第二章第四节肌细胞收缩课件

大家好大家好1第二章第二章 细胞的基本功能细胞的基本功能第四节第四节 肌细胞的收缩肌细胞的收缩主要内容：主要内容：.神经肌接头处的兴奋传递过程、特点及影响因素神经肌接头处的兴奋传递过程、特点及影响因素 .肌节及其分子构成与功能肌节及其分子构成与功能 .横纹肌的收缩机制，横桥的功能及横桥周期横纹肌的收缩机制，横桥的功能及横桥周期 .横纹肌的兴奋收缩耦联及其机制横纹肌的兴奋收缩耦联及其机制 .影响肌肉收缩效能的因素影响肌肉收缩效能的因素2肌细胞肌细胞Skeletal MuscleCardiac MuscleSmooth Muscle3一、骨骼肌的兴奋和收缩机制一、骨骼肌的兴奋和收缩机制4（一）神经肌接头处的兴奋传递（一）神经肌接头处的兴奋传递 功功能能解解剖剖5接头前膜接头前膜:电压门控通道；电压门控通道；内有囊泡，含有内有囊泡，含有接头间隙接头间隙:接头后模接头后模:终板膜终板膜 型受体阳离子通道；型受体阳离子通道；胆碱酯酶，无电压门控钠通道胆碱酯酶，无电压门控钠通道 6 型受体阳离子通道型受体阳离子通道型受体阳离子通道型受体阳离子通道 化学门控离子通道化学门控离子通道化学门控离子通道化学门控离子通道可被筒箭毒碱或可被筒箭毒碱或可被筒箭毒碱或可被筒箭毒碱或 银环蛇毒阻断银环蛇毒阻断银环蛇毒阻断银环蛇毒阻断7接头处的兴奋传递过程8 运动神经纤维冲动（）运动神经纤维冲动（）接头前神经末梢去极化接头前神经末梢去极化电压门控钙通道开放电压门控钙通道开放进入神经末梢的胞浆内进入神经末梢的胞浆内递质囊泡向前膜移动并与其融合递质囊泡向前膜移动并与其融合,释放递质（量子式释放）释放递质（量子式释放）乙酰胆碱（）乙酰胆碱（）结合并激活肌终板膜受体（型受体阳离子通道）结合并激活肌终板膜受体（型受体阳离子通道）终板膜对、的通透性终板膜对、的通透性，以为主，以为主，内流内流膜除极化膜除极化终板电位（）终板电位（）邻近普通肌膜除极化邻近普通肌膜除极化 邻近肌膜邻近肌膜肌膜肌膜 （肌肉收缩）肌肉收缩）被胆碱酯酶分解而失活被胆碱酯酶分解而失活接头处的兴奋传递过程：接头处的兴奋传递过程：9（）神经末梢与终板电位的产生（）神经末梢与终板电位的产生接头前膜去极化接头前膜去极化释放释放 和，年和，年电生理学证据电生理学证据10接头前膜去极化接头前膜去极化内流内流释放释放（）神经末梢浓度与终板电位的产生（）神经末梢浓度与终板电位的产生电生理学证据电生理学证据11（）（）“量子式量子式”释放与终板电位释放与终板电位 微终板电位（微终板电位（,）：安静状态下，由囊泡的随机）：安静状态下，由囊泡的随机运动触发的单个囊泡的自发释放，引起终板膜的局部运动触发的单个囊泡的自发释放，引起终板膜的局部微小除极化电位称为（平均约）微小除极化电位称为（平均约）.终板电位（终板电位（,）：接头处兴奋传递时，在终板膜上）：接头处兴奋传递时，在终板膜上产生的局部去极化电位（局部兴奋）。是的整倍数总产生的局部去极化电位（局部兴奋）。是的整倍数总和电位。和电位。12 接头兴奋传递的特点接头兴奋传递的特点 （）与突触传递的特点相同（）与突触传递的特点相同:单向性；单向性；时间延搁；时间延搁；总和；总和；易疲劳；易疲劳；易受内环境改变及药物的影响易受内环境改变及药物的影响(见后见后)元一次兴奋元一次兴奋 大量递质释放大量递质释放 及时被消除及时被消除.