运动生理学
绪论
人体生理学是生命科学的一个分支，是研究人体生命活动规律的科学，是医学科学的重要基础理论学科。 运动生理学是生理学的分支。 生物体的生命现象主要表现为五个方面的基本特征：新陈代谢，兴奋性，应激性，适应性和生殖。 新陈代谢是生物体自我更新的醉基本的生命活动过程。 在生物体内可兴奋组织具有感受刺激、产生兴奋的特征，称为兴奋性。 在生理学中将这些可兴奋组织接受刺激后所产生的生物电反应过程及表现，称之为兴奋。 可兴奋组织有两种基本的生理活动过程：一种是由相对静止状态转变为活动状态，或是兴奋性由弱变强。另一种是由活动状态转变为相对静止状态，或是兴奋性有强变弱。，这种活动是郁制活动。 机体或一切活体组织对周围环境变化具有发生反应的能力或特性称为应激性。 具有兴奋性的组织必然具有应激性，而具有应激性的组织不一定具有兴奋性。 生物体对适应这种环境能力，称为适应性。 细胞新陈代谢所需要的养料由细胞外液提供，细胞的代谢产物也排到细胞外液中，通过细胞外液再与外环境发生物质交换。因此，细胞外液被称为机体的内环境。 神经调节是指在神经活动的直径参与下所实现的生理机能调节过程，是人体最重要的调节方式。 某些组织细胞所产生的某些化学物质或代谢产物，可借助于血液循环的运输，到达全身或某一器官和组织，从而引起某些特殊的生理反应。这种调节过程是通过体液的运输来实现的，因而称为体液调节。 神经调节特点是比较迅速而精确，体液调节特点是比较缓慢、持久而弥散，两者相互配合使生理功能调节更趋于完善。 除了需要神经调节、体液调节等各种调节外，各生理功能活动会按一定的时间顺序发生周期性变化，这种生理机能活动的周期性变化，称为生物的时间结构，或称为生物节律。 生物的节律可按其发生的频率高低分为近似昼夜节律、亚日节律和超日节律三大类。 人体的各种功能调节功能可分为三种控制系统：非自动控制系统、反馈控制系统、前馈控制系统。 反馈系统:在控制系统中，控制部分不断受受控制部分的影响，即受控制部分不断有反馈信息返回输入给控制部分，并改变它的活动，这种控制系统称为反馈系统。反馈系统具有自动控制能力。 如果受控部分的反馈信息能减弱控制部分活动，这样的反馈称为负反馈。负反馈的可逆的，是维持人体生理机能活动经常处于稳态的重要调节机制。如，在人体正常体温、血压、心率和某些激素水平等指标的维持过程中，负反馈调节发挥着重要作用。 运动生理学研究的基本方法：实验研究法。 研究水平：整体水平研究；器官、系统水平研究；细胞、分子水平研究。 研究方法：动物试验法、人体实验法。 第一章 骨骼肌的机能 肌细胞是肌肉的基本结构和功能单位。 每个肌细胞含有数百至数千条与肌纤维长轴平行排列的肌原纤维。肌原纤维直径约1-2微米，纵贯肌细胞全长。 肌原纤维由粗、细两种肌丝按一定规律排列而成。 肌原纤维由间两种不同的小管系统：即横小管系统和纵小管系统。 肌质网在接近横小管处形成特殊的膨大，称为终池。 每一个横小管和来自两侧的终末池构成复合体，称为三联管结构。 粗肌丝主要由肌球蛋白组成。一条粗肌丝中约有200个肌球蛋白分子。每个肌球蛋白分子呈双头长杆状。许多肌球蛋白的杆状部分集束构成粗肌丝的主干，其头部向外突出，形成横桥。 横桥部具有ATP（三磷酸腺苷）酶活性，可分解ATP而获得能量，用于横桥的运动。在一定条件下，头部可与细肌丝上的肌动蛋白呈可逆结合。 细肌丝主要由肌动蛋白、原肌球蛋白和肌钙蛋白组成。 肌动蛋白单体呈球状。许多G-肌动蛋白单体以双螺旋聚合成纤维状肌动蛋白，构成细肌丝的主干。 原肌球蛋白也呈双螺旋状，位于F-肌动蛋白的双螺旋沟中并与其松散结合。在安静状态下，原肌球蛋白分子位于肌动蛋白的活性位点之上，阻碍横桥与肌动蛋白结合。 肌钙蛋白是含有三个亚单位的复合体。