第三讲 神经肌肉工作的生理学.docx

第三讲 神经肌肉工作的生理学内容：1.神经-骨骼肌工作机理2 .神经-骨骼肌工作特征3 .骨骼肌的特性4 .骨骼肌收缩的形式目的：1.掌握骨骼肌收缩与舒张的生物学原理2. 了解骨骼肌的特性与收缩形式要求：按照课堂教学要求听讲，思维活跃，结合训练实际分析问题 方法：教学采用教员主讲式、教学探讨式重点：神经-骨骼肌工作机理时间：90分钟难点：骨骼肌收缩与舒张原理地点：多媒体教室一、神经-骨骼肌工作机理(一)动作电位及其传导神经冲动是一种电信号，可以从一个神经元传导到另外一个神经元, 最后到达效应器官，如肌纤维组织，或者从一个神经元传导到中枢神经 系统简单起见，不妨将神经冲动由神经元的传导过程看成是家里电线 中电的传递形式下面讨论神经冲动的产生以及其在传递过程1、静息膜电位神经元细胞在安静状态下细胞膜电位差为负值，大约-702,表示如 果将电压表的一个电极直接插人细胞内，电压表会显示细胞内外的电位 差为70mV,细胞外的电位要高于细胞内，这种电位差称为静息膜电位, 这种膜电位是由细胞内外的不同电荷导致，也称为极化神经元细胞内钾离子(K )浓度较高，而细胞外钠离子(Na’)浓度较高 细胞膜内外离子浓度的不平衡导致了静息膜电位的产生。

而导致这种离 子浓度的不平衡主要有两个原因：第一，细胞膜对K+的通透性远远大于 Na+的通透性，因此K+可以自由移动，倾向于由浓度高的地方流向浓度 低的地方以到达平衡，因此K+由细胞内向细胞外流动，何Na+不能由细 胞外向细胞内自由流动第二，神经元细胞膜上有Na-K泵，它含有 Na-K-ATP水解酶，可以在水解ATP的同时将三个Na+移到细胞外，两个 r移到细胞内，以主动转运方式维持细胞内外钠钾离子的不平衡状态， 最终结果导致细胞外带正电的离子比细胞内多，因此细胞膜内外产生电 位差Na-K泵的主要作用是维护静息膜电位在-70mV左右2、去极化和超极化运动性运动单位输出功率大，紧张性运动单位小三、骨骼肌的特性（一）物理特性伸展性和弹性：肌肉受外力作用具有被拉长的特性称肌肉的伸展性 当外力解除后，肌肉又可逐渐缩回到原来长度的特性为肌肉的弹性粘滞性：肌肉收缩和舒张时，其内部所含有胶状物质分子之间以及 肌纤维之间因摩擦产生的阻力称粘滞性二）生理特性：收缩性四、骨骼肌的收缩形式（一）骨骼肌收缩的时相特征1、单收缩用单个电刺激来刺激肌肉或支配肌肉的神经，可引起肌肉一次快速 的收缩，称为单收缩单收缩时的肌肉张力变化或K度变化，可用肌动 描记器加以记录。

无论等长或等张的单收缩，记录到的单收缩曲线大致 相同，可分为三个时期：从施加刺激的时刻到肌肉开始收缩，肌肉无明 显的外在表现，这段时间称为潜伏期；从肌肉开始收缩到收缩的最高点， 这段时间称为缩短期（收缩期）；从收缩的最高点恢复到肌肉未收缩前 的张力或长度水平的这段时间，称为舒张期蛙腓肠肌等张收缩的潜伏 期约为10ms,缩短期约为50ms,舒张期约为60ms,整个单收缩持续约110ms一块完整肌肉的单收缩强度反响与刺激强度有密切的关系如刺激 施加于支配肌肉的运动神经，刺激强度过低，肌肉没有收缩反响，因为 刺激未能使神经发生兴奋；当刺激强度增大到达阈值时（阈刺激），少 量兴奋性高的神经发生了兴奋，肌肉出现了较小的收缩反响；如刺激强 度进一步增大，一些兴奋性较低的神经也发生了兴奋，因此参与反响的 运动单位数增多了，肌肉出现了较大的收缩反响当全部运动单位均参 与活动时，肌肉便出现了最大的收缩反响因此，刺激在一定范围内增 大时，肌肉收缩的强度可以增加，这是由于参与收缩的肌纤维在数量上 增多的结果，因而可以理解为这是收缩的空间总和2、强直收缩用两个连续的电刺激（强度能使全部肌纤维发生收缩）来刺激肌肉 或其支配神经，如果刺激的间隔长于单收缩的时程，那么会出现各自别离 的单收缩。

