生物力学/骨骼肌生物力学 第 2 部分
好的，这是第二部分。这里我们将主要讨论“肌肉拉伸”，即肌肉被动或主动拉伸时发生的情况。我们还将了解这如何影响横桥（肌球蛋白和肌动蛋白之间的连接），并通过考虑肌肉的一些物理特性来结束本章。
好的，让我们开始吧。
对心肌很重要。
肌肉连接到两个支撑物，一个是可移动的，另一个是固定的。
当肌肉拉伸时，在获得平衡后记录肌肉的力和长度，以构建张力-长度曲线。
由于肌肉没有主动收缩（没有横桥），并且不需要 ATP，因此这是一个被动拉伸。
结果
1- 在 L 大于 L0 之前，没有测量到张力（这很明显）
L / L0 > 1
其中 L0 = 舒张肌肉的正常长度（静息长度），L = 肌肉在任何给定时间的长度。
因此，在静息状态下 L / L0 = 1，在拉伸状态下 L / L0 > 1
2- 曲线不是直线，因为它是一种生物材料（不同组织的混合物）。另外，dF / dx 不恒定。
3- 肌肉具有弹性。
相同的实验，但在这里，在将肌肉拉伸到预定的长度和被动张力后，刺激肌肉产生单次抽搐。然后测量肌肉产生的最大力量。
观察结果
1- 获得的曲线描述了 L0 之前的主动拉伸，但 L0 之后的主动拉伸伴随着一些被动拉伸。因此，我们必须从主动曲线中减去被动曲线（主动 - 被动）以获得主动抽搐张力与长度的关系。
2- 单次抽搐张力在 L0 附近最大。
解释
在 L / L0 = 1 时
可以形成最大数量的非干扰横桥。肌球蛋白只遇到极性正确的肌动蛋白，并且运动都朝向肌节的中心进行。
H 区是 A 带的相对较小一部分。
在 L / L0 > 1 时
形成的横桥较少，因为肌肉拉伸得越多，细丝和粗丝的重叠就越少。
H 区的大小接近 A 带。
在 L / L0 < 1 时
形成的横桥较少，因为会发生干扰。短长度的细丝会变皱并阻挡肌球蛋白的通路。另外，肌球蛋白可能从肌节的错误一侧拉动肌动蛋白。
没有 H 区。
结论
F α 总横桥数量。因此，肌肉力量的增加不是由于肌肉纤维数量的增加，而是由于平行肌原纤维束数量的增加。因此，F 与横截面积（即所有肌原纤维）成正比。
1) 收缩发生在延迟之后。潜伏期 = 刺激和收缩开始之间的时间。
原因：肌肉不仅仅是收缩性的。它们也是弹性的，即使在 L < L0 时也是如此。这是因为收缩纤维本身、Z 线以及与收缩成分串联的任何其他东西（例如肌腱）在收缩使它们产生张力时，都可以并且会拉伸。
2) 肌肉产生的张力不是瞬时的：它会逐渐积累，然后消失。
原因：张力不会立即出现或消失，因为 Ca2 必须扩散并结合，横桥必须形成，然后 Ca2 必须被移除，横桥必须断裂。因此，扩散、主动运输和构象变化需要时间。
影响肌肉弹性的主要因素
收缩成分 (CE)
负责肌肉收缩的收缩纤维。在收缩过程中，CE 在横桥形成后会缩短。
串联弹性成分 (SEE)
与 CE 串联的成分。它们允许收缩的肌肉在主动拉伸时达到 L > L0。
在收缩过程中，SEE 会略微拉长。
平行弹性成分 (PEE)
与 CE 平行的成分。它们在肌肉被被动拉伸到 L0 后会产生张力。
PEE 保持相同的长度。
注意事项
肌肉的某些部分既是 CE 的一部分，也是 SEE 的一部分。它们在功能上是分开的，但在物理上是相同的。
如果 CE 没有收缩，则没有功能上的 SEE。
最大可承受载荷 (F0) = 肌肉在不拉长的情况下可以承受的最大载荷 = CE 可以产生的最大力。
粘度 = 由重排引起的内部阻力。它代表系统中能量的净损失。
力 = 肌肉张力 = mg（一个负载为 1 kg 的肌肉施加 9.8 N 的力）。
功 = F d。由于肌肉在等长收缩期间不会缩短，因此肌肉不会做外部功。它确实会做内部功。同样，在没有任何外部负载的情况下缩短的肌肉不会做外部功。
功率 = 功 / 时间 = Fv。同样，等长收缩的肌肉不会产生外部功率，在没有任何外部负载的情况下等张收缩的肌肉也不会产生外部功率。
从曲线 1（x 与 t）可以看出，当负载从无负载增加到更重的负载时，
o 肌肉可以缩短的距离减少，速度也减少。
o 潜伏期延长。
o 在 F0 处，收缩变得完全等长，因为肌肉的长度不会改变。
o 尽管肌肉最大程度地收缩，但在 F0 之后肌肉会拉长。这是因为弹性成分会拉长，或者横桥被负载打断。
从曲线 2（v 与 负载）可以看出，随着负载的增加，肌肉的运动速度会减慢。
从曲线 3（P 与 负载）可以看出，对于给定的肌肉，存在一个最优负载，可以产生最大的有用外部功率。因此，肌肉不会随着负载的减少而越来越快地收缩。不同的肌肉给出不同的曲线。
• F α 肌肉的横截面积，因此 α 肌原纤维的数量。因此，随着平行元素数量的增加，F 会增加。这是因为肌肉厚，横桥更多，因此负载分散在更大的区域上，因此不太可能出现任何纤维断裂。
• v 是肌肉长度的函数。串联的肌节越多，当所有肌节同时移动时发生的位移就越大。因为总缩短是每个肌节 dx 的总和。
• v 还取决于肌肉上的负载。
弹性材料
弹性 = 应力 / 应变（N / m2）
耐受高应力，并且形状变化很小。
示例：肌肉。
顺应性材料
顺应性 = 应变 / 应力（m2 / N）
低应力会导致形状发生较大变化。因此，表面张力等小力非常重要。
示例：肺。