第三节 肌肉的收缩形式与力学特征
一、肌肉的收缩形式
(一)缩短收缩
缩短收缩是指肌肉收缩所产生的张力大于外加的阻力时,肌肉缩短,并牵引骨杠杆做相向运动的一种收缩形式。缩短收缩时肌肉起止点靠近,又称向心收缩。依据整个关节运动范围肌肉张力与负荷的关系,缩短收缩又可分为非等动收缩和等动收缩两种。
非等动收缩:又称等张收缩,肌肉在收缩时,张力相等,长度发生改变的收缩。
等动收缩:肌肉在收缩时,负荷随着张力变化(负荷不定)。
等动收缩和非等动收缩区别:等动收缩时在整个运动范围内都能产生最大的肌张力,非等动收缩则不能。 等动收缩的速度可以根据需要进行调节。理论和实践证明,等动练习是提高肌肉力量的有效手段。
(二)拉长收缩
当肌肉收缩所产生的张力小于外力时,肌肉积极收缩但被拉长,这种收缩形式称拉长收缩。拉长收缩时肌肉起止点逐渐远离,又称离心收缩。
(三)等长收缩
当肌肉收缩产生的张力等于外力时,肌肉积极收缩但长度不变,这种收缩形式称等长收缩。肌肉没有做外功,但仍消耗很多能量。等长收缩是肌肉
静力性工作的基础,在人体运动中对运动环节固定、支持和保持身体某种姿势起重要作用。
二、肌肉收缩的力学特征
(一)肌肉收缩的张力与速度关系
后负荷:后负荷是肌肉开始收缩时所遇到的负荷或阻力。
张力-速度曲线:固定前负荷不变 , 让肌肉在不同的后负荷条件下进行等张收缩。把肌肉所产生的张力和缩短初速度绘成坐标曲线。张力与速度呈反变关系,是因为决定肌肉收缩力量和速度的机制不同。肌肉收缩力量取决于活化的横桥数目,而收缩速度取决于能量释放速率和肌球蛋白ATP酶的活性。而两者之间互相抑制,导致速度与力量呈反变关系。
( 二 ) 肌肉收缩的长度与张力关系
前负荷:肌肉收缩之前所遇到的负荷,决定于初长度。
初长度:肌肉收缩之前的长度。
在一定范围内,前负荷越大,初长度越长,粗细肌丝的有效重叠越多,肌肉收缩力量越大。当肌肉收缩达到最大时所对应的为最适前负荷和最适初长度。
(三)肌肉的做功、功率和机械效率
1.肌肉的做功
包括外功和内功。人体运动时既做外功又做内功。但通常所讲的肌肉做功,主要是指肌肉作的外功,即机械功。
2.肌肉收缩的功率
单位时间内肌肉所做的功叫功率。肌肉收缩的功率即爆发力。在运动实践中,要发挥肌肉的最大功率或产生最大爆发力,肌肉做功的理想负荷应是中等负荷,并以尽可能快的速度进行收缩。
3.肌肉收缩的机械效率
肌肉收缩时消耗的能量被转变为功和热。适宜的负荷和收缩速度时机械效率最高。