生理学课件-细胞4(肌细胞收缩)

第四节 肌细胞的收缩一、横纹肌（一）神经-肌接头的兴奋传递（二）横纹肌细胞的结构特征（三）横纹肌的收缩机制（四）横纹肌细胞的兴奋-收缩耦联（五）影响横纹肌收缩的因素二、平滑肌 （不要求）横纹肌横纹肌 一、骨骼肌一、骨骼肌（一）骨骼肌神经-肌接头兴奋的传递 1.骨骼肌神经-肌接头（neuromuscular junction)的结构特征：神经-肌接头的结构特征轴突末梢：膨大，储存递质囊泡：神经递质（ACh）接头前膜：NC膜，释放Ach接头间隙：AChE,分解Ach接头后膜：肌细胞膜，特化 AChR,结合Ach Ach门控Na+通道 引发终板点位N-M接头的兴奋传递过程接头的兴奋传递过程 AP到达神经末梢接头前膜Ca2+内流接头前膜释放神经递质（ACh）接头后膜形成EPP 接头后模EPP转变为肌细胞膜APSummary:突触传递的基本过程递质的释放：Ca2+触发终板电位(endplate potential,EPP)的引发：Na+内流（主）K+外流（次）EPP向AP的转换：阈电位 EPP在终板膜上发生在终板膜上发生 属于局部电位属于局部电位 AP在普通肌细胞膜上发生在普通肌细胞膜上发生神经神经-骨骼肌接头兴奋传递的特点骨骼肌接头兴奋传递的特点 （1 1）1对1传递：1条神经末梢对1条肌纤维 （2 2）单向传递：前膜 后膜 （3 3）有时间延搁：信号通过接头时延误 （4 4）易受药物及其他环境因素的影响作业：作业：对比AP在神经纤维上的传播与在神经-肌接头的传递 有和不同？4.影响神经-肌接头处兴奋传递的因素（1）影响乙酰胆碱（acetylcholine,ACh)释放：动作电位的幅度:正相关 细胞外Ca2+的浓度:正相关（2）影响ACh与通道蛋白结合 筒箭毒(tubocurarine)：阻断 肌松剂 麻痹 -银环蛇毒(bungarotoxin)：阻断 作用强 银环蛇银环蛇箭毒木见血封喉树（3）影响胆碱酯酶的活性：有机磷农药 胆碱酯酶（AChE）AChE活性 ACh过剩 中毒 4.4.影响神经影响神经-肌接头处兴奋传递的因素肌接头处兴奋传递的因素 阿阿托托品品特特效效解解救救抑制抑制 SUMMARY 静息时，细胞静息时，细胞 处于极化状态处于极化状态 刺刺 激激 NaNa+通道开放通道开放NaNa+内流，内流，去极化去极化 局局部部兴兴奋奋 电电紧紧张张扩扩布布 电电位位消消失失 达达不不到到阈阈电电位位 达达到到阈阈电电位位 AP 不不衰衰减减 传传导导 N-M接接头头 E PP 肌肌细细胞胞 AP总总 和和 肌细胞收缩肌细胞收缩（二）横纹肌的结构特征（二）横纹肌的结构特征肌原纤维和肌小节肌原纤维和肌小节(myofibril and sarcomere)肌小节肌小节(sarcomere)肌管系统(sarcotubular system)横管横管(T管管):):肌细胞膜内陷而成，肌细胞膜内陷而成，与细胞外液相通与细胞外液相通 纵管：肌质网（彼此交通）在纵管：肌质网（彼此交通）在Z Z线旁扩大成终池线旁扩大成终池(terminal cistern)通哪？通哪？肌管的作用横管：将动作电位传至肌细胞深部纵管、终池：贮存、释放、聚积Ca2+三联管：横管+两侧终池 兴奋-收缩耦联的部位（三）骨骼肌的收缩机制（三）骨骼肌的收缩机制1.1.肌丝的分子组成肌丝的分子组成 粗肌丝粗肌丝(thick myofilament)：肌球蛋白肌球蛋白(肌凝蛋白肌凝蛋白,myosin),),杆状部杆状部,状部状部(横桥横桥,cross bridge),),可扭动可扭动,有有ATPase活性活性。细肌丝细肌丝(thin myofilament)肌动蛋白（肌纤蛋白，actin），横桥结合点。原肌球蛋白（原肌凝蛋白，tropomyosin）:能调节肌动蛋白分子与 横桥头部的结合。肌钙蛋白（troponin，Tn）:Ca2+结合部位（C亚单位,TnC）,TnI,TnT 肌肉收缩的过程肌肉收缩的过程 （1）胞质中的Ca2+浓度肌钙蛋白与 Ca2+结合肌节缩短(收缩)。（2）胞质中的Ca2+浓度肌钙蛋白与 结合的Ca2+解离肌节舒张）。横桥与肌动蛋白结合、摆动、复位和再结合的过程，称为横桥周期（cross-bridge cycling）。