规律。一般规律是肌肉力量的发展有明
21、显的增龄性变化规律。一般规律是1010岁以前,随着人体的岁以前,随着人体的生长发育,无论男生或女生肌肉力量一直缓慢而平稳地增长,而且两者区别不大。生长发育,无论男生或女生肌肉力量一直缓慢而平稳地增长,而且两者区别不大。女生从女生从1111岁岁1212岁和男生从岁和男生从13131515岁起,肌肉力量开始分化,男生增长速度加快岁起,肌肉力量开始分化,男生增长速度加快而女生增长缓慢。女生达到最大肌肉力量约在而女生增长缓慢。女生达到最大肌肉力量约在2020岁左右,男生约在岁左右,男生约在20203030岁之间。岁之间。4040岁以后人体大部分肌肉的力量开始衰退。岁以后人体大部分肌肉的力量开始衰退。5
22、050岁以后,每岁以后,每1010年肌肉力量下降约年肌肉力量下降约12121515。一般认为,生长发育过程中肌肉力量的增长主要与中枢神经控制能力自然发展一般认为,生长发育过程中肌肉力量的增长主要与中枢神经控制能力自然发展和肌肉横断面积的增加等因素有关。而和肌肉横断面积的增加等因素有关。而5050岁以后肌肉力量随年龄增长而减小的主岁以后肌肉力量随年龄增长而减小的主要原因是肌肉质量或者要原因是肌肉质量或者CSACSA较小。此外,还有研究认为与中枢神经系统的运动单较小。此外,还有研究认为与中枢神经系统的运动单位募集能力和协调控制能力下降、肌肉代谢能力下降、位募集能力和协调控制能力下降、肌肉代谢能力下
23、降、型肌纤维数量减少和萎型肌纤维数量减少和萎缩等因素有关。缩等因素有关。四、肌肉适能的年龄与性别差异四、肌肉适能的年龄与性别差异(二)性别(二)性别 正常成年男子肌肉重量约占体重的正常成年男子肌肉重量约占体重的40404545,而女子则占,而女子则占3535。若以绝对值表示肌肉力量,通常成年女子上肢肌力比男子。若以绝对值表示肌肉力量,通常成年女子上肢肌力比男子低约低约5050,下肢肌力低约,下肢肌力低约3030。而以以体重和去脂体重相对值。而以以体重和去脂体重相对值表示肌肉力量时,有训练的男、女性之间的差异较无训练者小表示肌肉力量时,有训练的男、女性之间的差异较无训练者小(图(图3 37 7)
24、。)。显然,肌肉力量绝对值的性别差异主要由肌肉生理横断面积显然,肌肉力量绝对值的性别差异主要由肌肉生理横断面积或全身肌肉体积的性别差异等因素所决定。或全身肌肉体积的性别差异等因素所决定。一、肌肉力量一、肌肉力量(一)、等长肌力(一)、等长肌力 等长肌力是肌肉力量的一种重要表现等长肌力是肌肉力量的一种重要表现形式,如竞技体操中的形式,如竞技体操中的“十字支撑十字支撑”和和“直角支撑直角支撑”、武术的、武术的“站桩站桩”、日常中的、日常中的“静坐静坐”等。等。等长肌力的测定通常指的是最大等长等长肌力的测定通常指的是最大等长肌力,主要包括握力、背力、臂力和腿部肌力,主要包括握力、背力、臂力和腿部力量
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