第一章生物体运动系 头肌、三头肌和四头肌。短肌多分布于躯干的深层,具有明显的节 段性,收缩时运动幅度较小。阔肌扁而薄,多分布于胸、腹壁,收缩 是除运动躯于外,还对内脏起保护和支持作用。轮匝肌多呈环形, 位于孔、裂的周围,牧缩时使孔裂关闭。 每块骨骼肌都由肌腹和肌腱两部分构成。肌腹主要由肌纤维 组成,柔软而有收缩能力。肌腱主要由建纤维构成,色白、强韧而 无收缩能力,位于肌腹的两端。肌腹以腱附着于骨。长肌的肌腹 呈梭形,两端的腱较细小,呈索条状。阔肌的肌腹和腱均呈薄片 状,阔肌的腱称腱膜。 骨骼肌与骨、腱连结共同组 成运动器官,其作用除了被动地承 受传递外力以外,还能够执行神 经系统下达的措令,使身体发生运 动。在此,骨的功能是承受压应力 和弯曲应力,骨骼肌的主要功能是 通过主动收缩使自身出现拉应力, 而后将此力通过腱传到骨上,造成 身体的运动(图1-18)。由于骨 肌可以教K动物的意志话动,所 以称其为随意肌。又由于它在显 微镜的观察下呈现出横向条纹,故 节1P 也称横纹肌或条纹肌。骨骼肌的 (b) 运动机理曾引起许多学者的兴趣,图1-18骨骼肌运动模拟 随着显微技术的发展,这个奥秘开 (a)骨骼题的解剖学模型 始被揭开。 (b)骨骼肌的力学模型 骨骼肌的每块肌肉外面包裹着一层较厚的结缔组织膜,称为 肌外膜。内部排列着许多肌束。每个肌束外部被一层由胶原纤维 和弹性纤维混合而成的结缔组织膜所包裹,此结缔组织称为肌束 模。肌束中包含着无数肌纤维,它被认为是构成肌肉的基本单位
现代机器人学 其外部被称为肌內膜的结缔组织膜所包裹。骨骼肌的构造情况如 图1-19所示。 块肌肉 束肌纤维 条肌纡维 f 根肌原纤维 (囊(囊( 一段肌节模型 l带 ∷∴横截面 Z线 A带 细肌丝 :截面 g突 线 侧突 M横截面区区∵∴酸面 图1-19骨骼肌的纤维连续放大图 肌纤维是一种多核细胞,呈长圆柱型或长棱柱型。人体的肌 纤维最短约1mm,最长达125mm,通常在3-40mm之间。肌纤维 的一端或肌腱相连中止于骨面。肌纤维的直径(或宽度)范围是 10~100gm。对于一个人来说,通过锻炼或体力劳动会使其某些 部分的肌纤维的直径增大,但并不能使肌纤维的数量增多。肌纤 维是由肌膜细胞核、肌浆和肌原纤维所组成。肌膜是包在肌纤维 外面的一层匀质薄膜,亦称肌内膜,主要由结缔组织构成,较透明 富有弹性、不易着色。它分为两层:外层叫基膜,由粘多糖蛋白和 极细的网状纤维构成,内膜叫包膜,由蛋白质与类脂质组成,其成 分和多数细胞膜相近。每个骨骼肌的肌纤维都是一个多核细胞
第一章生物体运动系 23 (较长的有数百个细胞核)。细胞核多为椭囡形,靠近肌膜呈纵行 排列或螺旋排列。肌浆是含肌红蛋白的均匀物质。根据肌浆中线 粒体肌红蛋白含量,可将肌纤维分为红纤维和白纤维。肌浆中含 有丰富的线粒体(肌粒)可在肌肉活动期生成三磷酸腺苷(ATP), 为肌肉收缩提供能量。肌浆内还有脂肪滴和糖元颗粒。肌原纤维 在骨骼肌中含量最多,是直径为1~2m的细丝,平行地排列在肌 浆中。 在显微镜下可以看到肌原纤 A F带 维的构造。每条肌纤维都有明暗 带 相间的横纹。横纹的排列呈周期 中 性。高倍放大下可看到两类条带 (如图1-20所示):A带比较暗 Z线 淡,称暗带,在肌肉收缩时保持着 M线 不变的宽度(约15μm)。在该带 肌节 的中央有一条颜色稍亮的窄带称图1-20骨警肌的微观条带 为H带,在H带的正中有一条颜 色很暗的线称为M线(也叫中线),是由M膜所形成。I带比较 明亮,又称明带。当肌纤维舒张时变的较宽(约08m),它收缩 时变的很窄。带中间有一条颜色很深的线叫Z线,是由Z膜所 形成,亦称间线。