生物力學/骨骼肌生物力學 第 2 部分
好的，這是第二部分。這裡我們將主要討論“肌肉拉伸”，即肌肉被動或主動拉伸時發生的情況。我們還將瞭解這如何影響橫橋（肌球蛋白和肌動蛋白之間的連線），並透過考慮肌肉的一些物理特性來結束本章。
好的，讓我們開始吧。
對心肌很重要。
肌肉連線到兩個支撐物，一個是可移動的，另一個是固定的。
當肌肉拉伸時，在獲得平衡後記錄肌肉的力和長度，以構建張力-長度曲線。
由於肌肉沒有主動收縮（沒有橫橋），並且不需要 ATP，因此這是一個被動拉伸。
結果
1- 在 L 大於 L0 之前，沒有測量到張力（這很明顯）
L / L0 > 1
其中 L0 = 舒張肌肉的正常長度（靜息長度），L = 肌肉在任何給定時間的長度。
因此，在靜息狀態下 L / L0 = 1，在拉伸狀態下 L / L0 > 1
2- 曲線不是直線，因為它是一種生物材料（不同組織的混合物）。另外，dF / dx 不恆定。
3- 肌肉具有彈性。
相同的實驗，但在這裡，在將肌肉拉伸到預定的長度和被動張力後，刺激肌肉產生單次抽搐。然後測量肌肉產生的最大力量。
觀察結果
1- 獲得的曲線描述了 L0 之前的主動拉伸，但 L0 之後的主動拉伸伴隨著一些被動拉伸。因此，我們必須從主動曲線中減去被動曲線（主動 - 被動）以獲得主動抽搐張力與長度的關係。
2- 單次抽搐張力在 L0 附近最大。
解釋
在 L / L0 = 1 時
可以形成最大數量的非干擾橫橋。肌球蛋白只遇到極性正確的肌動蛋白，並且運動都朝向肌節的中心進行。
H 區是 A 帶的相對較小一部分。
在 L / L0 > 1 時
形成的橫橋較少，因為肌肉拉伸得越多，細絲和粗絲的重疊就越少。
H 區的大小接近 A 帶。
在 L / L0 < 1 時
形成的橫橋較少，因為會發生干擾。短長度的細絲會變皺並阻擋肌球蛋白的通路。另外，肌球蛋白可能從肌節的錯誤一側拉動肌動蛋白。
沒有 H 區。
結論
F α 總橫橋數量。因此，肌肉力量的增加不是由於肌肉纖維數量的增加，而是由於平行肌原纖維束數量的增加。因此，F 與橫截面積（即所有肌原纖維）成正比。
1) 收縮發生在延遲之後。潛伏期 = 刺激和收縮開始之間的時間。
原因：肌肉不僅僅是收縮性的。它們也是彈性的，即使在 L < L0 時也是如此。這是因為收縮纖維本身、Z 線以及與收縮成分串聯的任何其他東西（例如肌腱）在收縮使它們產生張力時，都可以並且會拉伸。
2) 肌肉產生的張力不是瞬時的：它會逐漸積累，然後消失。
原因：張力不會立即出現或消失，因為 Ca2 必須擴散並結合，橫橋必須形成，然後 Ca2 必須被移除，橫橋必須斷裂。因此，擴散、主動運輸和構象變化需要時間。
影響肌肉彈性的主要因素
收縮成分 (CE)
負責肌肉收縮的收縮纖維。在收縮過程中，CE 在橫橋形成後會縮短。
串聯彈性成分 (SEE)
與 CE 串聯的成分。它們允許收縮的肌肉在主動拉伸時達到 L > L0。
在收縮過程中，SEE 會略微拉長。
平行彈性成分 (PEE)
與 CE 平行的成分。它們在肌肉被被動拉伸到 L0 後會產生張力。
PEE 保持相同的長度。
注意事項
肌肉的某些部分既是 CE 的一部分，也是 SEE 的一部分。它們在功能上是分開的，但在物理上是相同的。
如果 CE 沒有收縮，則沒有功能上的 SEE。
最大可承受載荷 (F0) = 肌肉在不拉長的情況下可以承受的最大載荷 = CE 可以產生的最大力。
粘度 = 由重排引起的內部阻力。它代表系統中能量的淨損失。
力 = 肌肉張力 = mg（一個負載為 1 kg 的肌肉施加 9.8 N 的力）。
功 = F d。由於肌肉在等長收縮期間不會縮短，因此肌肉不會做外部功。它確實會做內部功。同樣，在沒有任何外部負載的情況下縮短的肌肉不會做外部功。
功率 = 功 / 時間 = Fv。同樣，等長收縮的肌肉不會產生外部功率，在沒有任何外部負載的情況下等張收縮的肌肉也不會產生外部功率。
從曲線 1（x 與 t）可以看出，當負載從無負載增加到更重的負載時，
o 肌肉可以縮短的距離減少，速度也減少。
o 潛伏期延長。
o 在 F0 處，收縮變得完全等長，因為肌肉的長度不會改變。
o 儘管肌肉最大程度地收縮，但在 F0 之後肌肉會拉長。這是因為彈性成分會拉長，或者橫橋被負載打斷。
從曲線 2（v 與 負載）可以看出，隨著負載的增加，肌肉的運動速度會減慢。
從曲線 3（P 與 負載）可以看出，對於給定的肌肉，存在一個最優負載，可以產生最大的有用外部功率。因此，肌肉不會隨著負載的減少而越來越快地收縮。不同的肌肉給出不同的曲線。
• F α 肌肉的橫截面積，因此 α 肌原纖維的數量。因此，隨著平行元素數量的增加，F 會增加。這是因為肌肉厚，橫橋更多，因此負載分散在更大的區域上，因此不太可能出現任何纖維斷裂。
• v 是肌肉長度的函式。串聯的肌節越多，當所有肌節同時移動時發生的位移就越大。因為總縮短是每個肌節 dx 的總和。
• v 還取決於肌肉上的負載。
彈性材料
彈性 = 應力 / 應變（N / m2）
耐受高應力，並且形狀變化很小。
示例：肌肉。
順應性材料
順應性 = 應變 / 應力（m2 / N）
低應力會導致形狀發生較大變化。因此，表面張力等小力非常重要。
示例：肺。