（）（）:传递：传递：一次神经冲动引起肌细胞兴奋、收缩一次。一次神经冲动引起肌细胞兴奋、收缩一次。因为：因为：u 一一次次神神经经冲冲动动释释放放的的所所引引起起的的的的大大小小是是引引起起肌肌细细胞胞膜膜产产生所需阈值的倍，足以引起。生所需阈值的倍，足以引起。u 发挥作用后能很快被胆碱脂酶水解而破坏。发挥作用后能很快被胆碱脂酶水解而破坏。13破坏通道破坏通道 筒箭毒碱和筒箭毒碱和银环蛇毒银环蛇毒 同同竞争终板膜受体竞争终板膜受体 肌肉不能兴奋收缩肌肉不能兴奋收缩肌肉松弛肌肉松弛有机磷农药和新斯的明有机磷农药和新斯的明 抑制抑制胆碱酯酶胆碱酯酶中毒症状中毒症状:肌肉挛缩肌肉挛缩自身免疫性疾病自身免疫性疾病 破坏通道破坏通道重症肌无力重症肌无力 细胞外液低或高细胞外液低或高释放释放 .影响神经肌接头处兴奋传递的因素影响神经肌接头处兴奋传递的因素肉毒杆菌肉毒杆菌无力综合症无力综合症14 (二二)骨骼肌细胞的微细结构：骨骼肌细胞的微细结构：肌肉块肌肉块肌束肌束肌纤维肌纤维(肌细胞肌细胞)肌原纤维和肌小节肌原纤维和肌小节 小肌块小肌块 肌小束与肌小束与 肌纤维肌纤维 肌原纤维肌原纤维大肌肉块大肌肉块15骨骼肌细胞的微细结构骨骼肌细胞的微细结构.肌原纤维和肌节（）肌原纤维和肌节（）肌节：肌肉收缩和舒肌节：肌肉收缩和舒 张的基本单位张的基本单位16肌肌节节的的微微细细结结构构Muscle fiber 肌纤维肌纤维17 18粗肌丝粗肌丝()粗肌丝由大量肌凝蛋白粗肌丝由大量肌凝蛋白(,收缩蛋白收缩蛋白)分子有序排列而成分子有序排列而成横桥的功能：横桥的功能：具有酶的活性，可分解获能；具有酶的活性，可分解获能；能与细肌丝上的肌动蛋白可逆结合，拖能与细肌丝上的肌动蛋白可逆结合，拖动其向肌节中央滑动或产生张力。动其向肌节中央滑动或产生张力。19细肌丝细肌丝()组成细肌丝三种分子分别是：肌动蛋白或肌纤蛋白组成细肌丝三种分子分别是：肌动蛋白或肌纤蛋白(,收缩蛋白收缩蛋白)、原肌球蛋白或原肌凝蛋白原肌球蛋白或原肌凝蛋白()、肌钙蛋白、肌钙蛋白(,调节蛋白调节蛋白)(；,)20 （参与肌丝滑行的分子和离（参与肌丝滑行的分子和离子）子）肌球蛋白肌球蛋白 肌动蛋肌动蛋白白原肌球蛋白原肌球蛋白肌钙蛋白肌钙蛋白 钙离子钙离子 三磷三磷酸腺苷酸腺苷21.肌管系统肌管系统横管横管():膜内凹而成，有电压门控型通膜内凹而成，有电压门控型通道道 功能：传入（兴奋）功能：传入（兴奋）纵管纵管():肌质网肌质网(钙泵钙泵)终池终池():钙库，有钙库，有 ()。功能：贮存、释放、摄取功能：贮存、释放、摄取三联管：管三联管：管 终池，骨骼肌终池，骨骼肌二联管：管终池，二联管：管终池，心肌心肌2223（三）骨骼肌细胞的收缩机制.肌丝滑行理论肌丝滑行理论 （,）2425.肌丝滑行的分子机制肌丝滑行的分子机制26肌丝滑行的分子机制肌丝滑行的分子机制27.骨骼肌收缩和舒张过程骨骼肌收缩和舒张过程28横桥周期（横桥周期（）：）：横桥与肌动横桥与肌动蛋白结合、耗蛋白结合、耗能扭动、获能能扭动、获能解离、复位及解离、复位及再结合的周期再结合的周期性活动过程。