亚单位I、亚单位T、、和亚单位C分别对肌动蛋白、原肌球蛋白和Ca2+具有高亲和力。肌钙蛋白的作用之一是把原肌球蛋白附着于肌动蛋白上。 当细胞内Ca2+浓度增高时，肌钙蛋白亚单位C与Ca2+结合，引起整个肌钙蛋白分子构型改变，进而引起原肌球蛋白分子变构，暴露肌动蛋白分子上的活性位点使肌动蛋白与横桥得以结合，最终导致肌纤维收缩。 细胞处于安静状态时，细胞膜内外所储存在的电位差称为静息电位。这种电位差存在于细胞膜两侧，又称跨膜电位（膜电位）。 静息电位相对恒定，哺乳类动物神经细胞的静息电位绝对值为70-90mV。若以细胞膜外电位为零，细胞膜内电位则为-70—90mV。 离子学说认为：1.细胞内外各种离子的浓度分布是不均匀的。2.细胞膜对各种离子通透性具有选择性。 可兴奋细胞兴奋时，细胞内产生的可扩布的电位变化称为动作电位。动作电位是一个连续的电位变化过程。 动作电位的变化过程：静息相，去极相，复极像。 在静息时细胞处于极化状态。极化状态是指细胞膜内外存在外在正负的电位差，即静息电位的状态。这是动作电位的初始状态。 细胞膜的静息电位由-90mV减小到0mV的过程被称为去极化，去极化是膜电位消失的过程：细胞膜电位由0mV转变为外负内正的过程称为反极化。反极化的电位幅度称为超射。 动作电位的上升支很快从顶点（+30mV），快速下降，膜内电位由正变负，直到接近静息电位的水平，形成曲线的下降支，称为复极化时相。复极化是指在去极化的前提下膜极化状态的恢复。 动作电位的特点：全或无现象：不衰减性传导：脉冲式。 动作电位的产生原理：在安静时膜上Na+通道关闭。当细胞受到刺激时，膜上的Na+通道被激活而开放，Na+顺浓度梯度瞬间大量内流，细胞内正电荷增加，导致电位急剧上升，负电位从静息电位水平减小到消失，进而出现膜内为正膜外为负的电位变化，形成锋电位的上升支，即去极化和反极化时相。当膜内正电位所形成的电场力增大到足以对抗Na+内流时，膜内电位达到一个新的平衡点，即Na+内流停止。 动作电位一旦在细胞膜的某一点产生，就沿着细胞膜向各个方向传播，直到整个细胞膜都产生动作电位为止。这种在单一细胞上动作电位的传播叫传导。如果发生在神经纤维上，动作电位的传导是双向的。 动作电位是越过每一段带髓鞘的神经纤维呈跳跃式传导的。动作电位在有髓神经纤维上的传导速度要比在无髓神经纤维上快的多。 细胞间的兴奋传递有两种情况：1.神经细胞之间的兴奋传递；2.神经细胞与神经细胞之间的兴奋传递。 神经-肌肉接头的结构又称运动终板。也是一直突触。 滑行学说认为：肌肉的缩短是由于肌小节中细肌丝在粗细丝之间滑行造成的。 肌原纤维的兴奋—收缩耦联 通常把以肌细胞膜的电变化为特征的兴奋过程和以肌丝滑行为基础的收缩过程之间的中介过程称为兴奋-收缩耦联。 兴奋通过横小管系统传导到肌细胞内部；三联管结构处的信 息传递；肌质网对Ca2+再回收。 骨骼肌的生理特性：收缩性；兴奋性。 骨骼肌的兴奋条件：1.基强度：引起组织兴奋的最小电流强度；2.阀强度：单位时间内，引起组织兴奋的最小刺激强度；3.利用时：用基强度刺激，引起所需要的最短时间；4.时值：以两倍基强度刺激组织引起组织兴奋的最短时间；5.刺激变化率，同样电流强度，变化率越大越容易引起组织兴奋。 骨骼肌根据刺激频率划分：单收缩；强直收缩；不完整型收缩；完整型收缩。 根据肌肉收缩时的长度变化划分：向心收缩；等长收缩；离心收缩和等动收缩。 心肌绝不引起强直收缩。 同一块肌肉在收缩速度相同的情况下离心收缩可产生最大张力，肌肉做退让性工作。 骨骼肌收缩的力学表现： 绝对肌力：肌肉最大收缩时所产生的张力。 相对肌力：肌肉单位横断面积所具有的肌力。 绝对力量：一个人所能举起的最大重量。 