肌肉兴奋与收缩ppt课件.ppt

第四章第四章 肌肉的兴奋与收缩肌肉的兴奋与收缩第一第一节 骨骼肌的构造与肌原骨骼肌的构造与肌原纤维的的亚显微构造微构造 骨骼肌骨骼肌( (随意肌随意肌) ) 心肌心肌 平滑肌平滑肌肌肉横纹肌骨骼肌的微细构造骨骼肌的微细构造 图图4-11.1 肌原纤维与肌小节肌原纤维与肌小节骨骼肌骨骼肌 肌纤维肌纤维+C.T肌纤维肌纤维(muscle fiber) 肌原纤维肌原纤维+其它细胞质其它细胞质肌原纤维肌原纤维 (myofibril) 肌小节肌小节(粗肌丝粗肌丝+细肌丝细肌丝)；； 横纹横纹肌小节肌小节 (sarcomere) 1/2明带明带+暗带暗带+1/2明带；明带； 明带明带(I带带) Z线；线； 暗带暗带(A带带) H带；带； 肌原纤维肌原纤维肌小节：肌小节： 1/2明带明带 暗带暗带 1/2明带明带 1.2 粗肌粗肌丝丝与与细细肌肌丝丝粗肌粗肌丝丝(thick myofilament)：： 由肌球蛋白由肌球蛋白(myosin)组组成：成： 双球形双球形头头部部(具有具有ATP酶酶活性活性) 颈颈部部 尾部尾部细肌丝细肌丝(thin myofilament)：： 球形肌动蛋白球形肌动蛋白(actin)组成双螺旋肌动蛋白组成双螺旋肌动蛋白 原肌球蛋白原肌球蛋白(tropomyosin) 肌钙蛋白肌钙蛋白(troponin)复合体复合体图图4-7，，4-11组成第二第二节 肌肉收肌肉收缩的原理的原理2.1 肌肌丝滑行学滑行学说的提出的提出证据据 (1) 肌肉收肌肉收缩与舒与舒张时明暗明暗带的的变化化 图4-8(2) 粗粗细细肌肌丝丝的重叠程度与肌小的重叠程度与肌小节节收收缩产缩产生的生的张张力有关力有关粗肌粗肌丝丝 1.6 (无突起无突起0.2)细细肌肌丝丝 2.053.65 2.25 张张力力↑ 图图4-93.652.252.2 肌肌丝丝滑滑行行学学说说(sliding-filament theory of muscle contraction)根本内容：根本内容： 肌肌肉肉收收缩缩时时没没有有肌肌丝丝或或某某些些物物质质分分子子构构造造的的缩缩短短，，而而只只是是发发生生了了细细肌肌丝丝在在粗粗肌肌丝丝之之间间的的滑滑行行，，也也就就是是说说由由Z线线发发出出的的细细肌肌丝丝向向暗暗带带中中央央挪挪动动，，结结果果相相邻邻的的各各Z线线相相互互接接近近，，肌肌小小节节长长度度变变短短，，表表现现为为整整个个肌肌C和和肌肌肉肉的的收收缩缩。

 由由于于肌肌肉肉收收缩缩时时，，只只是是细细肌肌丝丝在在粗粗肌肌丝丝之之间间滑滑行行，，而而粗粗肌肌丝丝的的长长度度不不变变，，所所以以暗暗带带的的宽宽度度不不变变，，细细肌肌丝丝的的长长度度虽虽然然也也没没变变，，但但粗粗细细肌肌丝丝的的重重叠叠发发生生了了变变化化，，所所以以代代表表纯纯粹粹粗粗肌肌丝丝的的H带带变变窄窄，，甚甚至至消消逝逝，，代代表表纯纯粹粹细细肌肌丝丝的的I带带也也变变窄 2.3 肌肌丝丝滑行学滑行学说说的分子基理的分子基理 (1)横横桥桥(cross-bridge)水水解解ATP，，贮贮藏藏了了化化学学能能，，与与细细肌肌丝丝垂垂直直，，但但不不能能与与肌肌动动蛋蛋白白结结合合，，由由于于细细肌肌丝丝上上的的原原肌肌球球蛋蛋白白遮遮盖盖了了肌肌动动蛋蛋白白上能与横上能与横桥结桥结合的位点合的位点P73图图4-12)(2)胞胞浆浆中中Ca2+升升高高时时，，肌肌钙钙蛋蛋白白与与Ca2+结结合合，，构构象象发发生生变变化化，，原原肌肌球球蛋蛋白白挪挪动动，，横横桥桥与肌与肌动动蛋白蛋白结结合P73图图4-12)(3)横桥构象改动，向其尾部方向摆动，并拖动细肌丝向H带中心滑动。

