骨骼肌收缩8学时课件

一、横纹肌一、横纹肌 问题问题1 问题问题21.骨骼肌骨骼肌神经神经-肌接头肌接头处的兴奋传递处的兴奋传递2.横纹肌细胞的横纹肌细胞的微细结构微细结构3.横纹肌的横纹肌的收缩机制收缩机制4.横纹肌的横纹肌的兴奋兴奋-收缩耦联收缩耦联5.影响影响横纹肌收缩的因素横纹肌收缩的因素二、平滑肌（自学）二、平滑肌（自学）第四节第四节 肌细胞的收缩功能肌细胞的收缩功能7/28/20241问题问题11.兴奋在兴奋在神经神经-肌肉接头传递肌肉接头传递的过程。的过程。2.肌丝肌丝滑行理论的实验（显微镜下）依据滑行理论的实验（显微镜下）依据？肌细胞？肌细胞收缩蛋白的相互作用收缩蛋白的相互作用是如何导致是如何导致肌丝滑行肌丝滑行?3.何谓何谓兴奋兴奋-收缩耦联收缩耦联？骨骼肌兴奋？骨骼肌兴奋-收缩收缩耦联的过程。耦联的过程。接头接头前膜、前膜、接头接头后膜后膜暗带、暗带、H带、明带带、明带肌钙蛋白、原肌球蛋白、肌钙蛋白、原肌球蛋白、撗桥、祭肌丝滑行撗桥、祭肌丝滑行动作电位、动作电位、Ca2+释放释放7/28/20242一、骨骼肌一、骨骼肌神经神经-肌接头的兴奋传递肌接头的兴奋传递1.神经神经-肌接头的肌接头的结构结构接头前膜接头前膜接头前膜接头前膜接头间隙接头间隙接头间隙接头间隙接头后膜接头后膜接头后膜接头后膜(终板膜终板膜终板膜终板膜)接接头头前前膜膜终板膜终板膜接头间隙接头间隙突突触触小小泡泡7/28/202432.神经神经-肌接头兴奋传递过程肌接头兴奋传递过程I接头前膜的传递接头前膜的传递AP至神经末梢至神经末梢 前膜去极化前膜去极化电压门控电压门控Ca2+通道开放通道开放 Ca2+内流内流突触小泡内突触小泡内Ach量子式释放到量子式释放到接头间隙接头间隙AP=动作电位；动作电位；Ach=乙酰胆碱乙酰胆碱7/28/202442.神经神经-肌接头兴奋传递过程肌接头兴奋传递过程II接头间隙接头间隙Ach在接头间隙扩散在接头间隙扩散 Ach与终板膜与终板膜N2受体受体结合（阳离子通道）结合（阳离子通道）7/28/202452.神经神经-肌接头兴奋传递过程肌接头兴奋传递过程III 接头后膜（终板膜）接头后膜（终板膜）Ach与与N2受体结合受体结合化学门控通道开放化学门控通道开放 Na+内流内流K+外流外流终板膜电位去极化终板膜电位去极化(终板电位终板电位)激活邻近肌细胞膜电压门控激活邻近肌细胞膜电压门控Na+通道，通道，Na+内流内流肌细胞膜去极化至阈电位，肌细胞膜去极化至阈电位，产生动作电位产生动作电位7/28/20246神经神经-肌接头兴奋传递过程肌接头兴奋传递过程1、电信号、电信号化学信号化学信号电信号电信号2、影响兴奋传递过程因素：、影响兴奋传递过程因素：递质释放递质释放递质分解：农药中毒。胆碱酯酶递质分解：农药中毒。胆碱酯酶递质作用：受体阻断剂，箭毒递质作用：受体阻断剂，箭毒胆碱酯酶胆碱酯酶胆碱胆碱+乙酸乙酸乙酰胆碱乙酰胆碱7/28/20247(1)(1)终板电位（终板电位（EPPEPP）定义：定义：神经神经-肌接头前膜释放的肌接头前膜释放的Ach作用于作用于终板膜上终板膜上N2受体，使终板膜对受体，使终板膜对Na+、K+通透性改变，形成的通透性改变，形成的一种局部电位。一种局部电位。