1、肌肉的種類及特點肌肉的種類及特點 動物的肌肉分三類：動物的肌肉分三類： 骨骼肌、心肌和平滑肌。骨骼肌、心肌和平滑肌。 骨骼肌、心肌是橫紋肌，有明暗相間的骨骼肌、心肌是橫紋肌，有明暗相間的條紋，但條紋，但結構結構、功能功能以及以及力學性質力學性質不同。不同。 肌肉既具有一般軟組織材料的肌肉既具有一般軟組織材料的力學性質力學性質拉伸承載、變形、松弛拉伸承載、變形、松弛和蠕變，又有其獨具特性和蠕變，又有其獨具特性 主動主動收縮產生張力。收縮產生張力。主動張力是怎樣產生的？主動張力是怎樣產生的？骨骼肌：在神經、電、化學刺激下產生主動收縮。骨骼?。涸谏窠?、電、化學刺激下產生主動收縮。心?。涸诟]房結發出的

2、電信號下產生主動收縮。心?。涸诟]房結發出的電信號下產生主動收縮。平滑肌：自發的主動收縮。不受自主神經控制。平滑?。鹤园l的主動收縮。不受自主神經控制。人體內臟器均由平滑肌組成，如腸、肝、脾、腎。人體內臟器均由平滑肌組成，如腸、肝、脾、腎。 但不同的器官平滑肌的組織結但不同的器官平滑肌的組織結構、功能及力學性質有顯著差異，構、功能及力學性質有顯著差異，很難用統一標準刻畫它。很難用統一標準刻畫它。 根據肌肉產生張力時的狀態不同，根據肌肉產生張力時的狀態不同，分為：分為：松弛狀態：肌肉未受到神經脈沖、松弛狀態：肌肉未受到神經脈沖、 電、化學等電、化學等 刺激時。此時肌肉的張力稱為被刺激時。此時肌肉的張

3、力稱為被 動張力或松弛態下張力。動張力或松弛態下張力。激活狀態：肌肉受到神經脈沖、激活狀態：肌肉受到神經脈沖、 電、化學等刺電、化學等刺 激時。此時肌肉主動收縮產生主動力。激時。此時肌肉主動收縮產生主動力。 肌肉（骨骼?。┦侨思∪猓ü趋兰。┦侨梭w運動系統重要的組成部體運動系統重要的組成部分，是人體運動的動力來分，是人體運動的動力來源?？梢哉f肌肉在生物力源?？梢哉f肌肉在生物力學研究中是最具吸引力、學研究中是最具吸引力、最有挑戰性的研究領域。最有挑戰性的研究領域。肌肉的力學性質十分復雜，肌肉的力學性質十分復雜，它跟組成肌肉各種成份的它跟組成肌肉各種成份的力學特性有關，迄今為止力學特性有關，迄今為止

4、人們仍然在不斷的研究和人們仍然在不斷的研究和探索之中。探索之中。 第一節第一節 骨骼肌的特點、構成及收縮原理骨骼肌的特點、構成及收縮原理一骨骼肌特點一骨骼肌特點 骨骼肌組成動物軀體的主要部分，也是動骨骼肌組成動物軀體的主要部分，也是動物運動的發動機，其運動受自主神經控制。在物運動的發動機，其運動受自主神經控制。在顯微鏡下，可看到骨骼肌明暗相間的條紋，故顯微鏡下，可看到骨骼肌明暗相間的條紋，故又稱橫紋肌。又稱橫紋肌。 神經脈沖、電脈沖或化學刺激下，肌肉收縮神經脈沖、電脈沖或化學刺激下，肌肉收縮產生張力，每次激發可持續數十至數百毫秒。產生張力，每次激發可持續數十至數百毫秒。 骨骼肌的最大特點骨骼肌

5、的最大特點: : 刺激頻率越高，產生的張力越大。當頻率足刺激頻率越高，產生的張力越大。當頻率足夠高（高于夠高（高于100Hz100Hz）時，張力達到最大值，且不再）時，張力達到最大值，且不再也不隨時間而改變，這種狀態稱為攣縮或強直。也不隨時間而改變，這種狀態稱為攣縮或強直。 收縮力不隨時間和頻率變化收縮力不隨時間和頻率變化攣縮攣縮 骨骼肌的另一個特點是松弛態下（沒有載荷）骨骼肌的另一個特點是松弛態下（沒有載荷）應力很小，可以忽略不計。應力很小，可以忽略不計。LOAD=0二二. . 骨骼肌的基本結構：骨骼肌的基本結構： 骨骼肌由平行排列的許多肌束組成，骨骼肌由平行排列的許多肌束組成，肌束中包含著