相对力量：绝对力量除以体重。 肌肉收缩速度与张力呈反比例曲线关系。 肌肉力量增加可以提高运动速度。 一个ɑ-运动神经元和受其支配的肌纤维所组成的最基本的肌肉收缩单位成为运动单位。 一般说来，一个运动单位中的肌纤维数目越少就越灵活，而越多则产生的张力越大。 参与活动的运动单位数目与兴奋频率的结合，称为运动单位动员（MUI） 当肌肉做持续最大收缩时，MUI可以达到最大水平，肌肉力量会随收缩时间的延长而下降，但MUI基本保持不变。 肌纤维类型的分类：I型（红肌-慢肌ST）II型（白肌-快肌FT）一红二白 几种划分肌纤维类型的方法：根据收缩速度，可将肌纤维分为快肌纤维和慢纤维；2.根据收缩及代谢特征，可将肌纤维划分为快缩、糖酵解型，快缩、氧化、糖酵解型和慢缩、氧化型；3.根据收缩特性及色泽，也可将肌纤维划分为快缩白、快缩红和慢所红三种类型；4.布茹克司将肌纤维分为三个亚型：Ia、IIb、IIIc。 耐力训练可引起慢肌纤维选择性肥大，速度、爆发力训练可引起快肌纤维选择性肥大。 肌纤维对训练的适应还表现为肌肉中有关酶活性的有选择性增强。 第二章 血液 血液→血浆（水、溶质）溶质→（血浆蛋白、非蛋白质的其他有机物、电解质）血浆蛋白→（纤维蛋白原、白蛋白、球蛋白） 血液→血细胞（红细胞、白细胞、血小板）白细胞→（有粒白细胞、无粒白细胞）有粒白细胞→（中性粒细胞、嗜碱粒细胞、嗜酸粒细胞）无粒白细胞（单核细胞、淋巴细胞）。 血液是一种粘滞的液体，有血细胞和血浆组成。血细胞也称血液的有形成分，包括红细胞、白细胞和血小板。血浆是血细胞以外的液体部分。 从血管中抽取出的血液一般是全血。 健康成人的红细胞比容，男子约为40%-50%，女子约为37%-48%。血小板和白细胞约占全血的1%。 人体内含有大量的液体，即人体内的水分和溶解于水中的各种物质，统称为体液。约占体重的60%-70%。 内环境：细胞赖以生存的体内环境。为了区别人体生存的外界环境，把细胞外液称为机体的内环境。 内环境稳定的意义：保证细胞的正常代谢、正常的兴奋性、正常的机能活动。 血液的功能：维持内环境的相对稳定；运输作用；调节作用（激素的运输，调节体温）；防御和保护作用（白细胞、血小板、抗体）。 血液的理化特性，颜色和比重 血液的颜色决定于红细胞内的血红蛋白的含量。动脉血含氧多，呈鲜红色；静脉血含氧少，呈暗红色；皮肤毛细血管的血液近似鲜红色。血浆和血清因含胆红质，故呈淡黄色。正常人全血的比重约为1.050-1.060之间，全血液的比重主要取决于红细胞的数量和血浆蛋白的含量。 液体的粘滞性和流动性互成为反比关系，即粘滞性越大流动性越小。正常人血液的粘滞性约为蒸馏水的4-5倍，血浆约为蒸馏水的1.6-2.4倍。 粘滞性：血液的粘滞性主要取决于红细胞的数量和血浆蛋白的含量。 正常人血液PH值为7.35-7.45，均值7.4，极限6.9-7.8. 碱储备：代表缓冲酸的能力，通常以100ml血液中NaHCO3的含量来表示。 碱储备是一个很重要的生理生化指标，它能反映身体在运动时的缓冲能力，从而了解体内的新陈代谢情况。经常锻炼的人可使血液的缓冲能力提高，碳酸酐酶的活性增强。 渗透压是一切溶液所固有的一种特性，它是由溶液中溶质分子运动造成的。 渗透：水分子通过半透膜向溶液扩散的现象称为渗透现象。 血浆渗透压由两部分构成：晶体渗透压；胶体渗透压。 晶体渗透压：维持细胞形态； 胶体渗透压：白蛋白（主要）、各种蛋白，维持血容量。 等渗溶液—0.9%NaCL溶液、5%葡萄糖。 高渗溶液—10%葡萄糖溶液 细胞在此溶液中会发生皱缩现象。 低渗溶液—细胞在此溶液中会发生破裂现象，若是红细胞则称为溶血。 