第三节　肌肉骨骼系统的运动学基础

肌肉骨骼系统是由骨骼肌、骨及骨连接构成的。人体运动是由骨骼肌收缩拉动骨骼，引起关节转动产生的。在此系统中，骨主要起支持作用，肌肉收缩提供了关节转动的动力。骨骼肌有多种收缩形式，人体每一种动作的产生都不是由一块肌肉完成的，是通过多肌群间的协同工作实现的。

一、肌肉的构造

（一）肌肉的基本结构

肌肉大体上主要由肌腹、肌腱、血管和神经构成。其中，肌腹居于肌肉中部，较肥厚，由许多肌纤维（肌细胞）及结缔组织结合而构成，其主要功能是通过肌纤维的收缩和舒张，来产生和调节人体运动的动力。肌腱为肌肉两端的呈银白色的部分，主要由大量的胶原纤维束构成，非常坚韧，一端连接于肌腹，另一端附着于骨；长肌的腱多呈条索状，扁肌的腱呈薄膜状，称为腱膜。

肌肉内含有丰富的血管，尤其是毛细血管，为骨骼肌工作提供养料，并及时清除代谢产物。肌肉中分布的神经有躯体运动神经、躯体感觉神经和内脏运动神经等。躯体运动神经支配肌肉的运动。躯体感觉神经起于肌梭和肌腱等本体感受器，主要向神经中枢传导肌肉的张力状态；另外，还传导肌肉的痛觉、温度觉、触觉和压力觉等一般感受。肌肉中还分布着内脏运动神经中的交感神经，可以通过调节肌肉中血管的开放状态，来调节肌肉的血液供应。

（二）肌肉的辅助结构

肌肉的辅助结构包括筋膜、腱鞘、滑膜囊等，它们均由肌肉周围的结缔组织转化而来，具有保护肌肉、维持肌肉的位置、减少运动时的摩擦以及提高运动效率等功能。

筋膜为包在肌肉周围的结缔组织膜，分为浅筋膜和深筋膜。浅筋膜位于皮下，又称皮下筋膜，由疏松结缔组织构成，浅筋膜内含有脂肪、血管和神经等，对肌肉有保护作用，并有助于维持体温。深筋膜又称固有筋膜，位于浅筋膜深面，由致密结缔组织构成。深筋膜包裹肌肉或肌群，形成各块肌肉或各层肌肉的腱鞘，约束肌肉的牵引方向，分隔各块肌肉或肌群，保证每块肌肉或肌群能单独活动，互不干扰。深筋膜还可以成为肌肉的附加支撑点，扩大肌肉的附着面积，利于增强肌肉收缩时的力量。

腱鞘是包在长肌腱周围的结缔组织，主要分布于手、足等活动性较大的部位，呈双层套管状，由外层和内层组成，外层厚而坚韧，称腱纤维鞘；内层称腱滑膜鞘，其又分壁层和脏层，脏层贴于腱纤维鞘内面，内、外两层在鞘的两端相互移行，成为一个密闭的腔隙，内含少量滑液，可减少肌腱活动时与骨面之间的摩擦，并具有固定肌腱的作用。

滑膜囊为扁形封闭的结缔组织小囊，内含滑液，多位于肌肉或韧带和骨面接触处，可减少两者间的摩擦，有肌下滑膜囊、腱下滑膜囊和皮下滑膜囊等。滑膜囊有炎症时，可出现局部疼痛和功能障碍。

二、肌肉的附着点和固定条件

（一）肌肉的附着点

骨骼肌通过肌腱附着在骨骼的骨膜上，两端通常分别附着于两块或两块以上的骨面，其中，跨越一个关节的肌肉称为单关节肌，跨越两个关节的肌肉称为双关节肌，跨越两个关节以上的肌肉称为多关节肌。

骨骼肌两端的附着处，分别称为起点和止点。通常来讲，凡靠近身体正中面或肢体近侧端的附着点，称为起点；远离身体正中面或肢体近侧端的附着点，称为止点。当肌肉收缩时，起点和止点相互靠近而产生动作。

（二）肌肉工作时的固定条件

1.定点和动点　骨骼肌收缩时，起点和止点相互靠近，一般是一端骨的位置相对固定，另一骨相对移动。某一肌肉收缩时，较固定的附着处称为定点，移动的附着处称为动点。需要注意的是，肌肉的定点和动点不是恒定的，当工作条件改变时，两者相互交换。比如，持哑铃屈前臂动作和引起向上动作，两个动作都需要屈肘肌收缩使肘关节屈，在持哑铃屈前臂动作中，屈肘肌的上臂附着处为定点，前臂附着处为动点；而在引起向上动作中，上臂附着处为动点，前臂附着处为定点。

