一、基本概念
骨骼肌的主要结构是骨骼肌细胞,基本收缩单位是肌节(图6-5、图6-6),肌节的长度决定肌肉的长度,肌节初长度最长时肌肉长度最长,收缩力最大;肌节长度最短时肌肉长度最短,收缩力等于0。尽力呼气末,即残气容积(RV)时,开始吸气,吸气肌最长,收缩力最大,吸气流量最大;其后吸气肌长度线性缩短,收缩力线性减弱,吸气流量线性下降;至肺总量(TLC)时,吸气肌长度最短,收缩力降至0,流量也降至0。反之在TLC,呼气肌长度最长,收缩力最大,加之肺弹性回缩力最大,呼气流量最大;其后呼气肌长度呈线性缩短,收缩力呈线性减弱,流量线性下降;至RV,呼气肌长度最短,收缩力降至0,肺弹性回缩力降至最小,流量也降至0(详见第六章第二节)。
1.骨骼肌细胞(skeletal muscle cell) 又称骨骼肌纤维,是在内外界环境条件刺激下具有收缩功能的、呈细长纤维状的多核细胞。有明暗相间的横纹,其细胞质的绝大部分被与收缩功能有关的肌原纤维占据。
2.肌原纤维(myofibril) 横纹肌(包括骨骼肌和心肌)内与收缩功能有关的、和肌细胞长轴一致的纤维状结构,有明带和暗带相间排列的横纹。每一条肌原纤维由许多平行的肌丝构成。
3.肌丝(myofilament) 呈平行排列的组成肌原纤维的基本结构,由粗肌丝和细肌丝2种,分明带和暗带两部分。明带中央有一条着色深的细线,称为Z盘或Z线。
4.肌节(sarcomere) 相邻两个Z盘之间的一段肌原纤维,肌肉静息时的长度为2.1~2.5μm。肌节是骨骼肌的基本结构和功能单位,肌节长度决定肌肉长度,肌节长度最长时肌肉长度最长,能产生的收缩力最大;肌节长度最短时肌肉长度最短,收缩力为0。
5.肌肉初长度(initial length of muscle) 静息状态下的肌肉长度,由肌节长度决定。骨骼肌收缩力与初长度成正比。肺气肿患者膈肌低平,膈肌初长度缩短,收缩力降低。
6. 兴奋-收缩偶联(excitation-contraction coupling) 肌肉收缩过程中肌纤维膜去极化,动作电位传入细胞内,肌质网释放钙离子(Ca2+)至肌浆,并触发横桥循环的全部过程。
7.呼吸肌(respiratory muscle) 参与呼吸运动的骨骼肌,主要由膈肌、肋间肌和腹肌3个部分组成,是产生呼吸运动的原动力。
8.辅助呼吸肌(adjunctive respiratory muscle)静息或一般运动状态下不参与呼吸运动,但在明显呼吸困难或用力呼吸等条件下发挥作用的胸锁乳突肌、斜角肌和斜方肌等骨骼肌。
9.吸气肌(inspiratory muscle) 使胸廓扩张产生吸气动作的骨骼肌,主要有膈肌和肋间外肌。
10.呼气肌(expiratory muscle) 使胸廓回缩产生呼气动作的骨骼肌,主要有肋间内肌和腹壁肌。
11.膈肌(diaphragm) 位于胸、腹腔之间,向上隆起呈穹隆形的扁薄阔肌,是最重要的吸气肌。膈肌及其表面的胸膜和腹膜构成胸膜腔的底和腹腔的顶,由3部分组成:①膈肌肋间部,附着于肋骨边缘并终止于中心腱;②膈肌中心腱;③膈肌脚部,分左、右2个膈脚,起始于2~3个上部腰椎,纤维终止于中心腱。
12.肋间内肌(intercostales interni) 位于肋间隙深面,起自下位肋骨上缘,斜向前上方走行的骨骼肌,与肋间外肌纤维方向呈交叉状,止于上位肋骨下缘。该肌自胸骨侧缘向后达肋角,于肋角内侧移行为肋间内膜,收缩时肋骨下降辅助呼气。(https://www.daowen.com)
13.肋间外肌(intercostales externi) 位于相邻两肋骨之间,起于上位肋骨下缘,肌纤维斜向前下方走行,止于下位肋骨上缘的骨骼肌,共11对。是主要的吸气肌之一,收缩使肋骨向前、向外移动,胸廓的横径增大,该肌在肋软骨间的部分移行为腱膜,称肋间外膜。
14.运动单位(motor unit) 骨骼肌收缩的功能单位,包括1个运动神经元和其支配的所有肌纤维。
15.运动单位的募集(recruitment of motor unit)简称募集反应。一定强度的兴奋传至脊髓前角运动神经元时,最小的运动神经元因其膜面积较小而最先兴奋;随着刺激增强,更多较大的运动单位被激活,肌肉的收缩力和收缩速度逐渐增强的过程。
16.膈运动单位(phrenic motor unit) 膈运动神经元及其支配的膈肌纤维,是膈肌收缩的功能单位。
17. 肋间运动单位(intercostal motor unit)肋间、肋下运动神经元及其支配的肋间肌纤维。是肋间肌收缩的功能单位。肋间运动神经元位于胸段脊髓前角,包括吸气和呼气运动神经元,受延髓吸气和呼气神经元的直接控制,分别支配肋间外肌和肋间内肌,在功能上互为拮抗。
18.膈运动单位的募集(recruitment of phrenic motor unit) 随着呼吸运动增强和运动类型的改变,膈运动单位以特定顺序进行募集的过程。募集的程度取决于特定运动所需的力量和时程。
19.肌肉负荷(muscle load) 肌肉收缩时需克服的阻力。
20.等张收缩(isotonic contraction) 肌肉缩短过程中肌张力保持不变的收缩形式。
21.等长收缩(isometric contraction) 负荷较大时肌力增大而肌肉不缩短的收缩形式。
22. 呼吸肌力(respiratory muscle strength)即呼吸肌收缩力,呼吸肌工作时克服或对抗呼吸阻力产生的收缩力。
23.呼吸肌耐力(respiratory muscle endurance)呼吸肌长时间收缩的能力。主要取决于膈肌,是影响呼吸衰竭发生、发展和影响机械通气撤机的重要因素。
24.肌张力(muscular tension) 静止松弛状态下肌肉的紧张度。静息状态下,肌肉总是维持一定的收缩强度,并使肌肉缩短。
25.呼吸功(work of breathing,WOB) 气体进出气道和肺的过程中,用以克服气道阻力、肺和胸壁弹性阻力等消耗的能量。