(2)(2)终板电位终板电位的特征的特征 幅度幅度有有AChACh依赖性依赖性 电紧张性扩布电紧张性扩布 可总和，无不应期可总和，无不应期 无无“全或无全或无”特征特征终板电位（自学）终板电位（自学）7/28/20248 1.骨骼肌的微细结构骨骼肌的微细结构 主要特点主要特点:含大量的肌原纤维和发达的肌含大量的肌原纤维和发达的肌管系统管系统 (1)肌原纤维肌原纤维 (2)肌管系统肌管系统二、骨骼肌的兴奋二、骨骼肌的兴奋-收缩耦联收缩耦联7/28/20249(1)肌原纤维和肌小节肌原纤维和肌小节肌肉肌肉肌纤维（肌细胞）肌纤维（肌细胞）肌原纤维肌原纤维肌小节肌小节肌小节肌小节肌原纤维肌原纤维7/28/202410肌小节肌小节肌小节肌小节Z Z线线线线Z Z线线线线Z Z线线线线明带明带明带明带暗带暗带暗带暗带MM线线线线肌小节（肌小节（sarcomere）肌小节肌小节肌小节肌小节:每两个相邻每两个相邻每两个相邻每两个相邻Z Z线之间区域线之间区域线之间区域线之间区域,是肌细胞收缩的基本结构和功能单位。是肌细胞收缩的基本结构和功能单位。Z Z线线线线Z Z线线线线7/28/202411横（横（T）管）管纵管纵管（收集、贮存、释放（收集、贮存、释放Ca2+）（L型钙通道）型钙通道）JSR(RYR）Ca2+释放通道释放通道LSR(LSR(钙泵钙泵钙泵钙泵)(2)肌管系统肌管系统三联管三联管LSRLSR：纵行肌浆网：纵行肌浆网：纵行肌浆网：纵行肌浆网JSRJSR：连接肌浆网：连接肌浆网：连接肌浆网：连接肌浆网7/28/202412纵管纵管JSR(RYR）Ca2+释放通道释放通道LSR(LSR(钙泵钙泵钙泵钙泵)纵管纵管（收集、贮存、释放（收集、贮存、释放Ca2+）细胞浆细胞浆 Ca2+Ca2+7/28/202413_+作用作用：把横管动作电位与终池释放：把横管动作电位与终池释放Ca2+耦联；耦联；终池释放终池释放Ca2+则直接触发肌细胞收缩则直接触发肌细胞收缩T管管三联管三联管终池终池T管管=横管横管由由由由T T管及两侧终池构成，管及两侧终池构成，管及两侧终池构成，管及两侧终池构成，（兴奋（兴奋（兴奋（兴奋-收缩耦联关键部位）收缩耦联关键部位）收缩耦联关键部位）收缩耦联关键部位）_+Ca2+Ca2+_+_+_+_+_+Ca2+7/28/2024142、骨骼肌的收缩机制、骨骼肌的收缩机制肌丝的分子组成肌丝的分子组成粗肌丝粗肌丝细肌丝细肌丝肌丝滑行理论肌丝滑行理论肌肉收缩的过程肌肉收缩的过程兴奋兴奋-收缩偶联收缩偶联7/28/202415粗肌丝（暗带）组成粗肌丝（暗带）组成头部形成横桥头部形成横桥粗肌丝粗肌丝肌球肌球(凝凝)蛋白蛋白 杆状部形成主干杆状部形成主干（红色）（红色）H带带暗带暗带明带明带横桥功能？横桥功能？7/28/202416横桥的功能横桥的功能能能与与细细肌肌丝丝上上位位点点发发生生可逆性结合；可逆性结合；具具有有ATP酶酶的的作作用用，分分解解ATP提提供供横横桥桥扭扭动动（肌肌丝滑行）和作功的能量。丝滑行）和作功的能量。横桥扭动横桥扭动7/28/202417细肌丝细肌丝肌动蛋白肌动蛋白肌钙蛋白肌钙蛋白原肌球蛋白原肌球蛋白H带带暗带暗带明带明带细肌丝（明带）组成细肌丝（明带）组成7/28/202418细肌丝组成细肌丝组成肌动蛋白肌动蛋白：主干。有：主干。有横横桥结合位点桥结合位点。