肌細(xì)胞的收縮

肌細(xì)胞的收縮第1頁/共30頁肌肉的分類局部電位與動(dòng)作電位的比較：

按形態(tài)學(xué)特點(diǎn)分為：橫紋?。╯triatedmuscle）平滑肌

(smoothmuscle)

按功能特性分為：骨骼?。╯keletalmuscle）心肌

(cardiacmuscle)平滑肌(smoothmuscle)第2頁/共30頁骨骼肌細(xì)胞興奮、收縮過程1.AP在神經(jīng)纖維上傳導(dǎo)。2.N-M接頭處興奮傳遞。3.AP在骨骼肌細(xì)胞上傳導(dǎo)。4.骨骼肌的興奮-收縮耦聯(lián)。5.骨骼肌的肌絲滑行收縮。局部電流流動(dòng)傳導(dǎo)電化學(xué)-電傳導(dǎo)局部電流流動(dòng)傳導(dǎo)第3頁/共30頁一、骨骼肌神經(jīng)-肌接頭處興奮的傳遞接頭前膜

(prejunctionalmembrane):突觸囊泡,內(nèi)含ACh;Ca2+通道.神經(jīng)-肌肉接頭(neuromuscularjunction)的結(jié)構(gòu)：接頭后膜

(postjunctionalmembrane)

又稱終板膜

(endplatemembrane)

:

接頭間隙

(junctionalcleft)N2型ACh受體;AChE；第4頁/共30頁一、骨骼肌神經(jīng)-肌接頭處興奮的傳遞神經(jīng)-肌肉接頭處興奮的傳遞過程：運(yùn)動(dòng)神經(jīng)末梢去極化（AP）↓Ca2+進(jìn)入前膜↓ACh釋放↓(量子釋放)ACh擴(kuò)散至終板膜

↓與R結(jié)合,K+、Na+通道↓(化學(xué)門控)終板電位↓（電緊張擴(kuò)布）電壓門控Na+通道激活↓（肌膜上）AP第5頁/共30頁一、骨骼肌神經(jīng)-肌接頭處興奮的傳遞神經(jīng)-肌接頭處興奮傳遞的特點(diǎn)：單向傳遞；1對1傳遞；時(shí)間延擱，0.5～1.0ms；易受藥物影響。第6頁/共30頁二、橫紋肌的收縮局部電位與動(dòng)作電位的比較：

橫紋肌細(xì)胞的微細(xì)結(jié)構(gòu)：肌原纖維和肌節(jié)Z線第7頁/共30頁局部電位與動(dòng)作電位的比較：

橫紋肌細(xì)胞的微細(xì)結(jié)構(gòu)：肌管系統(tǒng)橫管系統(tǒng):肌細(xì)胞膜從表面垂直肌原纖維向內(nèi)凹入形成，穿行在肌原纖維之間。縱管系統(tǒng):肌質(zhì)網(wǎng)系統(tǒng)。終池:肌質(zhì)網(wǎng)在接近橫小管處形成特殊的膨大。三聯(lián)管結(jié)構(gòu):每一個(gè)橫小管和來自兩側(cè)的終末池構(gòu)成復(fù)合體。二、橫紋肌的收縮第8頁/共30頁與細(xì)肌絲上的肌動(dòng)蛋白分子可逆的結(jié)合,拖動(dòng)細(xì)肌絲向M線滑行。具ATP酶活性,分解ATP獲得能量,作為橫橋扭動(dòng)和作功的能量來源。

局部電位與動(dòng)作電位的比較：

橫紋肌的收縮機(jī)制：二、橫紋肌的收縮肌絲滑行理論肌絲的分子組成—粗肌絲肌球蛋白(myosin)