性活动过程。2930 舒张时，横桥结合并分解而获能舒张时，横桥结合并分解而获能变构竖起横变构竖起横桥，高势能并与肌动蛋白呈高亲和力，但不能桥，高势能并与肌动蛋白呈高亲和力，但不能结合；结合；因传入至三联管，触发释放因传入至三联管，触发释放胞质胞质 与肌钙蛋白结合与肌钙蛋白结合、变构移位、变构移位原肌球蛋白原肌球蛋白移位，暴露位点移位，暴露位点肌球蛋白横桥与肌动蛋白结肌球蛋白横桥与肌动蛋白结合，耗能变构，脱磷酸化，拖动细肌丝向线滑合，耗能变构，脱磷酸化，拖动细肌丝向线滑动动肌肉收缩肌肉收缩缩短或张力缩短或张力；骨骼肌收缩过程骨骼肌收缩过程31 钙泵被激活转运至及胞外钙泵被激活转运至及胞外胞质胞质 与肌钙与肌钙蛋白解离蛋白解离与上相反变化，横桥再结合、磷酸化、与上相反变化，横桥再结合、磷酸化、并与肌动蛋白解离，细肌丝反向滑行并与肌动蛋白解离，细肌丝反向滑行 肌肉舒张。肌肉舒张。骨骼肌舒张过程骨骼肌舒张过程尸僵形成的原因是什么？尸僵形成的原因是什么？指生物死后躯体逐渐变硬而僵直的过程。指生物死后躯体逐渐变硬而僵直的过程。生物死后一般大约经过生物死后一般大约经过小时，肌肉轻度收缩，关节不能曲屈，开始出现尸僵；经过小时，小时，肌肉轻度收缩，关节不能曲屈，开始出现尸僵；经过小时，尸僵遍及全身。可因外界温度高低、尸体体质情况、死因不同而尸僵遍及全身。可因外界温度高低、尸体体质情况、死因不同而出现有早有晚。尸僵出现的顺序，可作为判断死后经过时间长短出现有早有晚。尸僵出现的顺序，可作为判断死后经过时间长短的一个方面。的一个方面。32 （四）骨骼肌细胞的兴奋收缩耦联（四）骨骼肌细胞的兴奋收缩耦联 .兴奋收缩耦联兴奋收缩耦联 （）：）：将肌细胞的电兴奋和机械收缩联系起来的中介过程。将肌细胞的电兴奋和机械收缩联系起来的中介过程。关键结构：三联管关键结构：三联管 关键因子（耦联因子）：关键因子（耦联因子）：33 .肌细胞的兴奋收缩耦联过程34.骨骼肌的兴奋收缩耦联过程骨骼肌的兴奋收缩耦联过程 肌膜沿管传入至三联管肌膜沿管传入至三联管激活管膜上的型通道激活管膜上的型通道分子变构（骨骼肌），或分子变构（骨骼肌），或（心肌）（心肌）激活肌质网的受激活肌质网的受体，体，肌质网释放肌质网释放胞质胞质 与肌钙蛋白结合与肌钙蛋白结合触触发肌肉收缩。发肌肉收缩。35有关证据：有关证据：）兴奋收缩与钙瞬变的关系：）兴奋收缩与钙瞬变的关系：肌肉收缩肌肉收缩钙瞬变（钙瞬变（）其先于肌肉收缩；其先于肌肉收缩；的快速波动是决定的快速波动是决定肌肉收缩、舒张的重要肌肉收缩、舒张的重要因素。因素。36）肌质网（终末池）释放）肌质网（终末池）释放骨骼肌：骨骼肌：构象变化触构象变化触发钙释放。发钙释放。心肌：心肌：“钙触发钙钙触发钙释放释放”。37心肌细胞心肌细胞38 .骨骼肌的收缩形式骨骼肌的收缩形式 （）（）等张收缩和等长收缩等张收缩和等长收缩 （五）影响骨骼肌收缩效能的因素（五）影响骨骼肌收缩效能的因素3940 （）单收缩、复合收缩与强直收缩（实验条件下）：（）单收缩、复合收缩与强直收缩（实验条件下）：）单收缩）单收缩 ()）复合收缩与强直收缩）复合收缩与强直收缩()：41 单收缩、复合收缩与强直收缩单收缩、复合收缩与强直收缩()()：42()()前负荷前负荷()()：肌肉收缩前所承受的负荷：肌肉收缩前所承受的负荷.