静息时被。静息时被原肌球蛋白覆盖。原肌球蛋白覆盖。原肌球（凝）蛋白原肌球（凝）蛋白：走：走行于肌动蛋白浅沟。静行于肌动蛋白浅沟。静息时覆盖息时覆盖横桥结合位点，横桥结合位点，阻碍阻碍横桥横桥与肌动蛋白结与肌动蛋白结合。合。肌钙蛋白肌钙蛋白：与：与Ca2+结合，结合，启动肌小节缩短。启动肌小节缩短。7/28/202419肌丝滑行理论肌丝滑行理论肌丝滑行理论肌丝滑行理论：细肌丝向粗肌丝滑行，使肌小节缩短。：细肌丝向粗肌丝滑行，使肌小节缩短。：细肌丝向粗肌丝滑行，使肌小节缩短。：细肌丝向粗肌丝滑行，使肌小节缩短。依据：依据：依据：依据：肌肉收缩时，暗带长度不变，只有明带缩短，肌肉收缩时，暗带长度不变，只有明带缩短，肌肉收缩时，暗带长度不变，只有明带缩短，肌肉收缩时，暗带长度不变，只有明带缩短，HH带缩窄带缩窄带缩窄带缩窄(粗、细肌丝重叠加大粗、细肌丝重叠加大粗、细肌丝重叠加大粗、细肌丝重叠加大)（2）肌丝滑行理论）肌丝滑行理论H带带暗带暗带明带明带暗带暗带暗带暗带粗肌丝粗肌丝粗肌丝粗肌丝明带明带明带明带细肌丝细肌丝细肌丝细肌丝HH带带带带无细肌丝无细肌丝无细肌丝无细肌丝7/28/202420概念：概念：把肌细胞电兴奋与机械收缩联系起来的中间过程，把肌细胞电兴奋与机械收缩联系起来的中间过程，即即Ca2+把动作电位和肌丝滑行耦联的过程把动作电位和肌丝滑行耦联的过程步骤步骤：动作电位沿肌膜和动作电位沿肌膜和T管管传播传播肌膜和肌膜和T管上管上L-型型钙通钙通道激活道激活JSRJSR（连接（连接肌浆网肌浆网）中）中CaCa2+2+释放入胞浆（释放入胞浆（两种机制两种机制）CaCa2+2+与肌钙蛋白结合，触发与肌钙蛋白结合，触发肌肉收缩肌肉收缩 LSR(LSR(纵行肌浆网纵行肌浆网)膜上钙泵激活，回收细胞浆膜上钙泵激活，回收细胞浆CaCa2+2+至肌浆网（胞浆至肌浆网（胞浆CaCa2+2+肌钙蛋白与肌钙蛋白与CaCa2+2+解离肌肉舒张）解离肌肉舒张）3、骨骼肌的骨骼肌的兴奋兴奋-收缩耦联收缩耦联7/28/202421动作电位沿肌膜和动作电位沿肌膜和T管传播管传播动作电位沿肌膜和动作电位沿肌膜和T管传播管传播肌膜和肌膜和T管上管上L-型型钙通道激活钙通道激活_+T管管=横管横管_+Ca2+Ca2+_+_+_+_+_+Ca2+7/28/202422JSR释放释放Ca2+的两种机制的两种机制I钙触发钙释放钙触发钙释放动作电位动作电位沿肌细胞膜传导沿肌细胞膜传导肌细胞膜肌细胞膜L-型型Ca2+通道通道开放，少量开放，少量Ca2+内流内流 Ca2+激活激活JSR中的中的Ca2+释放通道（释放通道（RyR）激活）激活 JSR释放释放Ca2+JSRCa2+Ca2+7/28/202423JSR释放释放Ca2+的两种机制的两种机制II构象变化触发钙释放构象变化触发钙释放动作电位动作电位沿肌细胞膜传导沿肌细胞膜传导肌细胞膜肌细胞膜L-型型Ca2+通道通道构象变化（拔塞样作用）构象变化（拔塞样作用）JSR中的中的Ca2+释放通道释放通道（RyR）激活）激活肌浆网释放肌浆网释放Ca2+JSRCa2+7/28/202424（3）肌肉收缩的过程）肌肉收缩的过程ICa2+与收缩蛋白相互作用，致肌丝滑行与收缩蛋白相互作用，致肌丝滑行胞浆胞浆Ca2+升高升高 