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肌肉收缩的形式与力学特征

时间:2014-04-21   来源:健美网  作者:www.muscles.com.cn

  

(二)前负荷对肌肉收缩的影响——长度与张力关系

 

  (1)、前负荷:前负荷是指在肌肉收缩前就加在肌肉上的负荷,它使肌肉收缩前就处于某种被拉长状态。前负荷 ,初长度

  改变前负荷实际上是改变肌肉收缩的初长度。

  (2)、肌肉收缩的长度-张力曲线

  如果在坐标图上将肌肉在不同前负荷作用下长度与张力的变化绘制下来,就可以得到一条曲线,该曲线称为肌肉收缩的长度-张力曲线(图1-17)。该曲线类似开口向下的抛物线,其顶点显示适宜初长度时,肌肉收缩产生的张力最大。

  (3)、长度与张力关系

  

初长度 ,张力 ,到某一点时,初长度 ,张力

 

  实验表明,逐渐增大肌肉收缩的初长度,肌肉收缩时产生的张力也逐渐增加;当初长度继续增大到某一数值时,张力可达到最大;此后,再继续增大肌肉收缩的初长度,张力反而减小,收缩效果亦减弱。

  如要跳的更高,先蹲下,肌肉拉长。

  6、 适宜初长度:通常把引起肌肉收缩张力最大的初长度称为适宜初长度。

  7、 机制:

  肌丝滑行理论,粗细肌丝适宜重叠,拉长时,起作用的横桥数目增多,过度拉长,横桥数目减少

  

 

  图 1-17 肌肉收缩的长度-张力关系

  长度-张力关系可用肌丝滑行的收缩原理加以解释。肌肉初长度处于适宜水平时,肌节长度约2.0—2.2微米,粗、细肌丝正处于最理想的重叠状态,因而起作用的横桥数目最多,表现收缩张力最大。与此相反,如果肌肉拉得太长,粗、细肌丝趋向分离,起作用的横桥数目减少,肌肉张力下降;同样,如果肌肉过于缩短,细肌丝中心端在肌节中央交错,起作用的横桥数目亦减少,肌张力将急剧下降。

  (三)肌肉收缩能力的改变对肌肉收缩的影响

  肌肉收缩能力的改变:通常把可以影响肌肉收缩效果的肌肉内部功能状态的改变,定义为肌肉收缩能力的改变。

  上述前、后负荷对肌肉收缩的力学影响,显然是肌肉在本身功能状态恒定情况下对外部负荷改变所作的相应反应。但肌肉的功能状态也是可以改变的,它也可影响肌肉的收缩效果。例如,缺氧、酸中毒、肌肉中能源物质的大量消耗,以及其它因素引起的肌肉兴奋-收缩耦联、肌肉内蛋白质和横桥功能特性的改变,都可降低肌肉收缩效果。而钙离子、咖啡因,肾上腺素等体液因素则可通过影响肌肉的收缩机制提高肌肉收缩效果。通常把可以影响肌肉收缩效果的肌肉内部功能状态的改变,定义为肌肉收缩能力的改变,以区别肌肉收缩时外部条件即前、后负荷对肌肉收缩效果的影响。这样的区分虽然在概念上比较容易,但在在体情况下要区分哪些改变是由肌肉收缩能力改变引起的,哪些是由负荷条件改变引起的,常常比较困难。

  2、意义:对肌肉收缩能力改变的深入研究,对探讨训练对肌肉收缩能力的影响具有重要意义。例如上述训练引起肌肉力量-速度曲线向右上方偏移的改变,可能是由于肌肉收缩能力的改变所引起的。

  三、肌肉的做功、功率和机械效率

  (一)肌肉的做功

  1、含义:在物理学里,把一个物体在力的作用下移动,称做该力对物体作了功,其值等于力和物体沿力方向移动距离的乘积。可用下列公式表示:

  W(功)=F(力)·S(距离)cosθ (θ为F和S之间夹角)

  肌肉在作非等长收缩时,可以作功,在作等长收缩时,物体没有产生位移,因而没有作功。

  肌肉作功时克服的阻力,包括肌肉的内阻力和外阻力。因此,肌肉作功相应分为内功和外功。肌肉克服外阻力,如举起重物,做了外功,此时肌肉收缩的能量被转移为重物的位能,如肌肉做功是使身体运动,则转变为身体运动的动能。通常所讲的肌肉作功,主要是指肌肉作的外功,即机械功。



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