2013年初級護師輔導知識：肌肉收縮的力學

2013年初級護師輔導知識：肌肉收縮的力學

骨骼肌在體內(nèi)的功能，是受到刺激時產(chǎn)生縮短和/或張力。肌肉收縮時是以產(chǎn)生張力為主，還是以表現(xiàn)縮短為主，決定于肌肉的負荷條件和肌肉本身的機能狀態(tài)。 骨骼肌在體內(nèi)的功能，是受到刺激時產(chǎn)生縮短和/或張力。肌肉收縮時是以產(chǎn)生張力為主，還是以表現(xiàn)縮短為主，決定于肌肉的負荷條件和肌肉本身的機能狀態(tài)。

肌肉遇到的負荷有兩種：

1.前負荷（preload)，指肌肉收縮前已加于肌肉上的負荷。前負荷使肌肉收縮前被拉長到某一長度，即初長度（initial length)。

2.后負荷（afterload)，指肌肉收縮開始后遇到的負荷或阻力，它阻礙肌肉的縮短。后負荷存在時，肌肉首先通過增加張力以對抗后負荷， 這時肌肉不表現(xiàn)縮短而張力增加，稱為等長收縮（isometriccontraction)。只有當張力增加到足以對抗甚至超過后負荷時，肌肉才能開始縮短，且縮短一旦開始，張力就不再增加，這種收縮稱為等張收縮（isotonic contraction)。

綜上所述，影響肌肉收縮時作功能力或力學表現(xiàn)的因素有三個 醫(yī),學.全.在.線搜集,整理，即前負荷、后負荷和肌肉本身的功能狀態(tài)（即肌肉收縮能力)。

（一) 前負荷（或初長度)對肌肉收縮的影響 The effect of preload （ initial length) on muscular contraction

前負荷（或初長度)對肌肉收縮的影響固定后負荷，不斷增加肌肉的前負荷，即得到骨骼肌收縮的長度-張力曲線（length-tension relation)。隨著初長度的增加，肌肉的張力曲線分別經(jīng)歷了上升支、平臺和下降支。張力的大小與肌小節(jié)中粗細肌絲的重疊程度密切相關。如粗細肌絲完全不重疊，肌肉的張力為零；重疊過度，無法達到最大的橫橋結合率，張力也不能達到最大。只有當肌肉的初長度恰好使每個肌小節(jié)的長度為2.2μm左右，此時形成的橫橋與細肌絲結合位點數(shù)目最多，張力就達到最大（平臺)。我們知道肌小節(jié)中每根細肌絲的長度是1.0μm，兩根細肌絲之和為2.0μm，而肌小節(jié)的最適初長度并不等于2.0μm，而是2.2μm。這是因為粗肌絲中央（M線附近)沒有橫橋存在，即使細肌絲伸入到這個位置，也不能增加橫橋的結合效率。此外，上升支的前段斜率大、后段斜率小是因為：前段對應長度的肌小節(jié)中細肌絲不但越過M線，還與另一側的粗肌絲形成橫橋結合，因而張力隨長度上升的速率更大；后段對應的肌小節(jié)初長度較長，此時細肌絲的頭部在M線附近，形成的橫橋數(shù)目相對減少，使斜率變小。

（二)后負荷對肌肉收縮的影響 The effect of afterload on muscular contraction
 固定前負荷，觀察后負荷對肌肉收縮的影響。開始肌肉不能縮短，只表現(xiàn)張力的增加，即等長收縮；當張力增加到足以對抗后負荷時， 肌肉開始縮短，此時張力不再增加，即等張收縮（見下圖)。肌肉在后負荷條件下收縮時，總是張力產(chǎn)生在前， 縮短在后，而且后負荷越大醫(yī).學全在.線提供.，肌肉縮短前產(chǎn)生的張力越大，肌肉縮短出現(xiàn)的越晚，縮短的初速度和肌肉縮短的總長度越小。 紀錄不同后負荷下肌肉產(chǎn)生的張力和其開始縮短時的初速度作圖，即張力-速度曲線（force-velocity relation)�？梢姸�者呈反變關系。后負荷越大，肌肉縮短的速率越小。將曲線向上延長至后負荷為零，即得到理論上的最大縮短速度Vmax。

（三) 肌肉收縮能力對肌肉收縮的影響 Effect of contractility on muscular contraction
 缺氧、酸中毒、肌肉中能源物質ATP缺乏、蛋白質和橫橋功能特性的改變，都能降低肌肉收縮的效果；鈣離子、咖啡因、腎上腺素也可影響肌肉收縮機制而提高收縮效果。

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