6、許多平行排列的肌纖維。肌束中包含著許多平行排列的肌纖維。肌纖維是構成肌肉的基本單位，它本身肌纖維是構成肌肉的基本單位，它本身是個細胞，含有多個細胞核。直徑是個細胞，含有多個細胞核。直徑10106060，長度從數毫米至數厘米不等，有，長度從數毫米至數厘米不等，有時可長達時可長達3cm3cm。 肌細胞核在細胞膜下方，肌細胞肌細胞核在細胞膜下方，肌細胞質內有許多成束排列的肌原纖維，直質內有許多成束排列的肌原纖維，直徑約徑約11。 肌原纖維是肌細胞特有的重要組肌原纖維是肌細胞特有的重要組成部分，它是肌肉細胞的收縮單位。成部分，它是肌肉細胞的收縮單位。 肌原纖維的組成：肌原纖維的組成： 由兩種粗、細肌交

7、錯對插排列而成，較粗由兩種粗、細肌交錯對插排列而成，較粗的叫肌漿球蛋白，也稱肌球蛋白，直徑約的叫肌漿球蛋白，也稱肌球蛋白，直徑約1.21.21010-6-6cmcm。較細的叫肌動蛋白，直徑約為。較細的叫肌動蛋白，直徑約為5 51010-7-7。 肌原纖維結構：肌原纖維結構：肌絲的分子組成和橫橋運動肌絲的分子組成和橫橋運動 粗肌絲：粗肌絲： 由肌凝蛋白組成由肌凝蛋白組成肌球蛋白（肌漿蛋白）結構肌球蛋白（肌漿蛋白）結構每一根粗肌絲上有許多細小的橋樣突起，每一根粗肌絲上有許多細小的橋樣突起，稱橫橋，在粗肌絲上作螺旋狀成對排列。稱橫橋，在粗肌絲上作螺旋狀成對排列。 細肌絲：細肌絲： 由肌纖蛋白、原肌凝

8、蛋白、肌鈣蛋白質組成由肌纖蛋白、原肌凝蛋白、肌鈣蛋白質組成三三. . 肌肉收縮的纖維滑移理論：肌肉收縮的纖維滑移理論： 肌肉松弛時，肌漿球蛋白分子的頭部肌肉松弛時，肌漿球蛋白分子的頭部貼近肌動蛋白纖維上，但沒有接觸。受刺貼近肌動蛋白纖維上，但沒有接觸。受刺激時，頭部突起，橫橋粘接于肌動蛋白纖激時，頭部突起，橫橋粘接于肌動蛋白纖維上，產生張力，橫橋使肌漿球蛋白纖維維上，產生張力，橫橋使肌漿球蛋白纖維和肌動蛋白纖維之間發生相對滑動移。然和肌動蛋白纖維之間發生相對滑動移。然而兩種纖維本身長度不變，因而肌纖維節而兩種纖維本身長度不變，因而肌纖維節收縮，肌肉也隨之收縮作功。收縮，肌肉也隨之收縮作功。第二

9、節第二節 HillHill方程方程 與心肌、平滑肌相比，對骨骼肌的研與心肌、平滑肌相比，對骨骼肌的研究較為深入，因為有：究較為深入，因為有： Hill方程方程可描述骨骼肌的力學性質?？擅枋龉趋兰〉牧W性質。1. Hill模型模型可描述骨骼肌的功能狀態?？擅枋龉趋兰〉墓δ軤顟B。 Hill Hill方程是肌肉力學中最有名的方程，方程是肌肉力學中最有名的方程，是骨骼肌力學的基礎。是骨骼肌力學的基礎。來源：青蛙的縫匠肌實驗來源：青蛙的縫匠肌實驗描述：骨骼肌在描述：骨骼肌在強直狀態下強直狀態下快速釋放時快速釋放時 張力張力T T和縮短速率和縮短速率V V之間之間的關系。的關系。實驗方法：實驗方法： 一根

