《生理学》肌细胞的收缩--课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,ppt课件,*,Physiology,生 理 学,生理学考试研究小组,1,ppt课件,第四节 肌细胞的收缩功能,Contraction of muscle cell,本节重点：,掌握,N-M,接头处兴奋的传递,掌握肌丝滑行机制,掌握兴奋,-,收缩耦联,前、后负荷对肌肉收缩的影响,本节难点：肌丝滑行机制,2,ppt课件,肌的不同分类,横纹肌,平滑肌,骨骼肌,心肌,平滑肌,随意肌,非随意肌,根据,功能,特性,根据,神经,支配,根据,形态,学特点,3,ppt课件,一、骨骼肌细胞的收缩,(,contraction of skeletal muscle,),（一）骨骼肌神经,-,肌接头处兴奋的传递,1,结构基础：,4,ppt课件,神经肌接头的结构：,接头前膜,prejunctional,membrane,:,突触囊泡,synaptic vesicle,内含,ACh,;,电压门控,Ca,2+,通道；,接头间隙,junctional,cleft,:,50nm,宽，与细胞外液相通,;,接头后膜,postjunctional,membrane,:,又称,终板膜,endplate membrane,，,是肌膜特化,部分,上有,N,2,型,ACh,受体,;,AChE,;,5,ppt课件,神,经,肌,接,头,结,构,6,ppt课件,(,接头前神经末梢,),(,接头间隙,),7,ppt课件,(,接头后膜,终板膜,),8,ppt课件,2.,传递过程,神经纤维动作电位,接头前膜去极化,电压门控钙通道开放,囊泡与接头前膜融合、,ACh,释放,Ca,2+,进入神经末梢,ACh,结合并激活,ACh,受体通道,终板膜对,Na,、,K,通透性,终板,电位,肌膜动作电位,9,ppt课件,N-M,接头处的兴奋传递过程,10,ppt课件,Ca,2,通道开放,Ca,2,向膜内流动,11,ppt课件,囊泡与接头前膜融合、,ACh,释放,12,ppt课件,ACh,结合并激活,ACh,受体通道,13,ppt课件,终板膜对,Na,、,K,通透性,14,ppt课件,3.,神经肌接头的总结和问题,（,1,）支配肌肉的神经兴奋，钙离子流入神经轴突末梢,（,2,）轴突末梢中,Ach,量子形式释放、扩散,（,3,）,Ach,与终板膜上受体结合,（,4,）通道开放钠离子内流大于钾离子外流，终板膜去极化（终板电位 局部电位）,（,5,）局部电位扩布到肌细胞膜、叠加达阈电位、产生,AP,（电压门控钠通道）,（,6,）间隙中存在的胆碱酯酶可破坏未与受体结合的,Ach,15,ppt课件,（,7,）,影响,ACh,的合成、释放：,肌无力综合征,自身免疫抗体,Ca,2+,通道,肉毒杆菌毒素,接头前膜,ACh,释放,（,8,）,影响,ACh,与受体通道结合：,筒箭毒,和,银环蛇毒,阻断,ACh,受体通道,重症肌无力,自身免疫抗体,ACh,受体通道,（,9,）,影响胆碱酯酶的作用：,有机磷农药,，,新斯的明,抑制,胆碱酯酶,活性,16,ppt课件,(,二,),骨骼肌的微细胞结构,1.,骨骼肌细胞的结构,：,1,),肌原纤维,myofibril,肌节,sarcomere,：,每两个相邻,Z,线之间的区域,，,是肌肉收缩和舒张的基本单位。,长,2.02.2m,变动在,1.53.5m,肌束,肌原纤维,17,ppt课件,纵,横,18,ppt课件,2,),肌管系统,sarcotubular,system,：,横管,transverse tubule,（,T,管,）纵管,longitudinal tubule,（,肌质网,）纵行肌质网,LSR,连接肌质网,JSR,终池,三联管,triad,：,骨骼肌的,T,管与其两侧的终池,19,ppt课件,（三）骨骼肌的兴奋、收缩耦联,概念：,将以膜的,电变化,为特征的兴奋过程和以肌纤维,机械变化,为基础的收缩过程联系起来的中介过程。