東莞市主干道候車亭燈箱廣告投放計劃

六、肌細胞的收縮

ContractionofMuscleCell

六、肌細胞的收縮

ContractionofMuscleFunctions:Interactionswiththeexternalenvironment;Productionofbodyheat(肌束)(肌纖維/肌細胞)(肌原纖維)(肌節(jié)/肌小節(jié))(肌絲)Functions:(肌束)(肌纖維/肌細胞)(肌原纖維)([學習]東莞市主干道候車亭燈箱廣告投放計劃[學習]東莞市主干道候車亭燈箱廣告投放計劃運動單位(motorunit)運動單位(motorunit)

（一）骨骼肌神經-肌接頭的傳遞1.神經-肌接頭（NMJ）微細結構

接頭前膜（pre-junctionalmembrane）

接頭后膜或終板膜（endplatemembrane）

接頭間隙（junctionalcleft）

（一）骨骼肌神經-肌接頭的傳遞1.神經-肌接頭（NMJ）2.神經肌接頭（NMJ）興奮傳遞的機制*ActivationofACh-gatedionchannel(nAChR)resultsinEnd-PlatePotential(EPP)2.神經肌接頭（NMJ）興奮傳遞的機制神經肌接頭傳遞（電-化學-電過程）神經沖動到達末梢，接頭前膜去極化電壓門控Ca2＋通道開放、Ca2＋內流囊泡向接頭前膜移動、融合、破裂，ACh釋放至接頭間隙ACh與終板膜N2受體結合、膜對Na＋和K＋通透性↑Na＋內流使終板膜去極化→EPPEPP電緊張性擴布至周圍肌膜使其達到閾電位、爆發(fā)動作電位AChE膽堿、乙酸神經肌接頭傳遞（電-化學-電過程）神經沖動到達末梢，接頭前膜3.NMJ興奮傳遞的特征:

（1）是電-化學-電的過程：N末梢AP→ACh＋受體→EPP→肌膜AP

（2）具1對1的關系：①接頭前膜傳來一個AP，便能引起肌細胞興奮和收縮一次（因每次ACh釋放的量，產生的EPP是引起肌膜AP所需閾值的3-4倍）。②神經末梢的一次AP只能引起一次肌細胞興奮和收縮（因終板膜上含有豐富的膽堿酯酶，能迅速水解ACh）。3.NMJ興奮傳遞的特征:4.影響NMJ興奮傳遞的因素：

（1）阻斷ACh受體：箭毒(curare)和α銀環(huán)蛇毒，肌松劑如馳肌碘（Flexadil，三碘季胺酚）。

（2）抑制膽堿酯酶活性：有機磷農藥，新斯的明。

（3）自身免疫性疾病：MyastheniaGravis（抗體破壞ACh受體),Lambert-Eatonsyndrome（抗體破壞N末梢Ca2+通道）。

（4）接頭前膜ACh釋放↓：肉毒桿菌中毒。4.影響NMJ興奮傳遞的因素：[學習]東莞市主干道候車亭燈箱廣告投放計劃1.興奮-收縮耦聯的結構基礎（二）橫紋肌細胞的興奮-收縮耦聯1.興奮-收縮耦聯的結構基礎（二）橫紋肌細胞的興奮-收縮耦Transversetubularsystem：T管（肌膜在明暗交界處或Z線附近向內凹陷而成。肌膜動作電位可沿T管傳導，有L型Ca2+通道）。Longitudinaltubularsystem：L管（也稱肌漿網，SarcoplasmicReticulum；肌節(jié)兩端的L管稱終末池，富含Ca2+，膜上有Ryanodine受體，是Ca2+釋放通道)。

Triad：T管+終池Transversetubularsystem：T管（肌2.興奮-收縮耦聯的關鍵離子——Ca2+L型鈣通道和鈣釋放通道骨骼肌細胞和心肌細胞的鈣釋放骨骼肌細胞和心肌細胞的鈣回收2.興奮-收縮耦聯的關鍵離子——Ca2+L型鈣通道和鈣釋放鈣瞬變（calciumtransient）引起肌肉的收縮和舒張鈣瞬變（calciumtransient）引起肌肉的收縮和3.興奮-收縮耦聯①肌膜電興奮的傳導;②肌膜和T管上L型Ca2+通道激活;③肌漿網上Ryanodine受體激活，肌漿網Ca2+釋放(引起鈣瞬變，calciumtransient);④觸發(fā)肌絲滑行，肌細胞收縮。3.興奮-收縮耦聯（三）

橫紋肌的收縮和舒張1.肌絲的分子組成粗肌絲（thickfilament）

肌球蛋白（myosin）

橫橋（cross-bridge）細肌絲（thinfilament）

肌動蛋白（actin)