如果，刺激的间隔短于单收缩的时程，那么两个单收缩会叠加 起来使收缩强度增大，发生收缩的总和（可以理解为是收缩的时间总和） 用一串电刺激来刺激时，如果刺激间隔短于单收缩的时程，那么可以发生 两种情况：假设后来的刺激均在前一收缩的舒张期结束之前到达肌肉，那么 形成不完全强直收缩，其收缩曲线仍可分辨出各个收缩波；假设刺激频率 再增加，后来的刺激在前一收缩的收缩期结束之前到达肌肉，于是各次 收缩的张力变化或长度缩短完全融合起来，各个收缩波不能分辨，肌肉 维持于稳定的持续收缩状态，形成完全强直收缩完全强直收缩的力量 可达单收缩的4倍正常体内，肌肉收缩一般都是完全强直收缩，其持 续时间可长可短，取决于运动神经发放冲动的持续时间长短在强直收 缩中，肌肉的收缩波可以融合，但肌膜的动作电位并不融合，它们始终 是各自别离的二）肌肉收缩形式根据肌肉收缩时肌长度和肌张力的变化，可将肌肉收缩分为等动、 等长2种收缩形式：等张收缩和等长收缩 肌肉收缩时可发生长度和张力 的变化，其具体表现取决于肌肉是否能自由地缩短等张收缩又称动力 性收缩，是指肌肉收缩时仅表现为肌肉长度缩短，而肌肉的张力不变 等长收缩又称静力性收缩，表现为肌肉长度不变，而张力发生变化。

在 人体内，这两种收缩形式都有，而且经常是两种收缩形式不同程度的复 合人体肢体在自由屈曲时，主要是有关肌肉的等张收缩；而在臂伸直 提起一重物时，主要是等长收缩1、等动收缩（1）向心收缩肌肉的缩短，是由于粗肌丝和细肌丝之间的滑动来实现的，这在前 面已经述及肌肉作向心收缩时，细肌丝滑向肌节中央由于向心收缩 可引起关节的运动，所以也称为动力性收缩特点：张力大于外加阻力，肌长度缩短作用：是肌肉运动的主要形式，是实现动力性运动的基础（如挥臂、 高抬腿等）分为等张、等动收缩2）离心收缩肌肉在被拉长的过程中产生力量，这种方式称为离心收缩此时可 引起关节运动，因此也属于动力收缩例如，手持重物缓慢伸肘关节时， 肱二头肌所作的工作就是离心收缩，此时，细肌丝从肌节中央滑出，肌 纤维被拉长特点：张力小于外加阻力，肌长度拉长作用：缓冲、制动、减速、克服重力如：蹲起运动、下坡跑、下楼梯、从高处跳落等动作，相关肌群做 离心收缩可防止运动损伤2、等长收缩肌肉在收缩时，也可不引起运动，此时肌肉收缩产生力，但其长度 不变，称为静力收缩或等长收缩，此时不能引起关节的运动例如，抬 重物时力量太小抬不起来时，或屈肘拿物体保持不动时，肌肉收缩发力， 但关节保持不动，此时所做的工作是静力收缩。

静力收缩时，肌球蛋白 横桥循环利用产生力量，但由于外力太大以至于细肌丝不能被移动，粗 细肌丝还保持其正常结构，肌肉不能缩短如果有更多的运动单位被募 集，产生足够大的力，克服了阻力，静力收缩也会变成动力收缩特点：张力等于外加阻力，肌长度不变作用：支持、固定、维持某种身体姿势其固定功能为其他关节的 运动创立支点如：站立、悬垂、支撑等动作4、3种收缩形式的比拟（1）力量：收缩速度相同情况下，离心收缩产生的张力最大比 向心收缩大50乐 比等长收缩大25%）（2）肌肉酸痛：离心收缩疼痛最显著，等长收缩次之，向心收缩最 轻思考题试述骨骼肌收缩原理及收缩形式相对于细胞外来说，如果细胞内负电荷减少，细胞内外的电位差就 会降低，或者说细胞膜极化的情况减弱，那么称为细胞膜去极化细胞膜 去极化时，其电位差值并不一致，可以是在-70mV—OmV之间造成去极 化的原因通常是细胞膜对Na+的通透性增加所致与上述情况相反，如果细胞内负电荷增加，那么细胞膜内外的电位差 负值更大，因此细胞膜变得更为极化，这种现象称为超极化通常神经 元细胞在接收、传递和整合信息的过程中，细胞膜电位事实上是不断变 化的，而一般电位变化主要有两种形式：局部电流和动作电位，这两种 电流产生的原因都是离子移动所致。