在正常情况下NaHCO3:H2CO比值为20:1 意义：维持细胞内外水分交换；保持RBC正常形态和功能；调节毛细血管内外水分的交换和维持血浆容量。 第二节 运动对血量的影响 血量占体重的7%-8%，4200ml-5000ml。 体内的血量包括：循环血量和储存血量（静脉血）。 一次失血超过总量的1/3即有生命危险。一次失血不超过全血量10%（300-400ml）没有明显影响。因为：水分、无机盐1-2小时即可偿；血浆蛋白24小时即可补偿；红细胞和HB 3周或1月即可补偿。 运动时的血量改变 短时间运动—循环血量增加（主要储存血量大量释放入循环中）。 长时间运动—循环血量减少，血液浓缩（大量出汗使血容量减少）。 第三节 运动对血细胞的影响 正常成熟的红细胞没有细胞核，圆而扁，边缘厚，中间凹直径6-9微米，寿命120天。 数量：男子450-550万个/立方毫米；女子380-460万个/立方毫米。 一次短时间运动后，红细胞数量增加（储存血量入循环血液中）。长时间运动训练：运动性贫血（耐力项目）； 红细胞压积降低，Hb含量减少。 影响红细胞变形能力的因素：红细胞表面积与容积的比值；2红细胞内部黏度；3红细胞膜的弹性。 运动对白细胞的影响： 白细胞：无色，有核，体积比红细胞大。根据形态可分为：颗粒和无颗粒两大类。白细胞是机体实施免疫功能的最重要的部分，白细胞数量的变化直接影响机体的免疫功能。 正常人安静时血液中白细胞数为每立方毫米4000-10000个。中毒时相分两个阶段：再生阶段（大量增加）和变质阶段（大量减少） 血小板：体积最小，无核，寿命8-12天，数量10-30万/立方毫米，功能：促进止血，加速凝血。 血小板的生理特性主要表现：粘着，聚焦，释放，收缩和吸附。一旦失常，血小板的功能就发生混乱。血小板粘附性和聚集性的变化
第一章 骨骼肌机能
一、名词解释
1. 肌小节：两条Z之间的结构和功能单位，称之为肌小节。
2. 肌管系统：是骨骼肌兴奋引起收缩耦联过程的形态学基础，由横小管系统和纵小管系统
组成。 3. 横小管系统：是肌细胞膜从表面深入肌纤维内部的膜小管系统。 4. 纵小管系统：肌细胞内围绕每条肌原纤维所形成的花边样的网状结构，又称肌质网。
5. 终池：肌质网在接近横小管处形成特殊的膨大，称为终池。
6. 三联管：每一个横小管和来自两侧的终末池构成的复合体，称为三联管。
7. 生物电：一切可兴奋组织的细胞都存在电活动，这种电活动是由于细胞膜内外的离子运
动造成的，通常把细胞膜的电位变化称为生物电。 8. 静息电位：细胞处于安静状态时，细胞膜内外所存在的电位差称为静息电位。这种电位
差存在于细胞两侧，故又称跨膜电位。若以细胞膜外电位为零，细胞膜内电位则为 -70～
-90mV 9. 动作电位：可行分析不兴奋时，细胞膜上产生的可扩布的电位变化称为动作电位。
10. 极化状态：指细胞膜内外存在外正内负的电位差，即静息电位的状态，它是动作电位的初始状态。 11. 去极化：细胞膜的电位由极化状态，即静息电位从-70～-90mV减小到0mV的过程被称
为去极化，去极化是膜电位消失的过程。 12. 反极化：细胞膜去极化后，膜电位由0mV转变为外负内正的过程，即膜电位发生反转
的过程称为反极化。 13. 超射：在动作电位过程中，细胞膜去极化后会发生反极化反极化的电位幅度称为超射。
14. “全或无“现象：任何刺激一旦引起膜去极化达到阈值，动作电位就会立刻产生，它一
旦产生就达到最大值，动作电位的幅度也不会因刺激加强而增大，这种现象称为“全或
无”。 15. 局部电流：当可兴奋细胞发生动作电位时，膜出现反极化，会产生局部的电流流动，其流动的方向在膜外是由未兴奋点流向兴奋点，在膜内是由兴奋点流向未兴奋点，这种局