10、骨骼肌固定長一根骨骼肌固定長度為度為L L0 0，張力為，張力為T T0 0，在強，在強直狀態下將肌束突然放松直狀態下將肌束突然放松到新的長度到新的長度L L，L LL L0 0，T TT T0 0。釋放后，立即測量縮。釋放后，立即測量縮短速率短速率V=V=dL/dtdL/dt，以及，以及張力張力T T，那么，那么T T和和V V之間的之間的經驗關系就是經驗關系就是HillHill方程。方程。 它的數學表達式為：它的數學表達式為： （V+bV+b）（）（T+aT+a）=b=b（T T0 0+a+a） 式中式中a a、b b、T T0 0為三個獨立的常數，為三個獨立的常數，這些常數都是肌肉的初始

11、長度這些常數都是肌肉的初始長度L L0 0、溶、溶液的溫度和成分，鈣離子濃度以及藥液的溫度和成分，鈣離子濃度以及藥品等因素的函數。品等因素的函數。 Hill Hill方程也可寫成如下形式方程也可寫成如下形式: :V=bV=b（T T0 0T T）/ /（T Ta a）T=T=（bTbT0 0aVaV）/ /（V Vb b） = a= a（V V0 0V V）/ /（V Vb b） 若若T=0T=0，則，則V V達到最大值達到最大值V V0 0，且，且 V V0 0=bT=bT0 0/a/aHillHill方程的使用條件：方程的使用條件： 1. 1. 骨骼肌骨骼肌 2. 2. 強直狀態強直狀態

12、3. 3. 快速釋放快速釋放Hill方程不能描述：方程不能描述： 1.肌肉未受刺激，沒有主動收縮時的狀況。肌肉未受刺激，沒有主動收縮時的狀況。 2.單收縮狀態單收縮狀態 3.緩慢釋放緩慢釋放第三節第三節 HillHill的三元素模型的三元素模型收縮元素：收縮元素：它描述激活態下肌肉的它描述激活態下肌肉的力學性質。在靜息狀態時為零，但力學性質。在靜息狀態時為零，但受刺激后可縮短，它能夠反應粗肌受刺激后可縮短，它能夠反應粗肌絲與細肌絲相對運動形成的張力，絲與細肌絲相對運動形成的張力，即主動張力部分。即主動張力部分。 并聯彈性元：并聯彈性元：它表示松弛態下肌肉它表示松弛態下肌肉的力學性質，其本構方程

13、可描述被的力學性質，其本構方程可描述被動張力部分。動張力部分。串聯彈性元：串聯彈性元：它表示二種肌絲、橫它表示二種肌絲、橫橋、橋、Z Z盤以及結締組織本身固有的盤以及結締組織本身固有的彈性。彈性。 被動張力：被動張力：松弛態下（不受刺激），松弛態下（不受刺激）， 肌肉沒有收縮時的張力。肌肉沒有收縮時的張力。主動張力：主動張力：肌肉受到刺激（不是負載），肌肉受到刺激（不是負載）， 由于主動收縮產生的張力。由于主動收縮產生的張力。 Hill Hill模型描述了模型描述了HillHill方程不能描述方程不能描述的狀態。的狀態。HillHill模型表明了活的肌肉由三模型表明了活的肌肉由三個元素組成，它

14、可以描述一個比較真實個元素組成，它可以描述一個比較真實的骨骼肌。的骨骼肌。Hill模型使用條件：模型使用條件： 1.主動張力、被動張力可分開，彼此主動張力、被動張力可分開，彼此 獨立，即收縮狀態不影響松弛狀態。獨立，即收縮狀態不影響松弛狀態。 2.松弛態下的應力很小，可忽略。松弛態下的應力很小，可忽略。第四節第四節 肌肉的張力肌肉的張力一一. 肌纖維長度肌纖維長度張力關系張力關系 肌纖維被牽拉或縮短時張肌纖維被牽拉或縮短時張力的變化主要歸因于肌節結構的力的變化主要歸因于肌節結構的變化。變化。張力張力 當肌節處于松弛當肌節處于松弛狀態，靜息長度狀態，靜息長度（2.02.25m)時時，肌肉能，肌肉