最适初长度最适初长度()：（：（）肌肉收缩时产生最大张力的初长度。肌肉收缩时产生最大张力的初长度。.影响骨骼肌收缩效能的因素影响骨骼肌收缩效能的因素4344 前负荷影响前负荷影响初长度初长度张力。张力。最适前负荷最适前负荷最适初长度最适初长度肌节肌节 最大主动张力最大主动张力(最大总张力最大总张力)。肌节长度肌节长度 或或 张力张力 肌节长度肌节长度 或或 张力张力45()后负荷（）：后负荷（）：肌肉收缩开始后遇到的负荷或阻力。肌肉收缩开始后遇到的负荷或阻力。Stop4647 后负荷后负荷 影响影响张力、开始缩短时间、速度、张力、开始缩短时间、速度、距离及做功。距离及做功。后负荷过大后负荷过大张力可达最大、但不能缩短；张力可达最大、但不能缩短；后负荷为零后负荷为零张力为零，二者均不能做功。张力为零，二者均不能做功。其它因素不变时，其它因素不变时，中等程度的后负中等程度的后负荷所完成的机械荷所完成的机械功最大。功最大。48 使肌肉收缩能力增强的因素：使肌肉收缩能力增强的因素：钙离子、肾上腺素、咖啡因等钙离子、肾上腺素、咖啡因等 使肌肉收缩能力降低的因素：使肌肉收缩能力降低的因素：缺氧、酸中毒等缺氧、酸中毒等 （）（）肌肉收缩能力（）肌肉收缩能力（）与前、后负荷无关而能影响肌肉收缩效能的肌与前、后负荷无关而能影响肌肉收缩效能的肌肉内在特性。肉内在特性。与肌肉收缩力量成正相关。与肌肉收缩力量成正相关。49.收缩的总和收缩的总和（）多运动单位总和（）多运动单位总和 运动单位：一个运动神经元及其轴突分支运动单位：一个运动神经元及其轴突分支所支配的全部肌纤维。所支配的全部肌纤维。（）收缩频率总和（）收缩频率总和 一定范围，收缩频率一定范围，收缩频率 收缩幅度收缩幅度。5051二、平滑肌二、平滑肌（一）平滑肌的分类（一）平滑肌的分类.单个单位平滑肌（内脏平滑肌）单个单位平滑肌（内脏平滑肌）.多单位平滑肌多单位平滑肌大量的缝隙连接大量的缝隙连接 功能合胞体样活动功能合胞体样活动少量起搏细胞少量起搏细胞 自发产生节律性兴奋，引领整个平自发产生节律性兴奋，引领整个平滑肌的电活动和机械活动，而自主神经调节其兴奋性，滑肌的电活动和机械活动，而自主神经调节其兴奋性，收缩的强度和频率收缩的强度和频率如：小血管、消化道、输尿管和子宫等器官的平滑肌如：小血管、消化道、输尿管和子宫等器官的平滑肌无缝隙连接无缝隙连接 各自独立活动各自独立活动无自律性无自律性 自主神经直接控制其收缩活动自主神经直接控制其收缩活动如：睫状肌、虹膜机、竖毛肌和气管大血管的平滑肌如：睫状肌、虹膜机、竖毛肌和气管大血管的平滑肌52（二）平滑肌的结构特点（二）平滑肌的结构特点1.细肌丝数量明显多于粗肌丝细肌丝数量明显多于粗肌丝2.平滑肌：；横纹肌：平滑肌：；横纹肌：.无肌节结构，不显现横纹无肌节结构，不显现横纹.无盘，相应的功能结构是致密体和致密斑无盘，相应的功能结构是致密体和致密斑 细胞内的中间丝连接致密体和致密斑形成结构细胞内的中间丝连接致密体和致密斑形成结构网架网架.粗肌丝以相反方向在不同方位伸出横桥，使平粗肌丝以相反方向在不同方位伸出横桥，使平滑肌具有更大的延展性滑肌具有更大的延展性.