等長收縮:
肌肉收縮時長度保持不變而只有張力的增加。
要保持一定的體位,某些肌肉就必須做等長收縮,如做蹲起動作時,肩帶軀幹的肌肉發生等長收縮以保證軀幹的垂直姿勢。
等張收縮:
肌肉收縮時張力保持不變而只發生肌肉縮短。
如,推舉槓鈴,關節角度在120度時肱二頭肌收縮張力最大,關節角度在30度時收縮張力最小。
最常見的收縮形式是先等長收縮增加張力,當張力足以克服阻力時,再等張收縮而肌肉變短。
等長收縮利於機體維持姿勢,等張收縮可移動負荷作功。人體內經常是這兩種收縮形式不同程度的複合。
肌肉產生的張力分為主動張力與被動張力。
被動張力由肌肉的彈性所決定,前負荷(初長度)增加,肌肉被拉的越長,彈性回位的張力即被動張力就越大;
主動張力由收縮後的負荷大小所決定。
等長收縮應用為將物體提起開始——提起時(前負荷不變,後負荷變化)。等張收縮在實際情況中應用為將物體提起時——提起之後(後負荷不變)。
肌肉收縮效能是指肌肉收縮時產生的①張力大小、②縮短程度以及③產生張力或④縮短的速度。
影響「橫紋肌收縮效能」的因素包括:①前負荷、②後負荷、③肌肉收縮能力及④收縮的總和等。
前負荷:
指肌肉在收縮前所承受的負荷。
(前負荷約等於初長度)肌肉收縮存在最適初長度,一定範圍內肌肉收縮張力隨初長度增加而增大,但過度增加初長度則可使收縮張力下降。骨骼肌在體內所處的自然長度,大致相當於它們的最適初長。
後負荷:
指肌肉在收縮後所承受的負荷。
(數值上後負荷等於收縮張力)
後負荷為零時,發生等張收縮;隨著後負荷增大,先等長收縮後等張收縮;後負荷增加到使肌肉不能縮短時,發生等長收縮。
肌肉收縮能力:
指與前負荷和後負荷均無關的能影響肌肉收縮效能的肌肉內在特性。
如:興奮-收縮耦聯過程中胞質內Ca2+濃度的變化、與肌絲滑行有關的橫橋ATP酶活性等等。
收縮的總和(多纖維總和&頻率總和):
指肌細胞收縮的疊加特性,是骨骼肌快速調節其收縮效能的主要方式。
(1)多纖維總和(多運動單位總和):為空間總和形式。指參與同步收縮的運動單位數目的疊加。
運動單位的「大小原則」:運動單位有大小之分,
收縮較弱時,僅有少量、較小的運動單位發生收縮;
收縮增強,越來越多、越來越大的運動單位參加收縮。收縮張力也越來越大。
舒張時,最大的運動單位最先停止收縮,最小的運動單位則最後停止收縮。
(2)頻率總和:為時間總和形式。指提高骨骼肌收縮頻率而產生的疊加效應,是運動神經通過改變衝動發放頻率調節骨骼肌收縮形式和效能的一種方式。
頻率低時,發生單收縮:每次動作電位之後出現一次完整的收縮和舒張過程
頻率高時:發生強直收縮(不完全/完全),稱為肌肉痙攣(抽筋)
不完全強直收縮:後一次收縮過程疊加在前一次收縮過程的舒張期,產生的收縮總和。
完全強直收縮:後一次收縮過程疊加在前一次收縮過程的收縮期,產生的收縮總和。
骨骼肌幾乎都是完全性強直收縮,因為其動作電位持續時間很短,遠遠短於骨骼肌一次收縮時間。
心肌正常情況不發生強直收縮,因為心肌興奮性周期的有效不應期特別長,相當於整個收縮期和舒張早期。
插入一張肌肉收縮的示意圖