横桥所贮藏的化学能用来抑制肌肉的外负荷肌小节缩短，ADP解离P72图4-10)(4)ADP解离后，横桥重新结合一个ATP，回到原来的构象，又重新与细肌丝垂直，而此时由于细肌丝已发生了滑动，横桥面对的是新的更接近Z线的肌动蛋白的结合位点P72图4-10)  在横桥的一次摆动中，肌球蛋白将水解ATP所释放的化学能转变为肌动蛋白的机械能上述横桥与ATP结合，摆动、复位、再结合的过程，称为横桥周期(cross-bridge cycling) (1)在一个肌C内横桥的活动是异步的； (2)即使肌小节不缩短，也耗费能量；2.4 Ca2+在肌在肌丝丝滑行中的作用滑行中的作用 肌肌钙钙蛋蛋白白是是脊脊椎椎动动物物横横纹纹肌肌肌肌丝丝中中仅仅有的能与有的能与Ca2+结结合的蛋白合的蛋白质质 当当肌肌浆浆中中Ca2+浓浓度度低低于于0.5×10-7mol时时，肌肉不能收，肌肉不能收缩缩 第三第三节 兴奋－收－收缩耦耦联 (excitation-contraction coupling)概念：肌膜上的AP触发肌原纤维收缩的一系列过程。

P74图4-13)构造根底：三联管3.1 三三联联管管(肌管肌管)系系统统横横管管(transverse tube)系系统统：：肌肌细细胞胞膜膜内内陷陷(在在Z线线处处)纵纵管管系系统统：：滑滑面面内内质质网网交交融融成成侧侧囊囊(lateral sac)/终终末池末池三三联联管管：：每每一一横横管管和和来来自自两两侧侧肌小肌小节节的的纵纵管管3.2 肌管的作用肌管的作用横横 管：管： 传传AP至肌至肌细细胞深部胞深部纵纵 管：管： 储储存、存、释释放、再回收放、再回收钙钙三三联联管：管： 兴奋兴奋-收收缩缩耦耦联联的构造根底的构造根底 3.3 兴奋兴奋－收－收缩缩耦耦联联全全过过程：程：(1) 电兴奋经过电兴奋经过横管横管传传到肌到肌纤维纤维深部；深部；(2) 三三联联管管传传送信息；送信息；(3) 肌肌浆浆网网对钙对钙的的释释放；放；(4) 肌肌丝丝滑行，肌肉收滑行，肌肉收缩缩；；(5) 肌肌质质网网对钙对钙的再聚的再聚积积，肌肉舒，肌肉舒张张3.4 神神经经肌肉肌肉兴奋兴奋的的产产生及生及过过程程 教科教科书书P76 4.4章章节节、、图图4-16前四章重点内容总结：一膜(细胞膜物质转运)二耦联(去极化－释放、兴奋－收缩)三传导(神经激动在神经元上的传导、突触传送、兴奋在肌细胞上的传导就是兴奋－收缩耦联)四学说(膜、离子、钠钾泵、肌丝滑行)第四第四节 肌肉的等肌肉的等张收收缩与等与等长收收缩等等张张收收缩缩(isotonic (isotonic contraction)contraction)：：肌肌肉肉收收缩缩时时，，肌肌肉肉的的张张力力不不发发生生变变化化，，肌肌肉肉的的长长度度发发生生变变化化的收的收缩缩。