桿—主干頭—橫橋第9頁/共30頁局部電位與動(dòng)作電位的比較：二、橫紋肌的收縮肌絲的分子組成—細(xì)肌絲肌動(dòng)蛋白（actin）

可與橫橋可逆結(jié)合，被拖動(dòng)滑行原肌球蛋白（tropomyosin）阻止橫橋與肌動(dòng)蛋白肌鈣蛋白（troponin）結(jié)合Ca++,啟動(dòng)收縮過程第10頁/共30頁肌肉收縮的過程：終池膜上的鈣通道開放終池內(nèi)的Ca2+進(jìn)入肌漿Ca2+與肌鈣蛋白結(jié)合肌鈣蛋白的構(gòu)型改變原肌球蛋白位移，暴露肌動(dòng)蛋白的結(jié)合位點(diǎn)橫橋分解ATP釋放能量，與結(jié)合位點(diǎn)結(jié)合

牽拉細(xì)肌絲向M線滑行橫橋擺動(dòng)肌節(jié)縮短=肌細(xì)胞收縮二、橫紋肌的收縮橫橋周期第11頁/共30頁三、橫紋肌的興奮—收縮耦聯(lián)局部電位與動(dòng)作電位的比較：定義：以肌細(xì)胞膜的電變化為特征的興奮過程和以肌絲的滑行為基礎(chǔ)的機(jī)械收縮過程聯(lián)系起來的中介過程?！嗯d奮-收縮耦聯(lián)的關(guān)鍵物質(zhì)—Ca2+

關(guān)鍵結(jié)構(gòu)—三聯(lián)管第12頁/共30頁三、骨骼肌的興奮—收縮耦聯(lián)局部電位與動(dòng)作電位的比較：AP沿肌膜傳到T管膜T管膜L型Ca2＋通道激活L型Ca2＋變構(gòu)激活終池鈣釋放通道(RYR)終池Ca2＋釋放入胞漿,胞漿Ca2＋↑Ca2＋與肌鈣蛋白結(jié)合,肌肉收縮激活肌質(zhì)網(wǎng)上的鈣泵將胞漿中Ca2+泵回肌質(zhì)網(wǎng)胞漿中Ca2+↓肌肉舒張第13頁/共30頁四、影響橫紋肌收縮效能的因素局部電位與動(dòng)作電位的比較：縮短程度（shortening）張力（force）縮短速度（velocity）肌肉收縮效能的表現(xiàn)等長收縮（isometriccontraction）肌肉收縮時(shí),長度不變(縮短速度=0),關(guān)節(jié)不發(fā)生活動(dòng)，而張力增加。