无管，有纵向走形的袋状凹入，肌膜动作电位无管，有纵向走形的袋状凹入，肌膜动作电位不能迅速到达深部，使得平滑肌收缩缓慢不能迅速到达深部，使得平滑肌收缩缓慢.肌浆网不发达，肌浆网上有和受体肌浆网不发达，肌浆网上有和受体53（三）平滑肌细胞的生物电现象（三）平滑肌细胞的生物电现象1.平滑肌细胞的静息电位平滑肌细胞的静息电位 2.细胞膜对的通透性较高细胞膜对的通透性较高2.静息电位不稳定，有慢波静息电位不稳定，有慢波3.慢波：平滑肌细胞在静息电位的基础上，自慢波：平滑肌细胞在静息电位的基础上，自发的产生低频率的、周期性的轻度去极化和复极发的产生低频率的、周期性的轻度去极化和复极化化.不同部位和类型的平滑肌细胞，其动作电位不同不同部位和类型的平滑肌细胞，其动作电位不同 肠道、输精管：内流，外流肠道、输精管：内流，外流 膀胱和输尿管：内流，外流膀胱和输尿管：内流，外流.动作电位时程长，动作电位时程长，54（四）平滑肌细胞的收缩机制（四）平滑肌细胞的收缩机制1.平滑肌收缩的触发因子平滑肌收缩的触发因子2.平滑肌细胞的肌丝滑行平滑肌细胞的肌丝滑行 ）触发因子：）触发因子：）浓度的调控途径：）浓度的调控途径：电机械耦联：主要来自胞外电机械耦联：主要来自胞外 药物机械耦联：主要来自药物机械耦联：主要来自无肌钙蛋白，通过通路作用于粗肌丝触发收缩无肌钙蛋白，通过通路作用于粗肌丝触发收缩 Ca2+浓度浓度 Ca2+CaM MLCK活化活化MLC磷酸化磷酸化 横桥横桥ATP酶活性酶活性 肌丝滑行肌丝滑行肌肉收缩肌肉收缩 MLC去磷酸化去磷酸化 肌肉舒张肌肉舒张 MLCP55 复习思考复习思考一、名词概念：一、名词概念：，,，56二、问题：二、问题：单纯扩散与易化扩散有何不同？单纯扩散与易化扩散有何不同？举例阐述原发性主动转运的机制、特点及意义举例阐述原发性主动转运的机制、特点及意义 、是如何进行跨膜转运的？、是如何进行跨膜转运的？举例说明继发性主动转运的机理。举例说明继发性主动转运的机理。蛋白耦联受体介导的跨膜信号转导通路及主要信号分子蛋白耦联受体介导的跨膜信号转导通路及主要信号分子 何谓静息电位？试述其产生机制及其证明何谓静息电位？试述其产生机制及其证明 何谓动作电位？其特点和生理意义是什么？何谓动作电位？其特点和生理意义是什么？试述其产生机制及其证明试述其产生机制及其证明 57 .试述局部电位及其形成机制和特点试述局部电位及其形成机制和特点 .神经纤维一次兴奋及其恢复的全过程中，其兴奋性有何变化神经纤维一次兴奋及其恢复的全过程中，其兴奋性有何变化？如何检验？如何检验？.试述神经纤维传导机制及影响因素试述神经纤维传导机制及影响因素 .试述接头处兴奋传递机制、特点及影响因素试述接头处兴奋传递机制、特点及影响因素 .何谓兴奋收缩耦联？试述其耦联过程何谓兴奋收缩耦联？试述其耦联过程 .试述影响肌肉收缩效能的因素及其影响作用试述影响肌肉收缩效能的因素及其影响作用 .综合思考题综合思考题:58坐骨神经坐骨神经腓肠肌腓肠肌如给标本的神经部分刺激，如给标本的神经部分刺激，该标本会发生什么反应？该标本会发生什么反应？为什么？为什么？综合思考题综合思考题59Stimulator6061