15、能產生最大的張力，產生最大的張力，因因為為這時粗細肌絲相互這時粗細肌絲相互重疊得最充分，橫橋重疊得最充分，橫橋的數量最多。的數量最多。 如果肌肉被拉長如果肌肉被拉長超過了靜息長度，張超過了靜息長度，張力也逐漸下降。力也逐漸下降。因為因為此時肌節被拉長，肌此時肌節被拉長，肌絲間的接觸少張力會絲間的接觸少張力會降低。肌節的長度約降低。肌節的長度約為為3.6m3.6m時，肌絲間時，肌絲間幾乎沒有重疊，所以幾乎沒有重疊，所以不能產生主動張力。不能產生主動張力。如果肌纖維的長度如果肌纖維的長度過短，張力開始慢過短，張力開始慢慢下降然后迅速降慢下降然后迅速降低。低。因為因為肌絲過度肌絲過度重疊干擾了橫橋的

16、重疊干擾了橫橋的形成。肌節的長度形成。肌節的長度小于小于1.65m1.65m時，粗時，粗肌絲滑到了肌絲滑到了Z Z線，這線，這時張力大幅度降低。時張力大幅度降低。張力張力二二. .負荷負荷- -速度關系速度關系 肌肉向心縮短或離心收縮延長的速肌肉向心縮短或離心收縮延長的速度與恒定的負荷之間存在一定的關系。度與恒定的負荷之間存在一定的關系。向心縮短向心縮短離心收縮離心收縮等長收縮等長收縮肌肉縮短，肌肉縮短，產生關節運動產生關節運動肌肉伸長，使關肌肉伸長，使關節運動減慢節運動減慢肌肉不變，保持肌肉不變，保持一定姿勢一定姿勢 肌肉向心收縮時縮短的速度與所受外肌肉向心收縮時縮短的速度與所受外界負荷成反

17、比關系。界負荷成反比關系。當當外界負荷為零時，肌肉縮短的速度最快：外界負荷為零時，肌肉縮短的速度最快：隨隨著負荷逐漸增加，肌肉縮短的越來越慢；著負荷逐漸增加，肌肉縮短的越來越慢；當當負荷與肌肉產生的最大張力相等時，肌肉負荷與肌肉產生的最大張力相等時，肌肉縮短的速度為零，肌肉做等長收縮；縮短的速度為零，肌肉做等長收縮；如如果負荷繼續增加，肌肉做離心收縮，負荷果負荷繼續增加，肌肉做離心收縮，負荷越大肌肉伸長越快。越大肌肉伸長越快。三三. . 張力與時間的關系張力與時間的關系 肌肉產生的張力與收肌肉產生的張力與收縮的之間成正比。收縮縮的之間成正比。收縮的時間越長產生的張力的時間越長產生的張力越大，直

18、到達最大張力。越大，直到達最大張力。四四. . 骨骼肌結構的影響骨骼肌結構的影響 肌肉由收縮成分即肌節組成，肌節肌肉由收縮成分即肌節組成，肌節能產生主動張力，收縮成分的排列方式能產生主動張力，收縮成分的排列方式顯著影響了肌肉的收縮功能。顯著影響了肌肉的收縮功能。 越多肌節呈串聯排列，肌原越多肌節呈串聯排列，肌原纖維越長；纖維越長； 越多肌節呈并聯排列，肌原越多肌節呈并聯排列，肌原纖維橫截面積就越大；纖維橫截面積就越大； 肌原纖維這兩種基本結構（長肌原纖維這兩種基本結構（長或粗）影響肌肉的收縮功能?；虼郑┯绊懠∪獾氖湛s功能。肌肌肉能產生的張力與肌原纖維的橫截面積肉能產生的張力與肌原纖維的橫截面積

19、大小成正比。如股四頭肌。大小成正比。如股四頭肌。肌肌肉收縮速度與范圍與肌原纖維的長度成肉收縮速度與范圍與肌原纖維的長度成正比。如縫匠肌。正比。如縫匠肌。五五. . 疲勞的影響疲勞的影響 肌肉收縮和舒張都依賴于肌肉收縮和舒張都依賴于ATPATP的生成。的生成。 如果肌肉有足夠的氧和營養供給分解產生如果肌肉有足夠的氧和營養供給分解產生ATPATP，肌肉就能維持長時間的連續低頻率收縮。肌肉就能維持長時間的連續低頻率收縮。 該收縮頻率必須低至使肌肉收縮過程中該收縮頻率必須低至使肌肉收縮過程中ATPATP分解分解與合成的速率相等。與合成的速率相等。 如果刺激頻率過快，超出了如果刺激頻率過快，超出了ATP

