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肌肉细胞的收缩机制

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  • 卖家[上传人]:简****9
  • 文档编号:100152900
  • 上传时间:2019-09-22
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    • 1、动 物 生 理 学,肌细胞的收缩功能 一、肌细胞的收缩功能 (一)NM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50-60nm。 接头后膜:又称终板膜。存在ACh受体(N2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Ca2通道开放,膜外Ca2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N2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,

      2、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Ca2+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Ca2+)。 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,静息时被原肌球蛋白掩盖;原肌球蛋白:静息时掩盖横桥结合位点;肌钙蛋白

      3、:与Ca2+结合变构后,使原肌球蛋白位移,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Ca2+的释放:指终池膜上的钙通道开放,终池内的Ca2+ 顺浓度梯度进入肌浆,触发肌丝滑行,肌细胞收缩。 Ca2+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,横桥与结合位点结合, 分解ATP释放能量,原肌球蛋白位移, 暴露细肌丝上的结合位点,Ca2+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Ca2+进入肌浆,2.肌丝滑行,运动神经冲动传至末梢 N末梢对Ca2+通透性增加 Ca2+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

      4、至三联管 终池膜上的钙通道开放 终池内Ca2+进入肌浆 Ca2+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Ca2+通透性 肌浆网膜Ca2+泵激活,肌浆网膜Ca2+,Ca2+与肌钙蛋白解离,原肌凝蛋白复盖的 横桥结合位点

      5、,骨骼肌舒张,二、骨骼肌收缩的形式,(一)收缩形式 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。,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。 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。 注:等长收缩和等张收缩与肌肉收缩时所遇到的负荷大小有关: 当负荷小于肌张力时,出现等张收缩; 当负荷等于或大于肌张力时,出现等长收缩; 正常人体骨骼肌的收缩大多是混合式的,而且总是等长收缩在前,当肌张力增加到超过后负荷时,才出现等张收缩。,(二)影响收缩因素 1.前负荷: 前负荷肌节初长度粗细肌丝的重叠程度肌张力。 肌节最适初长(2.0-2.2m)时,粗细肌丝重叠佳,肌缩速度、幅度和张力最大;大于最适初长时,粗细肌丝重叠,肌缩速度、幅度和张力;小于最适初长时,粗细肌丝重叠,肌缩速度、幅度和张力虽然,但不如最适初长时。 前负荷或肌节最适初长或肌张力。,2.后负荷: 在等张收缩条件下观察负荷对肌缩张力和速度的影响。 后负荷为0肌缩速度、幅度和张力最小;后负荷肌缩速度、幅度和张力;后负荷肌缩速度、幅度和张力。 后负荷过大,虽肌缩张力,但肌缩速度、幅度,不利作功;后负荷过小,虽肌缩速度、幅度,但肌缩张力,也不利作功。,曲线1:张力-速度曲线 曲线2:速度张力=功率,3.肌缩能力:是指与负荷无关、决定肌缩效应的内在特性。 肌缩能力肌缩速度、幅度和张力; 肌缩能力肌缩速度、幅度和张力。 决定肌缩效应的内在特性主要是: .兴奋-收缩耦联期间胞浆内Ca2+的水平; .肌球蛋白的ATP酶活性。 调节和影响肌缩效应内在特性的因素: 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提高心肌肌球蛋白的ATP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,ATP酶活性降低,心肌收缩力减弱。,

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