原肌球蛋白（tropomyosin)

肌鈣蛋白（troponin）（三）橫紋肌的收縮和舒張1.肌絲的分子組成粗肌絲（thi細肌絲粗肌絲-肌球蛋白細肌絲粗肌絲-肌球蛋白2.橫紋肌收縮的原理—肌絲滑行學說

直接證據ZlineZlineMlineAbandHband2.橫紋肌收縮的原理—肌絲滑行學說直接證據ZlineZ

肌細胞收縮時：①相鄰Z線靠近,即肌節(jié)縮短；②暗帶長度不變,即粗肌絲長度不變；③從Z線到H帶邊緣的距離不變,即細肌絲長度不變;④明帶和H帶變窄。

所以肌細胞收縮是肌原纖維的縮短,并不是粗、細肌絲本身縮短,而是細肌絲向肌節(jié)中央(粗肌絲內)滑行。肌細胞收縮時：ZlineZlineMlineAbandHbandslidingfilamentstheoryZlineZlineMlineAbandHbandICT與肌動蛋白結合、抑制肌球蛋白與肌動蛋白的相互作用與原肌球蛋白結合與Ca2+結合，啟動收縮troponin3.肌絲滑行的分子機制ICT與肌動蛋白結合、抑制肌球蛋白與肌動蛋白的相互作用與原肌Cross-bridgecycle（橫橋周期）

指橫橋激活、與肌動蛋白結合、耗能擺動、獲能解離、復位及再結合的周期性活動過程。20-200msCross-bridgecycle（橫橋周期）[學習]東莞市主干道候車亭燈箱廣告投放計劃肌節(jié)縮短,肌細胞收縮橫橋向M線方向擺動將細肌絲牽拉到粗肌絲內橫橋與結合位點結合，頭部分解ATP貯存的能量釋放原肌球蛋白位移，暴露細肌絲上的結合位點Ca2+與肌鈣蛋白結合肌鈣蛋白構型改變終池膜上的鈣通道開放終池內的Ca2+進入肌質

橫紋肌收縮的過程小結肌節(jié)縮短,肌細胞收縮橫橋向M線方向擺動將細肌絲牽拉到粗肌絲內SourcesofATP

O2SourcesofATPO2Musclerelaxation—mechanismsthatrestoresarcoplamicCa2+Backtocalciumstore:Ca2+pumpinsarcoplasmicreticulummembrane;~100%inskeletalmuscle;~70%incardiacmuscleOutofthecell:①Na+-Ca2+exchangerincellmembrane;②Ca2+pumpincellmembrane;Musclerelaxation—mechanismst[學習]東莞市主干道候車亭燈箱廣告投放計劃ExcitationThesarcolemmaisdepolarizedandtheactionpotential(AP)propagates;TheactionpotentialspreadsinsidealongtheT-tubules;APistransmittedfromT-tubuletoterminalsacsofsarcoplasmicreticulum;Calciumisreleasedfromsarcoplasmicreticulumintosarcoplasm;ContractionCalciumbindstotroponinleadingtocooperativeconformationalchangesintroponin-tropomyosinsystem;Theinhibitionofactinandmyosininteractionisreleased;Crossbridgesofmyosinfilamentsareattachedtoactinfilaments;Tensionisexertedand/orthemuscleshortensbytheslidingfilamentmechanism;RelaxationCalciumispumpedbackintosarcoplasmicreticulum;Crossbridgesaredetachedfromthethinfilaments;Troponin-tropomyosinregulatedinhibitionofactinandmyosininteractionisrestored;Activetensiondisappearsandtherestlengthisrestored;Summary:SequentialeventsofmusclecontractionandrelaxationExcitationSummary:Sequential（四）影響橫紋肌收縮效能的因素

肌肉收縮的形式等張收縮(Isotoniccontractions):肌肉縮短、張力不變。等長收縮(Isometriccontractions):肌肉長度不變，張力增加

單收縮、復合收縮、強直收縮（四）影響橫紋肌收縮效能的因素肌肉收縮的形式Forcetransducer等張收縮Isotoniccontraction等長收縮IsometriccontractionPivotForcetransducer等張收縮等長收縮Pivot(treppe)單收縮、復合收縮與強直收縮(treppe)單收縮、復合收縮與強直收縮[學習]東莞市主干道候車亭燈箱廣告投放計劃2.影響收縮效能的因素前負荷(Preload):determinesinitiallengthofmusclefibersandhencesarcomeres;

后負荷(After-load):determineslengthofcross-bridgecyclesandhencetotalnumberofcross-bridgesinteractingwiththinfilaments;

肌肉的收縮性(Contractility):intrinsicpropertiesofmusclesandneurohumoralfactorsaffectingthoseproperties