Ca2+与与肌钙蛋白肌钙蛋白结合结合原肌球蛋白原肌球蛋白构象改变，不再构象改变，不再阻碍阻碍横桥与肌动蛋白结合横桥与肌动蛋白结合横桥与肌横桥与肌动蛋白结合动蛋白结合横桥横桥分解分解ATP，扭动，拖动细肌丝，扭动，拖动细肌丝(红杆红杆)向肌小节中央向肌小节中央(M线线)滑行滑行肌小节缩短（肌肉收缩）肌小节缩短（肌肉收缩）7/28/202425肌细胞收缩肌细胞收缩/舒张耗能的环节舒张耗能的环节收缩耗能：横桥收缩耗能：横桥ATP酶酶舒张耗能：舒张耗能：Ca2+泵泵兴奋兴奋-收缩偶联的关键结构收缩偶联的关键结构 ；关键；关键离子是离子是 。Ca2+三联管7/28/202426(4)横桥周期横桥周期定义：定义：肌肉收缩的过程中，横桥与肌动蛋白结合、肌肉收缩的过程中，横桥与肌动蛋白结合、扭动、复位的过程称为横桥周期。扭动、复位的过程称为横桥周期。过程：略。过程：略。7/28/202427问题问题21.前负荷前负荷对骨骼肌的收缩有何影响？对骨骼肌的收缩有何影响？2.后负荷后负荷对骨骼肌收缩有何影响对骨骼肌收缩有何影响?7/28/2024284、影响横纹肌收缩效能的因素、影响横纹肌收缩效能的因素前负荷前负荷（preload）后负荷后负荷（afterload）肌肉收缩效能肌肉收缩效能（performance of contraction)7/28/202429（1 1）概念：）概念：）概念：）概念：肌肉在收缩前所承受的负荷（初长度）肌肉在收缩前所承受的负荷（初长度）肌肉在收缩前所承受的负荷（初长度）肌肉在收缩前所承受的负荷（初长度）前负荷前负荷a、前负荷决定初长度，初、前负荷决定初长度，初长度影响主动张力长度影响主动张力前负荷前负荷=初长度初长度b、初长度（前负荷）与肌、初长度（前负荷）与肌肉张力关系肉张力关系长度长度-张力曲线张力曲线7/28/202430（2）长度长度-张力曲线：张力曲线：长度长度-张力曲线张力曲线a、在一定范围内肌肉、在一定范围内肌肉的（主动）张力随初长的（主动）张力随初长度的增大而增大度的增大而增大b、初长度初长度过大，则肌过大，则肌肉收缩的张力反而减小。肉收缩的张力反而减小。7/28/202431前负荷影响主动张力的原因前负荷影响主动张力的原因最适初长度最适初长度（1）初长度初长度 最适初长度最适初长度细肌丝所结合的横桥数量减细肌丝所结合的横桥数量减少少2.02.2m7/28/202432后负荷后负荷(1)(1)概念：概念：肌肉收缩肌肉收缩过程中所承受的负过程中所承受的负荷。荷。preload afterload7/28/2024331.后后负负荷荷为为 0 时时，肌肌肉肉缩缩短短速速度度最最大大(Vmax)，但张力为，但张力为0，故不做功。，故不做功。3.后后负负荷荷很很大大时时，肌肌肉肉缩缩短短速速度度零零，产生的张力达最大值产生的张力达最大值(P0)。张力张力-速度曲线速度曲线结论：结论：后负荷较小时张力与速度呈反变关系后负荷较小时张力与速度呈反变关系 后负荷对肌肉收缩的影响后负荷对肌肉收缩的影响张力张力-速度曲线速度曲线缩短速度缩短速度负荷（张力）负荷（张力）2.随随后后负负荷荷增增加加，收收缩缩的的张张力力亦亦增增加加，但肌肉缩短初速度变小。但肌肉缩短初速度变小。