部流动的电流称为局部电流。 16. 运动终板：神经—肌肉接头的结构又称为运动终板，也称神经肌肉接头。运动终板包括
运动生理学重点总结
第一章 骨骼肌的功能
一、 名词解释
1.肌小节：两条Z线之间的结构，是肌纤维基本的结构和功能单位。
2.神经—肌肉接头：兴奋由神经传到肌肉的结构装置。
3.运动单位：一个X运动神经元和受其支配的全部肌纤维所组成的最基本的肌肉收缩单位。
二、 简答题
1. 简述肌肉兴奋收缩偶联的过程？
答：肌细胞膜电变化为特征的兴奋过程和以肌丝滑行为基础的收缩之间的中介过程：
（1）肌膜产生AP（动作电位），由横管传到三联管；
（2）肌浆网中Ca2+的释放，使终池膜上的钙通道开放，终池内的Ca2+顺浓度梯度进入肌浆，触发肌丝滑行，肌细胞收缩；
（3）肌质网对Ca2+的再回收，肌肉舒张。
2.简述骨骼肌收缩舒展的分子结构？
答：兴奋——收缩耦联；肌丝滑行；骨骼肌舒张机制。
3.简述骨骼肌的收缩形式及相互间的区别？
答：收缩形式：
（1）向心收缩——肌肉收缩时，长度缩短的收缩。
（2）等动收缩——在整个关节运动范围内肌肉以恒定的速度，且肌肉收缩时产生的力量始终与阻力相等的肌肉收缩。
（3）离心收缩——肌肉在收缩时，肌力小于阻力，长度变长的收缩。
（4）超等长收缩——骨骼肌工作时光做离心式拉长，继而做向心式收缩的一种复合式收缩形式。
区别：同一块肌肉，在收缩速度相同的情况下，离心收缩可产生最大的肌力。
缩短收缩对机体主要起加速作用，拉长起减速作用，等长收缩起、、
固定姿势作用。
4.简述肌纤维的分类及特点？
答：（1）按收缩速度分类：快肌纤维、慢肌纤维
（2）按肌纤维的颜色：白肌纤维、红肌纤维
如果结合收缩速度来分：快缩白、快缩红、慢缩红
（3）按肌肉收缩及代谢特点：快缩---糖酵解型、快缩氧化---
第一章 骨骼肌收缩
第一节 肌纤维的结构
肌纤维通其他细胞一样，有细胞膜、细胞核、细胞质、细胞核。肌浆中除含有丰富的线粒体，糖原和脂滴外，还充满平行排列的肌原纤维和复杂的肌管系统，这是骨骼肌细胞在结构上的主要特点。
一 肌緣纤维和肌节
明带和暗带在横向上都位于相同的水平，因而整个肌细胞也呈现明暗交替的横纹。骨骼肌也叫横纹肌。暗带中有一块相对较亮的区域，称为H带，其中央有条横向的线称为M线。
第二节 骨骼肌细胞的电活动
一、细胞的静息电位及其产生机制
一）细胞的静息电位
静息电位是一种稳定的直流电位，人们把静息电位存在时细胞膜外正内负的状态称为极化，当静息时膜内外电位差的数值向膜内负值加大的方向变化时，称为膜的超极化；相反当膜内电位向负值减少的方向变化称为去极化；细胞膜去极化后再向正常安静时膜内所处的负值恢复的过程称为复极化。
细胞水平的电活动主要表现在细胞膜的两侧点位差的改变，因而也称为跨膜电位。
二）静息电位产生的机制：由于细胞膜内Na+、K+的分布不均匀和细胞膜具有选择透过性
静息电位实际上是K+的平衡电位
二细胞的动作电位及产生机制
一）细胞的动作电位：当受到一个适当的刺激，膜电位发生迅速的一过性波动称为动作电位。
二）动作电位的产生机制 Na+的平衡电位？
三、动作电位的传导
动作电位的特征：1双向传平2安全相对不疲劳性，绝缘3不衰减
四 神经-肌肉接头的兴奋传递？
二）兴奋在神经-肌肉接头的传递
当运动神经元兴奋时，冲动沿神经纤维传至轴突末梢，使走图末梢去极化，改变了神经膜的通透性，使细胞外液中部分Ca2+进入轴突末梢（接头前膜），引起轴浆中200~300个突触小泡在接头前膜处出胞，释放出乙酰胆碱进入接头间隙。当乙酰胆碱经接头间隙到达终版膜表面时，立即与中版膜上的乙酰胆碱受体相结合，引起膜对Na+、K+的通透性改变而导致去极化，进而触发一个可传导的动作电位，沿肌膜传导到整个肌纤维，引起肌纤维收缩。