20、ATP代償速率，肌肉的收縮反映逐漸減弱代償速率，肌肉的收縮反映逐漸減弱最后為零。最后為零。 在持續的刺激下肌肉的張力降低的現象稱為肌疲勞。在持續的刺激下肌肉的張力降低的現象稱為肌疲勞。第五節第五節 肌腱的力學性質肌腱的力學性質 肌腱連接肌肉與骨骼，把肌肉的收縮力肌腱連接肌肉與骨骼，把肌肉的收縮力傳至骨骼上，從而使關節運動或保持身體姿勢。傳至骨骼上，從而使關節運動或保持身體姿勢。肌腱的另一個功能肌腱的另一個功能: 確保肌肉在其兩端的附著處之確保肌肉在其兩端的附著處之間能夠維持最佳的收縮長度，以免間能夠維持最佳的收縮長度，以免過度伸展。過度伸展。一一. .肌腱的組成肌腱的組成 高密度的結締組織，含

21、有高密度的結締組織，含有大量平行排列的纖維膠原組織。大量平行排列的纖維膠原組織。 組成：組成： 成纖維細胞（成纖維細胞（20%20%） 細胞外基質（細胞外基質（80%80%） 水分（水分（70%70%） 固體物質（固體物質（30%30%）: : 膠原（膠原（75%75%或以上）或以上）基質基質少量的彈力蛋白少量的彈力蛋白膠原分子：三條多肽鏈膠原分子：三條多肽鏈膠原原纖維：膠原分子交聯膠原原纖維：膠原分子交聯膠原纖維膠原纖維:二二. 膠原纖維的排列膠原纖維的排列空載荷的膠原纖維呈波浪性空載荷的膠原纖維呈波浪性有載荷的膠原纖維被拉直有載荷的膠原纖維被拉直三三. 肌腱在骨骼上的附著肌腱在骨骼上的附著

22、 由肌腱逐漸轉化為骨質的結構變化使組織的機械性能漸漸由肌腱逐漸轉化為骨質的結構變化使組織的機械性能漸漸改變，能減少應力聚集于肌腱改變，能減少應力聚集于肌腱- -骨骼附著點上。骨骼附著點上。1-1-肌腱末端肌腱末端2-2-膠原與纖維軟骨混合區膠原與纖維軟骨混合區3-組織礦化區組織礦化區4-融入密質骨融入密質骨四四. .生物力學性能：生物力學性能： 肌腱能承受很強的張力，將肌肉收縮力肌腱能承受很強的張力，將肌肉收縮力傳至關節，帶動關節的運動。在正常和過度傳至關節，帶動關節的運動。在正常和過度負荷下承受張力，當張力過大導致受傷時，負荷下承受張力，當張力過大導致受傷時，受傷的程度與受傷的程度與張力的速

23、度張力的速度與與力度力度有關。有關。 對肌腱組織做均勻的拉伸實驗對肌腱組織做均勻的拉伸實驗肌腱和韌帶的生理負荷肌腱和韌帶的生理負荷: : 正常活體生理情況下，肌腱和韌帶正常活體生理情況下，肌腱和韌帶所承受的所承受的應力只是它們極限的應力只是它們極限的1/31/3，一般一般的應變度大約是的應變度大約是2%-5%2%-5%。植入應變器研究肌腱（趾伸）：植入應變器研究肌腱（趾伸）： 快步疾走，應變快步疾走，應變2.6%。 速度減慢，應變相對減小。速度減慢，應變相對減小。 每走一步，肌腱最大應變只維持每走一步，肌腱最大應變只維持0.1秒秒 步行時所受最大應力步行時所受最大應力45N，是最大承受應力的，