3、局部电流局部电流只发生在细胞膜，它可能是去极化或者超极化细胞膜上 有不同离子通道，这些离子通道的开关可以让不同离子进出神经元细胞 大局部情况下，这种离子通道是关闭的，阻止离子自由进出，但是一旦 细胞受到刺激，离子通道翻开，离子便会自由地进出细胞这些离子的 流动会改变细胞膜内外离子的不平衡状态和极化的程度局部电流通常是神经元局部的环境改变所致细胞膜上的离子通道 通常会开启，可能因为另一神经元所传来的冲动，或是因为化学浓度、 温度或压力等感觉刺激，这与神经元的位置和种类有关先前提过大局部神经元接收信号的部位在树突（有少数在神经元胞 体），而神经冲动的传递通常从神经元的另外一端即轴突末梢开始因此, 神经冲动在一个神经元的传递必须通过整个神经细胞虽然局部电流可 以引起整个细胞膜的去极化，但是这种去极化不会传递非常远的距离， 神经元要将冲动传到末梢必须产生一个动作电位要点：神经冲动一般是从树突进入，经过细胞体传过整条神经轴突 到达轴突末端4、动作电位动作电位是在神经细胞膜产生的一个快速而非常强的去极化过程， 通常只持续1ms左右基木匕细胞膜电位先是从一70吓上升至+30mV, 然后迅速地回到静息时的状态，。

这种剧烈的电位变化是怎么产生的呢？所有的动作电位都起源于局部电流，刺激引起细胞膜去极化，其电 位变化至少升高15—20mV,动作电位方会产生或者说，当细胞膜静息 电位从-70mVi升到一50至一55mV时，便弓I发动作电位从局部电流转 变为动作电位时细胞膜的电位称为去极化阈电位如果细胞膜去极化的 幅度没有到达阈电位水平，就不会产生动作电位例如，细胞膜电位差 从静息时的-70面上升到-60m时,这10mV的电位改变没有到达阈电位 水平，就不会产生动作电位一旦去极化幅度到达或者超过了阈电位水 平，动作电位就会产生，这种现象称为全或无现象神经元轴突任何部位一旦产生了动作电位，Na+通道翻开，就不会对 另一个刺激发生反响，这段时间称为绝对不应期如果Na+通道关闭， K1通道翻开，这时产生复极化，神经元轴突会对另一个刺激产生反响, 但是刺激必须比平常大一些才能产生动作电位，这段时间称为相对不应 期5、动作电位的传递影响神经冲动经轴突传递的原因有两个，一是神经元有无髓鞘，二 是神经元的直径大小1)髓鞘许多神经元的轴突特别是大的神经元轴突外面都有髓鞘包裹髓鞘 是由髓形成的鞘，由脂肪分子组成，可以隔绝细胞膜产生绝缘效果。

它 通常由一种叫史旺氏细胞的特化细胞所形成髓鞘在轴突外围的包裹并不连续，每间隔一定距离，髓鞘之间便有 一空隙称为朗《结由于朗《结外没有髓鞘包裹，不绝缘，动作电位可 以在此引发，因此在有髓哨包裹的神经轴突上，动作电位就会从一个朗 飞结跳跃传递至另外一个朗飞结，这种传递方式称为跳跃式传递有髓 鞘神经纤维上动作电位比无髓鞘神经纤维传递速度快外周运动神经元髓鞘是在出生后几年之内慢慢形成，这也是为什么 小孩子需要一段时间去开展他们动作协调性的局部原因多发性硬化症, 就是神经髓鞘的慢慢退化，导致动作协调性受到影响的一种神经病变2)神经元的直径神经冲动的传导速度与神经元的直径大小有关神经越粗，电阻越 小，神经冲动传导速度越快相反，神经越细，电阻越大，神经冲动传 导速度越慢要点：神经冲动在较大且有髓鞘包裹的神经中传递速度可达100米 /秒，其速度比同样 直径但没有髓鞘包裹的神经快5〜50倍6、突触神经元细胞间的连接是通过突触联系的，动作电位从一个神经元细 胞通过神经突触传递到另外一个神经元突触分为机械性突触和化学性 突触两种形式，但是最普遍的是化学性突触，下面也以化学性突触为主经由突触传递动作电位的神经元称为突触前神经元，其轴突终端称 为突触前膜；相反，接受动作电位的神经元为突触后神经元，其前端有 突触后受体。