骨骼肌的收缩原理

骨骼肌的收缩原理,一、肌细胞的收缩功能,（一）,N,M,接头处的兴奋传递,1,、,N-M,接头的结构,接头前膜,：囊泡内含,ACh,并以囊泡为单位释放,ACh,（称量子释放）。,接头间隙,：约,50-60,nm,。,接头后膜,：又称,终板膜。,存在,ACh,受体（,N,2,受体），能与,ACh,发生特异性结合。无电压性门控性钠通道。,接头间隙,2.N-M,接头处的兴奋传递过程,当神经冲动传到轴突末,膜,Ca,2,通道开放，膜外,Ca,2,向膜内流动,接头前膜内囊泡移动、融合、破裂，,囊泡中的,ACh,释放,(,量子释放,),ACh,与终板膜上的,N,2,受体结合，,受体蛋白分子构型改变,终板膜对,Na,、,K,(,尤其是,Na,),通透性,终板膜去极化终板电位（,EPP,）,EPP,电紧张性扩布至肌膜,去极化达到阈电位,爆发肌细胞膜动作电位,3.N-M,接头处的兴奋传递特征,:,（,1,）,是电,-,化学,-,电的过程,：,N,末梢,APACh,受体,EPP,肌膜,AP,（,2,）,具,1,对,1,的关系,：,接头前膜传来一个,AP,，便能引起肌细胞兴奋和收缩一次（因每次,ACh,释放的量，产生的,EPP,是引起肌膜,AP,所需阈值的,3-4,倍）。,神经末梢的一次,AP,只能引起一次肌细胞兴奋和收缩（因终板膜上含有丰富的胆碱酯酶，能迅速水解,ACh,）。,4,.,影响,N-M,接头处兴奋传递的,因素：,（,1,）,阻断,ACh,受体,：箭毒和,银环蛇毒，肌松剂（驰肌碘）。,（,2,）,抑制胆碱酯酶活性,：有机磷农药，新斯的明。,（,3,）,自身免疫性疾病,：重症肌无力（抗体破坏,ACh,受体），肌无力综合征（抗体破坏,N,末梢,Ca,2+,通道）。,（,4,）,接头前膜,Ach,释放,：肉毒杆菌中毒。,5.EPP,的特征：,无,“,全或无,”,现象；无不应期；有总和现象；,EPP,的大小与,Ach,释放量呈正相关。,（二）骨骼肌细胞的结构,是肌细胞收缩的基本结构和功能单位。,=1/2,明带暗带,1/2,明带,=2,条,Z,线间的区域,1.,肌管系统：,横管系统,：,T,管,（肌膜内凹而成。肌膜,AP,沿,T,管传导）,。,纵管系统,：,L,管,（也称肌浆网。肌节两端的,L,管称终池，富含,Ca,2+,),。,三联管,：,T,管,+,终池,2,2.,肌小节,:,3.,肌原纤维,：,粗肌丝,:,由肌球或称肌凝蛋白组成，其头部有一膨大部,横桥,:,能与细肌丝上的,结合位点,发生可逆性结合,;,具有,ATP,酶的作用,与结合位点结合后,分解,ATP,提供横桥扭动（肌丝滑行）和作功的能量。,细肌丝,:,肌动蛋白,：表面有与横桥结合的位点，静息时被原肌凝蛋白掩盖；,原肌凝蛋白,：静息时掩盖横桥结合位点；,肌钙蛋白,：与,Ca,2+,结合变构后,使原肌凝蛋白位移，暴露出结合位点。,1,.,兴奋,-,收缩耦联,2.,肌丝滑行,（三）骨骼肌收缩机制,1.,兴奋,-,收缩耦联,三个主要步骤,：,肌膜电兴奋的传导,:,指肌膜产生,AP,后,AP,由横管系统迅速传向肌细胞深处，到达三联管和肌节附近。,三联管处的信息传递：,（尚不很清楚）,肌浆网（纵管系统）中,Ca,2,+,的释放,:,指终池膜上的钙通道开放，终池内的,Ca,2+,顺浓度梯度进入肌浆，触发肌丝滑行，肌细胞收缩。