2.影響收縮效能的因素前負荷(Preload):[學習]東莞市主干道候車亭燈箱廣告投放計劃

1)前負荷（Preload)：肌肉收縮前所承受的負荷,決定了肌肉的初長度。

肌節(jié)最適初長（2.0-2.2m）時，粗細肌絲重疊佳，肌縮速度、幅度和張力最大；

大于最適初長時，粗細肌絲重疊↓，肌縮速度、幅度和張力↓；

小于最適初長時，細肌絲可縮短距離↓→效能↓。

人體大部分骨骼肌的靜態(tài)長度即是其最適初長，故Optimalinitiallength也稱Restinglength.1)前負荷（Preload)：肌肉收縮前所承受的負荷,決Z線M線Z線肌節(jié)Optimalinitiallength(restinglength)Z線M線Z線肌節(jié)Optimalinitiallength2)后負荷(Afterload)：肌肉縮短過程中所承受的負荷。

后負荷為0→肌縮速度、幅度↑和張力最??；后負荷↑→肌縮速度、幅度↓和張力↑；后負荷↓→肌縮速度、幅度↑和張力↓。后負荷過大，雖肌縮張力↑，但肌縮速度、幅度↓，不利作功；后負荷過小，雖肌縮速度、幅度↑，但肌縮張力↓，也不利作功。2)后負荷(Afterload)：肌肉縮短過程中所承受3)肌縮能力：是指與負荷無關、決定肌縮效應的內在特性，取決于E-C耦聯期間胞漿內Ca2+的水平和肌球蛋白的ATP酶活性。骨骼肌纖維可分為兩類.3)肌縮能力：是指與負荷無關、決定肌縮效應的內在特性，取決TypesofskeletalmusclesFatigueresistantEasilyfatiguedTypesofskeletalmusclesFatigMorphologicalandfunctionalcharacteristics;Mechanismsofcontraction;（五）平滑肌的收縮和舒張Morphologicalandfunctionalc形態(tài)學特征involuntarymuscle;innervatedbyANS;foundprimarilyinthewallsofholloworgans;Spindle-shapedcellstypicallyarrangedinsheets;Not-tubules&littlesarcoplasmicreticulum;Nosarcomeres(soarenotstriated)butaremadeupofthick&thinmyofilaments.Thinfilamentsinsmoothmuscledonotcontaintroponin;Calciumbindstocalmodulin.Thecalcium-calmodulincomplex'activates'myosinwhichthenbindstoactin&contraction(swivellingofcross-bridges)begins.形態(tài)學特征Twotypesofsmoothmuscles

多個單位平滑肌

單個單位平滑?。▋扰K平滑?。㏕wotypesofsmoothmuscles多visceral,orunitary,smoothmuscle1)foundinthewallsofholloworgans(e.g.,smallbloodvessels,digestivetract,urinarysystem,&reproductivesystem)2)multiplefiberscontractasaunit(becauseimpulsestraveleasilyacrossgapjunctionsfromcelltocell)&,insomecases,areself-excitable(generatespontaneousactionpotentials&contractions)multiunitsmoothmuscle1)consistsofmotorunitsthatareactivatedbynervousstimulation2)foundinthewallsoflargebloodvessels,intheeye(adustingtheshapeofthelenstopermitaccommodation&thesizeofthepupiltoadjusttheamountoflightenteringtheeye),&atthebaseofhairfollicle(the'goosebump'muscles)visceral,orunitary,smoothm2.平滑肌細胞電活動

Openingofvoltage-gatedcalciumchannelsaccountsfortheactionpotentialofmostsmoothmusclecells.2.平滑肌細胞電活動Openingofvoltage3.平滑肌細胞鈣信號3.平滑肌細胞鈣信號4.平滑肌收縮與舒張4.平滑肌收縮與舒張七、腺細胞電活動與激素分泌七、腺細胞電活動與激素分泌SummarySummaryIonchannelsLittleappreciatedfactofphysiologyHumanbeings(andotherlivingorganisms)arerunbyelectricity,and"ionchannels"arethecoreofourelectricalsystemIonchannelsareeverywhere&arepresentinalmosteverycell

Functions1)Transportofionsandwater;2)Regulationofelectricalpotentialacrossthemembrane;3)SignalingIonchannelsLittleappreciatedIonchannelsYetanothertypeofmembranetransport;Poresinthemembranethatopenandcloseinaregulatedmannerandallowpassageofions

“Dispose”ofthegradientsPassivetransporters:IonsflowfromhightolowconcentrationNoenergyisused;IfthereisnogradientionswillnotflowIonchannelsYetanothertypeoChannelFunction Ionchannelsarenotopencontinuouslybutopenandcloseinastochasticorrandomfashion.Ionchannelfunction