24、是最大承受應力的1/4。五五. 粘彈性：粘彈性： 對應力速度的依賴性。對應力速度的依賴性。 肌腱是粘彈性體，能承受很強的張力，將肌肉肌腱是粘彈性體，能承受很強的張力，將肌肉收縮力傳至關節，帶動關節運動，但它也是柔軟的收縮力傳至關節，帶動關節運動，但它也是柔軟的組織，能繞著骨骼的外緣改變肌肉拉力方向。組織，能繞著骨骼的外緣改變肌肉拉力方向。應力松弛應力松弛蠕變蠕變例：以脊柱支架改善例：以脊柱支架改善脊柱側彎程度，這種脊柱側彎程度，這種療法利用均勻負載加療法利用均勻負載加于脊柱彎曲部分，把于脊柱彎曲部分，把該處的軟組織拉長。該處的軟組織拉長。 臨床上，可讓一個臨床上，可讓一個均勻的低負載荷加于軟均

25、勻的低負載荷加于軟組織，這能將蠕變反應組織，這能將蠕變反應應用于治療變形的病理。應用于治療變形的病理。彈性滯后彈性滯后六六.韌帶斷裂和肌腱受傷機制韌帶斷裂和肌腱受傷機制韌帶韌帶 肌腱附著于肌肉。肌腱附著于肌肉。 當肌肉收縮時肌腱承受拉應力，當肌肉收縮時肌腱承受拉應力，肌肉發揮最大收縮時，肌腱的拉伸肌肉發揮最大收縮時，肌腱的拉伸應力達到最大。應力達到最大。 肌肉離心收縮時，肌腱承受的肌肉離心收縮時，肌腱承受的應力會更大。例：快速背曲踝關節，應力會更大。例：快速背曲踝關節，跟腱拉力增大，超過屈服點，跟腱跟腱拉力增大，超過屈服點，跟腱斷裂。斷裂。高速應力導致跟腱斷裂高速應力導致跟腱斷裂例：馬拉松長跑

26、運動員例：馬拉松長跑運動員 七七.影響肌腱和韌帶力學特性的因素影響肌腱和韌帶力學特性的因素: 成長及老化成長及老化 妊娠和產后妊娠和產后 活動和制動活動和制動 糖尿病糖尿病 類固醇等類固醇等第四節第四節 心肌的力學性質心肌的力學性質 心肌和骨骼肌一樣，也是橫紋肌。因心肌和骨骼肌一樣，也是橫紋肌。因此心肌與骨骼肌在超微結構上相似，收縮此心肌與骨骼肌在超微結構上相似，收縮的基本機制也是相似的。的基本機制也是相似的。 心肌是在電信號刺激下收縮的。心肌是在電信號刺激下收縮的。一一. .心肌與骨骼肌的不同之處心肌與骨骼肌的不同之處（一）（一）骨骼?。汗趋兰。?骨骼肌纖維里線粒體骨骼肌纖維里線粒體和毛細血

27、管較少。因為和毛細血管較少。因為骨骼肌可以缺氧。骨骼肌可以缺氧。 骨骼肌肌纖維平行排列。骨骼肌肌纖維平行排列。 心?。盒募。?心肌細胞含有大量的線粒體，心肌細胞含有大量的線粒體，毛細血管也較多，大約每一心肌毛細血管也較多，大約每一心肌纖維都有一毛細血管供給氧氣和纖維都有一毛細血管供給氧氣和營養。營養。 心肌不可須臾不足。心肌不可須臾不足。 心肌纖維呈螺旋排列。心肌纖維呈螺旋排列。 心肌與骨骼肌的不同之處（二）心肌與骨骼肌的不同之處（二）心肌心肌 一個心臟全部心肌細胞的收一個心臟全部心肌細胞的收縮和松弛是同步的?？s和松弛是同步的。 在通常情況下，心肌張馳節在通常情況下，心肌張馳節律性很強，不允許

28、攣縮，律性很強，不允許攣縮， 骨骼肌骨骼肌 ： 骨骼肌收縮可不必同步。骨骼肌收縮可不必同步。 骨骼肌可以攣縮。對其骨骼肌可以攣縮。對其 力學性質的研究是在強直狀力學性質的研究是在強直狀態下進行的。態下進行的。心肌與骨骼肌的不同之處（三）心肌與骨骼肌的不同之處（三）骨骼肌骨骼肌 骨骼肌松弛態下應骨骼肌松弛態下應力很小，可以忽略。力很小，可以忽略。心肌心肌松弛狀態下心肌的應力是心松弛狀態下心肌的應力是心臟功能至關重要的因素，不臟功能至關重要的因素，不容忽視。因為心博量取決于容忽視。因為心博量取決于舒張末期的容積，而舒張末舒張末期的容積，而舒張末期的容積又取決于舒張狀態期的容積又取決于舒張狀態時心肌