等等长长收收缩缩(isometric (isometric contraction)contraction)：：肌肌肉肉两两端端固固定定，，收收缩缩时时肌肌肉肉的的长长度度几几乎乎不不发发生生变变化化，，肌肌肉肉的的张张力力发发生生变变化的收化的收缩缩 当一条肌纤维发生等长收缩时，其所处的长度不同，产生的张力也不一样肌纤维产生最大张力的长度叫做这个肌纤维的最适长度(optimal length) 60%最适长度<肌纤维长度<最适长度<肌纤维长度<175%张力 0 < 减小 < 最大 > 减小 > 0解释：图4-9 肌丝滑行最适长度的生理意义： 体内绝大多数骨骼肌都附着在骨骼上，每块骨骼肌的肌纤维的静息长度都接近于最适长度，可产生最大张力 另外，由于肌肉附着在骨骼上，骨骼肌长度的变化很少超越最适长度的30%，防止了骨骼肌过度拉伸和紧缩  普通的躯体运动都不是单纯的等张收缩或等长收缩，而是两种收缩不同程度的复合 第五第五节 刺激刺激强度、刺激度、刺激频率率与肌肉收与肌肉收缩的关系的关系5.1 刺激刺激强强度和肌肉收度和肌肉收缩缩的关系的关系阈阈强强度度(threshold intensity)：： 引起肌肉作最小收引起肌肉作最小收缩缩反响的刺激反响的刺激强强度。

度顶顶强强度度(maximal intensity)：： 引起肌肉引起肌肉组织组织作最大收作最大收缩缩反响的最小刺反响的最小刺激激强强度运运动单动单位位(motor unit)：： 由一个运由一个运动动神神经经元及其元及其传传出出纤维纤维所支配所支配的的纤维组纤维组成5.2 刺激刺激频频率和收率和收缩缩反响的关系反响的关系单单收收缩缩(single twitch)：： 肌肉受低肌肉受低频频刺激而出刺激而出现现的独立收的独立收缩缩 图图4-18 埋伏期埋伏期(latent period)收收缩缩期期(contraction period)舒舒张张期期(relaxation period)单收缩 增大刺激的频率，使得后一次收缩发生在前一次收缩的舒张期中，构 成 不 完 全 强 直 收 缩(incomplete tetanus) 继续增大刺激频率，使得后一次收缩发生在前一次收缩的收缩期中，构 成 完 全 强 直 收 缩(complete tetanus)。

产生完全强直收缩所需最低刺激频率叫做临界交融频率•强直收缩产生的张力比单收缩要高得多，它所产生的最大张力约为单收缩的4倍，在正常机体中，骨骼肌的收缩大都属于强直收缩 •肌肉的兴奋和收缩是两个不同的过程，在(不)完全强直收缩中，收缩虽然(不)完全交融，但肌肉的AP并不交融，而是各自分别的 第六第六节 肌肉的杠杆活肌肉的杠杆活动肢体弯曲或朝向身体的运肢体弯曲或朝向身体的运动叫做屈曲叫做屈曲(flexion)肢体伸直或分开身体的运肢体伸直或分开身体的运动叫做伸展叫做伸展(extension)肢体的弯曲或伸展都是不同肌肉收肢体的弯曲或伸展都是不同肌肉收缩的的结果，果，图4-22这种使肢体种使肢体产生相反方向运生相反方向运动的肌肉的肌肉群叫做群叫做颉颃(xié háng)肌肌(antagonist muscles)，也叫拮抗肌也叫拮抗肌  体内的肌肉、骨骼和关节构成了杠杆系统，图4-24A 这套杠杆系统虽然不省力，但却可以放大肌肉的运动，图4-24B 比较慢的肌肉收缩速度可以产生比较快的手的运动第七第七节 肌肉的能量代肌肉的能量代谢就骨骼肌来就骨骼肌来说，有三种途，有三种途经可以可以供供应ATP：：磷酸肌酸磷酸肌酸CP(creatine phosphate)糖酵解糖酵解氧化磷酸化氧化磷酸化——有氧氧化有氧氧化 第八第八节 平滑肌的构造与机能特点平滑肌的构造与机能特点8.1 平平滑滑肌肌(smooth muscle)的的构构造特点造特点(1) 小，呈梭形小，呈梭形(2) 无横无横纹8.2 平滑肌的平滑肌的类类型型(1) 多多 单单 位位 平平 滑滑 肌肌 (multi-unit smooth muscle)，，又又叫叫运运动动单单位位平平滑滑肌肌(motor-unit smooth muscle) ；；特特点点：：各各自自独独立立，，且且每每个个肌肌纤纤维维均均接接受受一一个个或或多多个个神神经经元元的的传传出出神神经经末末梢梢支支配配，，几几乎无自乎无自发发收收缩缩活活动动。