肌肉收缩的过程肌肉收缩的过程横桥周期（cross bridge cycle）肌肉收缩的过程肌肉收缩的过程骨骼肌的兴奋-收缩耦联 概念：把以肌膜电变化为特征的肌细胞的兴奋过程和以肌丝滑行为基础的机械收缩过程两者联系起来的中间过程，称为兴奋-收缩耦联（excitation-contraction coupling）结构基础：三联管耦联因子：Ca2+骨骼肌的兴奋骨骼肌的兴奋-收缩耦联收缩耦联(excitation-contruction coupling of striated muscle)肌膜上的肌膜上的APAP激活横管膜和肌膜上的激活横管膜和肌膜上的L-型钙通道型钙通道激活终池膜上的钙释激活终池膜上的钙释放通道放通道终池终池Ca2+释放入胞质释放入胞质胞质中的胞质中的Ca2+浓度浓度肌肉收缩。肌肉收缩。骨骼肌的兴奋骨骼肌的兴奋-收缩耦联收缩耦联 (excitation-contruction coupling of striated muscle)胞质中的胞质中的Ca2+浓度浓度激活终池膜上的钙泵激活终池膜上的钙泵,将将Ca2+泵入终池泵入终池胞质中胞质中的的Ca2+浓度浓度肌肉舒张。肌肉舒张。在心肌，在心肌，经经L-型钙通道内流的型钙通道内流的Ca2+触发终池释放触发终池释放Ca2+的这一过程，称为的这一过程，称为钙触发钙释放。钙触发钙释放。影响骨骼肌收缩效能的因素影响骨骼肌收缩效能的因素 肌肉收缩肌肉收缩效能效能：张力、缩短程度和速度：张力、缩短程度和速度 肌肉收缩时只有张力的增加，长度保持不变，称为肌肉收缩时只有张力的增加，长度保持不变，称为等长收缩等长收缩(isometric contraction)。肌肉收缩时只发生肌肉长度的缩短而张力保持不变，称为肌肉收缩时只发生肌肉长度的缩短而张力保持不变，称为等张收缩等张收缩(isotonic contraction)。前负荷对肌肉收缩效能的影响前负荷对肌肉收缩效能的影响 前负荷前负荷（preload）：是指肌肉在收缩前所承受的）：是指肌肉在收缩前所承受的负荷负荷(load)。肌肉在收缩前的肌小节长度称为肌肉的肌肉在收缩前的肌小节长度称为肌肉的初长度初长度(initial length)前负荷过大前负荷过大初长度过长初长度过长收缩力收缩力 最适前负荷最适前负荷(optimal preload):):能使肌肉产生最佳收能使肌肉产生最佳收缩效能的前负荷。缩效能的前负荷。前负荷对肌肉收缩效能的影响前负荷对肌肉收缩效能的影响 在在最适最适前负荷前负荷的作用下，粗、细肌丝的作用下，粗、细肌丝处于最好重叠状态，能够被激活利用的横桥处于最好重叠状态，能够被激活利用的横桥数目最多，肌肉收缩效能最佳。数目最多，肌肉收缩效能最佳。能使粗、细肌丝处于最好重叠状态的肌能使粗、细肌丝处于最好重叠状态的肌小节长度，称为小节长度，称为最适初长度最适初长度(optimal initial length)，在横纹肌，在横纹肌为为2.02.2m。骨骼肌静息初长度骨骼肌静息初长度 接近接近 最适初长度，最适初长度，无初长贮备无初长贮备心肌静息初长度心肌静息初长度 小于小于 最适初长度，最适初长度，有初长贮备有初长贮备前负荷对肌肉收缩效能的影响前负荷对肌肉收缩效能的影响 最适前负荷最适前负荷 最适初长度最适初长度 最佳收缩效能最佳收缩效能初长度初长度最适初长时最适初长时 随着前负荷的随着前负荷的，肌节初长度更加，肌节初长度更加 接近最适初长接近最适初长度度 肌肉的收缩效能肌肉的收缩效能接近最佳接近最佳初长度初长度=最适初长时最适初长时 肌肉肌肉 的的 收缩收缩 效能效能达到最佳达到最佳初长度初长度 最适初长时最适初长时 肌肉肌肉 的的 收缩收缩 效能下降效能下降后负荷对肌肉收缩效能的影响 后负荷后负荷:肌肉开始收缩后所遇到的负荷。肌肉开始收缩后所遇到的负荷。后负荷后负荷：收缩张力收缩张力，缩短出现迟、缩短，缩短出现迟、缩短程度小、缩短速度慢。程度小、缩短速度慢。后负荷过大后负荷过大时，肌肉只发生等长收缩，此时时，肌肉只发生等长收缩，此时缩短速度为零，产生的缩短速度为零，产生的张力最大。张力最大。肌肉的收缩能力对肌肉收缩效能的影响 肌肉收缩能力肌肉收缩能力(contractility):):与前、后负荷无关、决定肌肉收缩与前、后负荷无关、决定肌肉收缩效能的内在特性。效能的内在特性。兴奋兴奋-收缩耦联过程中胞质内收缩耦联过程中胞质内CaCa2+2+的水平和肌球蛋白的的水平和肌球蛋白的ATPATP酶活性。酶活性。肌肉收缩能力肌肉收缩能力肌肉收缩力肌肉收缩力、缩短出现早、缩短程度大、缩、缩短出现早、缩短程度大、缩短速度快。短速度快。CaCa2+2+、肾上腺素、咖啡因等、肾上腺素、咖啡因等,可使肌肉收缩能力可使肌肉收缩能力 缺缺O O2 2、酸中毒、能源缺乏等、酸中毒、能源缺乏等,可使肌肉收缩能力可使肌肉收缩能力单收缩不完全强直收缩强直收缩思考：快速刺激骨骼肌时，肌肉收缩波形可以融合，形成强直收缩。此时AP波形可否融合？为什么？收缩的总和收缩的总和谢谢谢谢 THANK YOU