,实现该中介过程的关键结构部位：,三联管结构,实现该中介过程的关键物质：,钙离子,20,ppt课件,骨骼肌肌质网,Ca,2+,释放机制,(,构象变化触发钙释放,),21,ppt课件,1.,肌原纤维及其肌丝的分子组成,1,）,粗肌丝,thick filament,肌球蛋白,(,肌凝蛋白,myosin,),属,收缩蛋白,杆状部,朝向,M,线成主干,头部,横桥,cross-bridge,:,可与肌动蛋白可逆性结合,具有,ATP,酶活性,2,）,细肌丝,thin filament,(,构成主干,),肌动蛋白,(,肌纤蛋白,actin,),:,属,收缩蛋白,肌钙蛋白,(,troponin,),:,属,调节蛋白,原肌球蛋白,(,原肌凝蛋白,tropomyosin,),:,属,调节蛋白,（四）骨骼肌收缩的分子机制,22,ppt课件,-,肌球蛋白,原肌球蛋白,肌动蛋白,有位阻效应,原肌球蛋白,肌球蛋白,肌动蛋白,粗肌丝分子组成,肌钙蛋白,23,ppt课件,2.,肌肉的收缩过程,：,当,终末池释放,Ca,2+,肌浆内,Ca,2+,与肌钙蛋白结合,原肌球蛋白,构型改变,解除位阻效应,横桥与肌动蛋白结合,横桥向,M,线方向摆动,拖动细肌丝滑行肌小节变短,肌肉收缩,。（主动耗能）,24,ppt课件,3.,肌肉的舒张过程,：,终末池,Ca,2+,Ca,2+,泵（,+,）,Ca,2+,泵回终末池。胞浆内,Ca,2+,与肌钙蛋白结合的,Ca,2+,解离,原肌球蛋白,构型复原,位阻效应恢复,横桥与肌动蛋白解离,细肌丝回位,肌肉舒张,。（主动耗能）,25,ppt课件,横桥周期,cross-bridge,cyclin,肌肉的缩短速度,肌肉产生的张力,肌肉缩短的程度,参与摆动的,横桥数目,、,循环进行的速率,可决定：,指,横桥与肌动蛋白结合、摆动、复位与再结合的过程。,周期的长短决定肌肉的缩短速度。,26,ppt课件,二、骨骼肌收缩的外部表现和力学分析,（一）前负荷或肌肉初长度对肌肉收缩的影响,27,ppt课件,定义,：肌肉收缩前遇到的负荷,初长度,：前负荷使肌肉在收缩前就处于某种拉长状态，使之具有一定的长度，即肌肉的,初长度,initial length,前负荷的大小决定了初长度，因而前负荷可用初长度表示。前负荷 初长度 收缩力 ，最适前负荷 最适初长度（,2.2um,）肌肉张力最大。因为此时参与肌丝滑行的横桥数目最多。,1.,前负荷,preload,28,ppt课件,29,ppt课件,（二）后负荷,afterload,研究方法,：把前负荷固定在最适前负荷,，,逐次改变后 负荷，研究肌肉产生张力的大小与速度的关系。,定义,：是肌肉开始收缩时才遇到的负荷或阻力,。它,不能改变肌肉初长，但能阻碍肌肉收缩时的短缩，,是收缩的阻力,。,30,ppt课件,后负荷与缩短速度,31,ppt课件,随着后负荷,增加,收缩张力,增加,而缩短,速度,减小,。,当后负荷增加到肌肉不能缩短时,(,缩短速,度,=0,),可产生最大的张力,(,P,0,),此种收缩,为,等长收缩,;,当张力,单收缩的时,程,),多个分离,AP,连续分离单收缩,39,ppt课件,（四）肌肉的单收缩和收缩的复合,不完全强直收缩,incomplete tetanus,：,连续刺激频率增加,后续刺激落在前次收缩的舒张期,发生的多次收缩的总和。,(,虽产生,多个,AP,但,AP,时程仅,12ms,相当于不应期,而收缩时程比其长得多,故收缩波融合,AP,则否,),40,ppt课件,（四）肌肉的单收缩和收缩的复合,强直收缩,tetanus,：,连续刺激频率再增加,后续刺激落在前次收缩的收缩期,发生的多次收缩的总和。,41,ppt课件,强直收缩,tetanus,：,连续刺激频率再增加,后续刺激落在前次收缩的收缩期,发生的多次收缩的总和。,收缩,频率的总和,wave summation,42,ppt课件,强直收缩张力远大于单收缩的张力,原因,：胞质内,Ca,2,+,浓度持续升高,43,ppt课件,