2.固定条件　①近固定和远固定，肌肉收缩时，以近侧端为定点称为近固定，以远侧端为定点称为远固定。②上固定和下固定，通常在分析附着在躯干的某些肌肉的工作时，以身体上端附着处为定点称为上固定，以下端附着处为定点称为下固定；比如，腹直肌上端的附着处在胸骨、肋骨上，下端的附着点在骨盆上，因此，在做悬垂举腿动作时为上固定，在进行仰卧起坐运动时为下固定。③无固定，肌肉收缩时，两端的附着处都不固定称为无固定；比如核心肌力训练时，身体平躺，躯干与下肢的相向运动，由腹肌、腰大肌在无固定条件下完成动作。

三、肌肉的收缩形式

根据肌肉收缩时的长度变化，可将肌肉收缩的形式分为三类：向心收缩、离心收缩和等长收缩。

（一）向心收缩

向心收缩是指肌肉收缩所产生的张力大于外加的阻力时，起点和止点相互靠近，肌肉缩短，并牵引骨杠杆做相向运动的一种收缩形式。根据整个关节运动范围肌肉张力与负荷的关系，向心收缩又可分等张收缩和等动收缩两种。

1.等张收缩　在整个收缩过程中给予的负荷是恒定的，是相对的概念，由于不同关节角度杠杆得益不同和肌肉收缩长度变化的影响，在整个关节移动范围内肌肉收缩产生的张力和负荷是不等同的，收缩的速度也不相同。

2.等动收缩　在整个关节范围内肌肉产生的张力始终与负荷等同，肌肉能以恒定速度或等同的强度收缩。等动收缩是通过专门的等动负荷器械来实现的。在进行等动收缩时，在整个关节范围都能产生同等的张力（或最大张力），而等张收缩则不能。

（二）离心收缩

当肌肉收缩所产生的张力小于外力时，肌肉积极收缩但被拉长，起止点逐渐远离，称为离心收缩。离心收缩在人体运动中起着制动、减速和克服重力等作用。比如，在人体落地缓冲过程中，股四头肌做离心收缩，防止由重力作用导致膝关节过度屈曲。通过专门的等动负荷器械，也可以在等动的模式下完成离心收缩。

（三）等长收缩

当肌肉收缩产生的张力等于外力时，肌肉积极收缩，但长度不变，这种收缩形式称为等长收缩。等长收缩是肌肉静力性工作的基础，在人体运动中对运动环节的固定、支持和保持身体某种姿势起重要作用。

三种肌肉收缩形式，反映了肌肉收缩的不同特征。人体任何一种运动动作的实现，都有赖于三种肌肉收缩形式的协调配合。另外，有人对三种肌肉收缩形式产生的张力水平进行过研究。结果表明：离心收缩产生的最大力量，大大超过等长和向心收缩产生的力量。肌肉收缩的力量水平，由大到小依次是离心收缩、等长收缩和向心收缩。同时，比较肌肉收缩形式与发生延迟性肌肉疼痛的关系也表明，离心收缩诱发的肌肉疼痛最显著，而向心收缩则不明显，等长收缩诱发的肌肉疼痛比向心收缩稍明显，但大大低于离心收缩。

四、肌群间的动作协调

人体任何动作的产生，都需要多块肌肉的协同配合。根据肌肉在同一动作中的作用不同，可以将其分为原动肌、拮抗肌、中和肌、固定肌。

1.原动肌　当一块或一组肌肉收缩产生的力是引起环节运动的主要动力来源时，这块或这组肌肉称为原动肌。比如，屈肘动作中，肱二头肌和肱桡肌等就是原动肌。

2.拮抗肌　在某一动作中，与原动肌作用相反的肌肉称为拮抗肌。从相对于关节运动轴的关系来讲，拮抗肌位于原动肌的对侧，因此，只要确定了某个动作的原动肌后，拮抗肌也就确定了。例如，在屈肘动作中，原动肌为肱二头肌，那么位于肘关节轴后侧的肱三头肌则为屈肘动作的拮抗肌。

3.中和肌　原动肌通常对关节运动有数种作用。比如髂腰肌在近固定收缩时可使大腿屈和旋外，但在实际运动中，多数只需表现出其中某一个作用，因此就需要通过其他一些肌肉收缩来避免另外一些作用出现，这种抵消原动肌对关节产生多余运动的肌肉称为中和肌。

4.固定肌　当肌肉收缩变短时，应具有使两端点向中心靠近的作用趋势。但在实际运动中，为保证运动的确定方向，通常不需要这种两端都相向运动的作用。因此，为了充分发挥原动肌对动点骨的作用，必须要有其他肌肉来固定原动肌的定点骨，这些固定定点骨的肌肉称为固定肌。

（祁　奇）