两条相邻的间线之间的部分称为肌结。每个肌 结长约2~3μm,其两端为明带而中间为暗带。无数个长度大体 上相同的肌结沿轴向串联就组成了肌原纡维。 在电子显微镜下可以看到肌微丝。每个肌结都是由许多更细 的肌微丝平行排列所构成。这些肌微丝可分为细肌丝和粗肌丝两 类。细肌丝又称肌动蛋白丝,长约2pm,直径约0005m,固定在 Z膜上。每根细肌丝的一部分位于【带,另一部分在A带内滑 动但在F带内无细肌丝。粗肌丝又称肌球蛋白丝,长约15m, 直径0.0μm,主要存在于A带并固定于M膜上。这两类肌纤维 平行地排列着,在横向保持着一定的距离并且相互穿插(图1
24 规代机器人学 19)。在明亮的【带内仅有细肌丝,稍亮一些的H带内只有粗亂 丝,而A带中睹的部分有两种肌丝。每一条粗肌丝都被六条细肌 丝所包围。粗肌丝延长轴方向每隔一定距离(约0.006 0.007m)伸出一组横突(沿粗肌丝一周有六个横突)。粗肌丝靠 这些横突与周的六条细肌丝相连构成横桥系统。在M线(膜) 的粗肌丝伸出了一些细微丝突,所以光线很暗。Z线(Z膜)附近 的细肌丝较粗并分出许多细枝,称为Z微丝。来自两侧的Z微丝 在Z膜上交叉重叠形成锯齿状的构架系统使细丝在横向连结起 来,所以Z线处的色泽也较暗。 1.52肌的起止和作用 肌一般都以两端附着于骨,中间跨过一个或几个关节。肌收 缩时,通常一骨的位置相对固定,另一骨的位置桕对移动。肌在固 定骨上的附着点,称定点或起点;在 移动骨上的附着点称动点或止点(图 1-21)。起点和止点是相对的,在 定条件下两者可以互换,即当移动骨 起点 被固定时,在肌的收缩牵引下,固定 北点 骨则变为移动骨,如此,原来的动点 (止点)就变成定点(起点);而原来的图1-21肌的起止点 定点(起点)则变成了动点(止点) 15.3肌的辅助装置 肌的辅助装置为筋膜、滑膜囊和腱鞘等。这些结构有保护和 辅助肌活动的作用。筋膜位于肌的表面,分为浅筋膜和深筋膜两 种。浅筋膜位于皮下,又称皮下筋膜,由疏松组织构成,其内含有 脂肪浅静脉皮神经以及浅淋巴结和淋巴管等。脂肪的多少因身 体部位、性別和营养状况而不同。深筋膜位于浅筋膜深面,又称固 有筋膜,由致密结蒂组织构成,遍及全身且互相连续。深筋膜包被
第一章生物体运动系 25 肌或肌群、腺体、大血管和神经等形成筋膜鞘。四肢的深筋膜深入 肌群之间与骨相连,分隔肌群,称肌间隔。滑膜囊为一密闭的结缔 组织扁囊,有的与关节相通,有的则独立存在。其大小有直径几毫 米至几厘米。囊腔内含少量滑液。多存在于皮肤、肌、肌腱、韧带 与骨面之间,其作用为增加润滑、减小摩擦、促进运动的灵活性。 腱鞘包于某些长肌表面,多位于手足摩擦较大的部位。腱轍由外 层的腱纤维鞘和内层的腱滑膜鞘共同组成。腱滑膜鞘呈双层套管 状,分内、外两层。内层紧包于肌腱的表面;外层紧贴于腱纤维菊 的内面。内、外两层之间含有少量滑液。内、外两层相互移动的部 分,称腱系膜,内有血管、神经通过。腱鞘可起约束肌腱的作用,并 可减少肌腱在运动时的摩擦。(图1-22,23) 纤维层 腱鞘洵外层 健菊 膜层飞内层 滑模骑厂外层 内层 腱系腹 系膜 功沙 指骨 动脉 萌的滑膜层 脏的横切面 图1-22腱萌示意图 1.54肌的力学性能 肌与前面所述的软组织不同,在神经的控制下,它能使化学能 在体温下转化为机械能。通过自身主动收缩而造成动物体的机械 运动。动物的肌肉有三类:骨骼肌、心肌和平滑肌。它们的组织成 分相同,收缩的生化机理相近,但在结构、功能和力学性质上有着 许多差别。 肌纤维的收缩机理曾经是一个长期被人们探索的问题,随着 电子显微镜和X射线術射技术的应用,生物化学的发展,使人们