(2) 一一单单位位平平滑滑肌肌(single-unit smooth muscle)，，又叫内脏平滑肌又叫内脏平滑肌(visceral smooth muscle)；；特特点点: 具具有有自自发发性性收收缩缩，，细细胞胞间间的的衔衔接接多多为为缝缝隙隙衔衔接接，，各各细细胞胞可可经经过过细细胞胞间间的的电电耦耦联联进进展展同同步步性性活活动动，，对牵拉刺激较敏感对牵拉刺激较敏感平平滑滑肌肌这这两两种种类类型型的的划划分分并并不不严严厉厉，，有有些些平平滑滑肌肌兼兼有两类平滑肌的特点有两类平滑肌的特点 8.3 平滑肌的平滑肌的电电活活动动多多单单位位平平滑滑肌肌：：普普通通不不产产生生AP，，产产生生的的是是部部分分电电位一一单单位平滑肌：位平滑肌：(1) 根根本本电电节节律律(basic electric rhythm，，BER)：： 有有节节律律地地反反复复进进展展的的去去极极化化和和复复极极化化活活动动2) AP：：锋锋形或有平台的形或有平台的AP 机制：有机制：有钠钠内流但以内流但以钙钙内流内流为为主8.4 平滑肌的收平滑肌的收缩缩活活动动 和和骨骨骼骼肌肌相相比比，，平平滑滑肌肌细细胞胞没没有有Z线线构构造造，，细细肌肌丝丝衔衔接接到到致致密密体体上上，，其其作作用用相相当当于于Z线线，，但但却却不不像像Z线线那那样样陈陈列列成成一一行行，，而而是是分分散散存存在在的的。

而而且且粗粗细细肌肌丝丝的的陈陈列列也也没没有有一一定定的的次次序序，，这这使使粗粗细细肌肌丝丝间间几几乎乎总总有有一一些些重重叠叠可可解解释释为为什什么么平平滑滑肌肌被被拉拉伸伸到到相相当当大大的的长长度度仍仍有有自自动动性性紧紧张张由由平平滑滑肌肌组组成成的的许许多多器器官官，，比比如如胃胃、、膀膀胱胱在在被被食食物物或或尿尿充充胀胀的的情情况况下下仍仍能能维维持持自自动动性性紧张紧张 平滑肌中没有肌钙蛋白，但有一种与肌钙蛋白相类似的调钙素，钙与调钙素结合构成钙－调钙素钙－调钙素再与一种蛋白激E构成复合体，并使此蛋白激酶活化，进而使肌球蛋白头部磷酸化，进而与肌动蛋白相互作用，引发收缩  平平滑滑肌肌收收缩缩的的几几个个特特点点，，即即平平滑滑肌肌的的收收缩缩和骨骼肌的收和骨骼肌的收缩缩相比有几个不同之相比有几个不同之处处：： ①①埋埋伏伏期期长长 神神经经肌肌接接点点间间隙隙大大；；肌肌质质网网不不兴兴隆②②收收缩缩期期长长 钙泵钙泵才干低③③速度慢，速度慢，紧张紧张度低度低 肌肌丝丝少，少，ATP、、CP少8.5 内内脏脏平滑肌的生理特性平滑肌的生理特性①①具有自具有自动动性；性；②②对对内外内外环环境境变变化敏感；化敏感；③③兴奋兴奋性性较较低，收低，收缩缓缩缓慢；慢； ④④富有伸展性；富有伸展性；⑤⑤紧张紧张性收性收缩缩(tonic contraction)。