等張收縮（isotoniccontraction）肌肉收縮時(shí),長度縮短(縮短速度≠0)，關(guān)節(jié)角度發(fā)生改變，而張力不變。第14頁/共30頁四、影響橫紋肌收縮效能的因素等長收縮與等張收縮的區(qū)別等長收縮等張收縮肌肉長度無變化明顯縮短肌肉起止點(diǎn)基本不動(dòng)相互靠近張力增加不增加關(guān)節(jié)活動(dòng)無明顯變化明顯變化例站立時(shí)股四頭肌的收縮手持啞鈴伸屈時(shí)第15頁/共30頁四、影響橫紋肌收縮效能的因素局部電位與動(dòng)作電位的比較：影響肌肉收縮效能的因素前負(fù)荷后負(fù)荷肌肉的收縮能力收縮的總和第16頁/共30頁四、影響橫紋肌收縮效能的因素前負(fù)荷（preload）肌肉在收縮前所承受的負(fù)荷。初長度（initiallength）前負(fù)荷使肌肉在收縮前就處于某種拉長狀態(tài)，使之具有一定的長度?！嗲柏?fù)荷的大小決定了初長度，因而前負(fù)荷可用初長度表示。第17頁/共30頁同一肌肉不同初長度時(shí)，產(chǎn)生張力的變化骨骼肌的長度—張力關(guān)系曲線四、影響橫紋肌收縮效能的因素肌肉收縮存在一個(gè)最適初長度(即最適前負(fù)荷)，此時(shí)，肌肉收縮產(chǎn)生的主動(dòng)張力最大。大于或小于最適初長度，肌肉收縮產(chǎn)生的張力均下降。第18頁/共30頁四、影響橫紋肌收縮效能的因素肌節(jié)長度-張力關(guān)系曲線肌節(jié)長度—張力關(guān)系曲線安靜時(shí)肌節(jié)長度為2.0～2.2μm第19頁/共30頁四、影響橫紋肌收縮效能的因素后負(fù)荷（afterload）定義：是肌肉開始收縮時(shí)才遇到的負(fù)荷或阻力。不能改變肌肉初長，但阻礙肌肉收縮時(shí)的短縮，是收縮的阻力。研究方法：把前負(fù)荷固定在最適前負(fù)荷，逐次改變后負(fù)荷，研究肌肉產(chǎn)生張力的大小與速度的關(guān)系。第20頁/共30頁張力－速度曲線P0—產(chǎn)生最大張力而不出現(xiàn)縮短Vmax—后負(fù)荷為零時(shí)，產(chǎn)生最大縮短速度等長收縮四、影響橫紋肌收縮效能的因素后負(fù)荷↑→收縮張力↑,而縮短速度↓。當(dāng)后負(fù)荷增加到肌肉不能縮短時(shí)(縮短速度=0),可產(chǎn)生最大的張力(P0),此種收縮為等長收縮;當(dāng)張力<P0時(shí),肌肉收縮既產(chǎn)生張力,又出現(xiàn)縮短且每次收縮開始后,張力即不再增加,直至收縮完成(等張收縮)。當(dāng)后負(fù)荷=0時(shí),肌肉縮短可達(dá)最大縮短速度(Vmax)。第21頁/共30頁四、影響橫紋肌收縮效能的因素肌肉的收縮能力(contractility)定義：是指與負(fù)荷無關(guān),但可影響肌肉收縮效能的肌肉的內(nèi)在特性和功能狀態(tài)。影響因素：(1)興奮-收縮耦聯(lián)過程,特別是[Ca2＋]；(2)肌肉蛋白質(zhì)或橫橋功能特性的改變,特別是ATP酶活性；(3)神經(jīng)、體液、藥物及病理因素。第22頁/共30頁四、影響橫紋肌收縮效能的因素收縮的總和（summation）

運(yùn)動(dòng)單位數(shù)量總和（motorunitsummation）肌肉收縮頻率的總和（wavesummation）(注：肌肉收縮或AP頻率與刺激頻率有關(guān))單收縮

(twitches)不完全強(qiáng)直收縮

(incompletetetanus)完全強(qiáng)直收縮

(completetetanus)第23頁/共30頁四、影響橫紋肌收縮效能的因素運(yùn)動(dòng)單位及其總和：

運(yùn)動(dòng)單位（motorunit）:一個(gè)脊髓前角運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元及其軸突分支所支配的全部肌纖維。第24頁/共30頁四、影響橫紋肌收縮效能的因素

運(yùn)動(dòng)單位總和（motorunitsummation）:大小原則收縮時(shí):弱收縮時(shí),小運(yùn)動(dòng)單位先參與,隨著收縮的增強(qiáng),會有多個(gè)大的運(yùn)動(dòng)單位參與。舒張時(shí):最大運(yùn)動(dòng)單位先停止放電和收縮,最后才是小運(yùn)動(dòng)單位停止活動(dòng)。第25頁/共30頁四、影響橫紋肌收縮效能的因素

單收縮（twitches）:A.受單一刺激→一個(gè)AP→一次肌肉收縮;B.連續(xù)刺激的頻率低(間隔>單收縮的時(shí)程)→多個(gè)分離AP→連續(xù)分離單收縮第26頁/共30頁四、影響橫紋肌收縮效能的因素

不完全強(qiáng)直收縮（incompletetetanus）：連續(xù)刺激頻率增加→后續(xù)刺激落在前次收縮的舒張期