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第一章 肌肉收缩 本章教学目的与要求：掌握神经肌肉兴奋的产生、传导和兴奋在神经肌肉接点的传递，肌肉收缩的滑行理论、肌肉收缩的形式、力学特征。了解肌电图概念及其在体育实践中的应用。 本章的教学重点： 引起兴奋的刺激条件；单收缩和强直收缩；后负荷和前负荷对肌肉工作影响； 难点： 兴奋产生的机制；肌肉的收缩过程；肌肉的张力与速度关系。 第一节：神经肌肉的兴奋性与生物电现象 第二节：肌肉的收缩原理 第三节：肌肉收缩的形式与力学特征 [提要] 本章系统阐述神经肌肉的兴奋性，含兴奋的产生、传导和兴奋在神经肌肉接点的传递，认为这是完整机体内肌肉收缩的生理学基础；根据肌丝滑行理论着重对肌细胞的收缩过程与机制，以及肌肉收缩的形式和力学特征进行分析；此外肌肉中结缔组织对肌肉收缩的影响以及肌电图在体育科研中的应用也作简要的介绍。 在完整的机体内，肌肉的收缩是由神经冲动引起的，即来自中枢神经系统的神经冲动传至脊髓运动神经元后，经运动神经纤维传递给所支配的肌纤维，从而引起肌肉收缩。因此，阐述肌肉的收缩，应包括神经肌肉的兴奋性，兴奋的产生、传导、传递，以及肌肉的收缩过程、机制、形式及其力学特征等基本内容。 第一节 神经肌肉的兴奋性和生物电现象 一、兴奋和兴奋性概念。 1、兴奋性：生物体具有对刺激发生反应的能力，称之为兴奋性。 兴奋性是神经肌肉最重要的生理特性。例如，将制备好的蛙的坐骨神经- 腓肠肌标本置于一定的环境下，刺激坐骨神经干，几乎立即出现肌肉收缩。该实验表明，神经肌肉具有兴奋性。在体内除了神经肌肉具有兴奋性外，其它组织和细胞也都具有兴奋性，但以神经、肌肉和腺细胞兴奋性最高，用较小的刺激强度就能表现出某种反应，习惯上将它们称为可兴奋细胞(Excitable Cell)。 2、动作电位：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。 从这个意义上讲，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 一定的刺激强度、持续一定的作用时间、一定的强度-时间变化率 任何刺激要引起组织兴奋必须达到，它们构成了被称为引起组织兴奋的三个刺激条件。这三个条件的值是可变的，并相互影响，如其中一个或二个值发生变化，其余的值也相应改变。 （一）阈强度和阈刺激1、阈强度：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(Threshold Intensity)或阈值。 2、阈刺激：具有这种临界强度的刺激，称为阈刺激(Threshold Stimulation)。 3、阈下刺激：强度小于阈值的刺激为阈下刺激。 4、阈上刺激：强度大于阈值的刺激为阈上刺激。 在生理实验中，常用电刺激研究细胞的兴奋性。严格地讲，电刺激并不是生理刺激，但其强度和作用时间易精确控制，在一定范围内又可多次重复而不会损伤组织，所以它在生理学实验中被广泛采用。在神经肌肉实验中，如果用电刺激神经—肌肉标本，并固定每一次刺激的作用时间和强度—时间变化率，而只改变刺激的强度，则发现刺激强度过低时，肌肉没有收缩反应，逐步增大刺激强度，可找到一个刚好引起肌肉收缩反应（兴奋）的最小刺激强度。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(Threshold Intensity)或阈值。具有这种临界强度的刺激，称为阈刺激(Threshold Stimulation)，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。 （二）强度—时间曲线1、强度—时间曲线：如果以刺激强度变化为纵坐标，刺激的作用时间为横坐标，将引起组织兴奋所需的刺激强度和时间的变化关系，描绘在直角坐标系中，可得到一条曲线，称强度-时间曲线（图1—1）。 在上述实验，如果继续固定刺激的强度—时间变化率，再观察分析刺激强度和刺激作用时间的相互关系，发现在一定范围内，引起组织兴奋所需的阈强度和刺激的作用时间呈反变关系。即当所用的刺激强度较强时，刺激在较短的作用时间就可以引起组织兴奋；而当所用的刺激强度较弱时，刺激必需作用较长时间才能引起组织兴奋。 2、基强度： 刺激的强度低于某一强度时，无论刺激的作用时间怎样延长，都不能引起组织兴奋，这个最低的或者最基本的阈强度，称为基强度(Rheobase)。 曲线左侧表明当刺激作用时间减小到短于该点所表示的时间时，无论怎样增大刺激的强度，亦不能使组织产生兴奋；而介于这两点之间曲线部分，则表明引起组织兴奋的强度阈值和时间阈值呈反变关系。 3、意义：强度-时间曲线揭示了组织兴奋的普遍规律，在体内一切可兴奋组织都可以绘制出类似的曲线。 三、兴奋性的评价指标1、阈强度 阈强度是评定组织兴奋性高低的最简易指标。测定阈强