,Ca,2+,是兴奋,-,收缩耦联的耦联物,按任意键,飞入横桥摆动动画,肌节缩短,=,肌细胞收缩,牵拉细肌丝朝肌节中央滑行,横桥摆动,横桥与肌动蛋白结合位点结合，分解,ATP,释放能量,原肌凝蛋白位移，,暴露细肌丝上的结合位点,Ca,2,+,与肌钙蛋白结合,肌钙蛋白的构型,终池膜上的钙通道开放,终池内的,Ca,2,+,进入肌浆,2.,肌丝滑行,运动神经冲动传至末梢,N,末梢对,Ca,2+,通透性增加,Ca,2+,内流入,N,末梢内,接头前膜内囊泡,向前膜移动、融合、破裂,ACh,释放入接头间隙,ACh,与终板膜受体结合,受体构型改变,终板膜对,Na,+,、,K,+,(,尤其,Na,+,),的通透性增加,产生终板电位,(EPP),EPP,引起肌膜,AP,肌膜,AP,沿横管膜传至三联管,终池膜上的钙通道开放,终池内,Ca,2+,进入肌浆,Ca,2+,与肌钙蛋白结合,引起肌钙蛋白的构型改变,原肌凝蛋白发生位移,暴露出细肌丝上与横桥结合位点,横桥与结合位点结合,激活,ATP,酶作用,分解,ATP,横桥摆动,牵拉细肌丝朝肌节中央滑行,肌节缩短,=,肌细胞收缩,小结：,骨骼肌收缩全过程,1.,兴奋传递,2.,兴奋,-,收缩（肌丝滑行）耦联,肌丝滑行几点说明,:,1.,肌细胞收缩时肌原纤维的缩短,并不是肌丝本身缩短,而是细肌丝向肌节中央,(,粗肌丝内,),滑行。,因相邻,Z,线靠近,即肌节缩短；暗带长度不变,即粗肌丝长度不变；从,Z,线到,H,带边缘的距离不变,即细肌丝长度不变,;,明带和,H,带变窄。,2.,横桥的循环摆动，细肌丝向肌节中央,(,粗肌丝内,),滑行，滑行中由于肌肉的负荷而受阻，便产生张力。,3.,横桥的循环摆动在肌肉中是非同步地，从而肌肉产生恒定的张力和连续的缩短。,4.,横桥循环摆动的参入数目及摆动速率，是决定肌肉缩短程度、速度和肌张力的关键因素。,（四）骨骼肌舒张机制,兴奋,-,收缩耦联后,肌膜电位复极化,终池膜对,Ca,2+,通透性,肌浆网,膜,Ca,2+,泵激活,肌浆网,膜,Ca,2+,Ca,2+,与肌钙蛋白解离,原肌凝蛋白复盖的,横桥结合位点,骨骼肌舒张,二、骨骼肌收缩的外在表现,1.,单收缩与复合收缩,:,单收缩：,肌肉受到一次刺激，引起一次收缩和舒张的过程。,复合收缩,:,肌肉受到连续刺激，前一次收缩和舒张尚未结束，新的收缩在此基础上出现的过程。,不完全强直收缩,:,当新刺激落在前一次收缩的舒张期,所出现的强而持久的收缩过程称之。,完全强直收缩,:,当新刺激落在前一次收缩的缩短期,所出现的强而持久的收缩过程称之。,机制,:,强直收缩是各次单收缩的机械叠加现象,(,并非动作电位的叠加，动作电位始终是分离的,),，所以,强直收缩的收缩幅度和收缩力比单收缩大。,2.,等长收缩与等张收缩,等长收缩,:,肌肉收缩时,只有张力增加而长度不变的收缩,称为等长收缩。如伸臂直提起一重物。,等张收缩,:,肌肉收缩时,只有长度缩短而张力不变的收缩,称为等张收缩。如人体肢体自由屈伸。,复习思考题,1.,为何将神经肌肉接头,ACh,的释放成为量子释放？有何实验证据？,2.,为何终板电位无超射现象？,3.,试述神经肌肉接头传递的过程及其特点。,4.,何谓肌小节？肌小节中有哪些成分？,5.,何谓兴奋,-,收缩偶联？其结构基础是什么？,Ca,2+,起何作用？几种收缩蛋白质各起什么作用？,6.,肌细胞收缩是怎样发生的？,7.,何谓单收缩和强直收缩？,8.,前负荷和后负荷各对肌收缩有何影响？,9.,刺激神经肌肉标本的神经，肌肉不发生收缩，可能有哪些原因？如何鉴别？,10.,正常人体骨骼肌收缩都属于,(),A.,完全强直收缩,B.,强直收缩,C.,不完全强直收缩,D.,单收缩,E.,单收缩与强直收缩交替,11.,肌肉兴奋,-,收缩偶联关键在于,(),A.,横桥运动,B.,动作电位,C.Na,迅速内流,D.,胞浆内,Ca,的浓度增加,E.ATP,酶的激活,B,D,