7/28/202434张力与速度呈反变关系的原理张力与速度呈反变关系的原理缩短速度缩短速度负荷（张力）负荷（张力）负荷越大，负荷越大，横桥与肌动蛋白解横桥与肌动蛋白解离速度越慢，离速度越慢，横桥周期越长，扭横桥周期越长，扭动越慢，动越慢，肌肉收缩速度越慢肌肉收缩速度越慢7/28/202435概念概念概念概念：与前后负荷无关的、决定与前后负荷无关的、决定与前后负荷无关的、决定与前后负荷无关的、决定肌肉收缩效肌肉收缩效肌肉收缩效肌肉收缩效能的能的能的能的 内在特性。内在特性。内在特性。内在特性。内在因素内在因素内在因素内在因素：与：与：与：与CaCaCaCa2+2+2+2+水平、水平、水平、水平、ATPATPATPATP酶活性、收缩蛋白表达酶活性、收缩蛋白表达酶活性、收缩蛋白表达酶活性、收缩蛋白表达量等有关。量等有关。量等有关。量等有关。影响影响影响影响肌肉收缩能力的因素肌肉收缩能力的因素肌肉收缩能力的因素肌肉收缩能力的因素：许多神经递质、体液物许多神经递质、体液物质、病理因素和药物。如：甲状腺素和体育锻炼能质、病理因素和药物。如：甲状腺素和体育锻炼能提高心肌肌球蛋白的提高心肌肌球蛋白的 ATP 酶活性，增强心肌收缩力。酶活性，增强心肌收缩力。老年人因心肌肌球蛋白分子结构的改变，老年人因心肌肌球蛋白分子结构的改变，ATP 酶活酶活性降低，心肌收缩力减弱。性降低，心肌收缩力减弱。3.肌肉收缩能力肌肉收缩能力7/28/202436骨骼肌骨骼肌收缩形式收缩形式等长收缩等长收缩(isometric contraction)等张收缩等张收缩(isotonic contraction)等长等长长度不变，长度不变，张力增加张力增加肌肉缩短，肌肉缩短，张力不变张力不变7/28/202437单收缩单收缩(twitch)收缩的收缩的复合复合不完全强直收缩不完全强直收缩(incomplete tetanus)完全强直收缩完全强直收缩(complete tetanus)4.收缩的总和收缩的总和（自学）（自学）7/28/2024381.要出现骨骼肌的复合收缩，第二次刺激应要出现骨骼肌的复合收缩，第二次刺激应落在前次兴奋后的内落在前次兴奋后的内：A、绝对不应期、绝对不应期B、相对不应期、相对不应期C、超常期、超常期 D、低常期、低常期 2.肌肉收缩的叙述正确的是肌肉收缩的叙述正确的是：A、明带缩短，、明带缩短，H带不变带不变B、明带不变，暗带缩短、明带不变，暗带缩短C、明带缩短，暗带不变、明带缩短，暗带不变D、明带、暗带均缩短、明带、暗带均缩短 CC7/28/2024423.触发骨骼肌细胞收缩的主要离子是触发骨骼肌细胞收缩的主要离子是：A、Na+B、KC、Mg2+D、Ca2+4.肌肉舒张能量消耗在肌肉舒张能量消耗在：A、Na-K泵泵 B、肌浆网上、肌浆网上Ca2+泵泵C、钙内流、钙内流 D、横桥上、横桥上ATP分解分解 5.肌肉的初长度取决于：肌肉的初长度取决于：A、主动张力、主动张力 B、后负荷、后负荷C、前负荷、前负荷 D、前负荷与后负荷之和、前负荷与后负荷之和 DBC7/28/202443论述：论述：1.叙述电制激神经叙述电制激神经-肌肉标本的坐骨神经引肌肉标本的坐骨神经引起腓肠肌收缩的过程。起腓肠肌收缩的过程。提示：包括（提示：包括（1）神经）神经-肌接头兴奋传肌接头兴奋传递和（递和（2）骨骼肌兴奋）骨骼肌兴奋-收缩耦联收缩耦联 7/28/202444