29、的應力時心肌的應力應變關系。應變關系。 心肌與骨骼肌的不同之處（四）心肌與骨骼肌的不同之處（四）骨骼?。汗趋兰。?骨骼肌肌節的工骨骼肌肌節的工作范圍則作范圍則可以很大可以很大 。 2.23.65m 心肌：心?。?由于存在靜息張由于存在靜息張力，心肌長度的工力，心肌長度的工作范圍是非常有限作范圍是非常有限的。的。2.22.6m二二. . 未受刺激的心肌的力學性質未受刺激的心肌的力學性質 正常的心臟具有一個竇房結，它產正常的心臟具有一個竇房結，它產生一個電信號使肌肉收縮，因此，一個生一個電信號使肌肉收縮，因此，一個離體的完整心臟能自身跳動。但是，分離體的完整心臟能自身跳動。但是，分離的心室的乳突肌

30、沒有很強的起搏能力，離的心室的乳突肌沒有很強的起搏能力，所以能在無刺激狀態下進行實驗。所以能在無刺激狀態下進行實驗。 從力學觀點看，心肌在靜息狀態是從力學觀點看，心肌在靜息狀態是一種非均勻、各向異性不可壓縮的粘彈性一種非均勻、各向異性不可壓縮的粘彈性材料，且它的特性隨溫度和環境狀態而改材料，且它的特性隨溫度和環境狀態而改變。在保持伸長時表現出應力松弛，而在變。在保持伸長時表現出應力松弛，而在保持應力時產生蠕變。在循環加載卸載時保持應力時產生蠕變。在循環加載卸載時要消耗能量，具有滯后環。要消耗能量，具有滯后環。三激活后心肌的力學性質三激活后心肌的力學性質 人們期望將骨胳肌的人們期望將骨胳肌的Hi

31、llHill方程和方程和HillHill模型用于心肌。但經實驗發現，模型用于心肌。但經實驗發現，在心肌在心肌收縮情況下，當其纖維很短，以至松弛收縮情況下，當其纖維很短，以至松弛狀態應力可以忽略不計時，狀態應力可以忽略不計時，HillHill模型可模型可用于心肌。這時由串聯彈性元素和收縮用于心肌。這時由串聯彈性元素和收縮元素所組成的二元素模型有效。元素所組成的二元素模型有效。 如果心肌纖維比較長，以如果心肌纖維比較長，以至松弛張力必須考慮時，應采至松弛張力必須考慮時，應采用用HillHill三元素模型。為了確定三元素模型。為了確定HillHill三元素模型中各個元素的三元素模型中各個元素的參數，

32、做了大量實驗，實驗結參數，做了大量實驗，實驗結果表明：果表明： 彈性元素的彈性模量是肌纖維長彈性元素的彈性模量是肌纖維長度的函數。度的函數。 心肌的力心肌的力- -速度不能用速度不能用HillHill方程表方程表示示, ,因此因此HillHill三元素模型就十分復三元素模型就十分復雜雜, ,目前尚無有效方法能唯一確定目前尚無有效方法能唯一確定這些元素的性質。這些元素的性質。第五節第五節 平滑肌的力學性質平滑肌的力學性質一一. .平滑肌的特點平滑肌的特點 平滑肌不屬于橫紋肌，在顯平滑肌不屬于橫紋肌，在顯微鏡下看不到明暗相間的條紋。微鏡下看不到明暗相間的條紋。 人體除心臟外，幾乎所有的臟器均由平滑肌人體除心臟外，幾乎所有的臟器均由平滑肌組成。但在不同的器官里，平滑肌的組織結構、組成。但在不同的器官里，平滑肌的組織結構、功能以及力學性質有明顯差異。使得對平滑肌的功能以及力學性質有明顯差異。使得對平滑肌的研究和分析比骨