骨骼肌的收縮原理

1、骨骼肌的收縮原理,一、肌細胞的收縮功能（一）N—M接頭處的興奮傳遞,1、N-M接頭的結構 接頭前膜：囊泡內(nèi)含 ACh,并以囊泡為單位釋放ACh（稱量子釋放）。 接頭間隙：約50-60nm。 接頭后膜：又稱終板膜。存在ACh受體（N2受體），能與ACh發(fā)生特異性結合。無電壓性門控性鈉通道。,接頭間隙,2.N-M接頭處的興奮傳遞過程,當神經(jīng)沖動傳到軸突末,膜Ca2＋通道開放，膜外Ca2＋向膜內(nèi)流動,接頭前膜內(nèi)囊泡移動、融合

2、、破裂，囊泡中的ACh釋放(量子釋放),ACh與終板膜上的N2受體結合，受體蛋白分子構型改變,終板膜對Na＋、K＋ (尤其是Na＋)通透性↑,終板膜去極化→終板電位（EPP）,EPP電緊張性擴布至肌膜,去極化達到閾電位,爆發(fā)肌細胞膜動作電位,,,,,,,,,3.N-M接頭處的興奮傳遞特征: （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

3、起肌細胞興奮和收縮一次（因每次ACh釋放的量，產(chǎn)生的EPP是引起肌膜AP所需閾值的3-4倍）。 ②神經(jīng)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）。,4.影響N-M接頭處興奮傳遞的因素： （1）阻斷ACh受體：箭毒和α銀環(huán)蛇毒，肌松劑（馳肌碘）。 （2）抑制膽堿酯酶活性：有機磷農(nóng)藥，新斯的明。 （3）自身免疫性疾病：重癥肌無力（抗體破壞ACh受體），肌無力綜合征（抗體破

4、壞N末梢Ca2+通道）。 （4）接頭前膜Ach釋放↓：肉毒桿菌中毒。 5.EPP的特征：無“全或無”現(xiàn)象；無不應期；有總和現(xiàn)象；EPP的大小與Ach釋放量呈正相關。,（二）骨骼肌細胞的結構,是肌細胞收縮的基本結構和功能單位。 =1/2明帶＋暗帶＋1/2明帶 = 2條Z線間的區(qū)域,1.肌管系統(tǒng)： 橫管系統(tǒng)：T管（肌膜內(nèi)凹而成。肌膜AP沿T管傳導）。 縱管系統(tǒng)：L管（也稱肌漿網(wǎng)。肌節(jié)兩端的L管稱終池，富含Ca2+)。

5、 三聯(lián)管：T管+終池×2,2.肌小節(jié):,3.肌原纖維： 粗肌絲: 由肌球或稱肌凝蛋白組成，其頭部有一膨大部——橫橋:①能與細肌絲上的結合位點發(fā)生可逆性結合;②具有ATP酶的作用,與結合位點結合后,分解ATP提供橫橋扭動（肌絲滑行）和作功的能量。,細肌絲:,肌動蛋白：表面有與橫橋結合的位點，靜息時被原肌凝蛋白掩蓋；原肌凝蛋白：靜息時掩蓋橫橋結合位點；肌鈣蛋白：與Ca2+結合變構后,使原肌凝蛋白位移，暴露

6、出結合位點。,1.興奮-收縮耦聯(lián) 2.肌絲滑行,（三）骨骼肌收縮機制,1.興奮-收縮耦聯(lián)—— 三個主要步驟： ①肌膜電興奮的傳導:指肌膜產(chǎn)生AP后,AP由橫管系統(tǒng)迅速傳向肌細胞深處，到達三聯(lián)管和肌節(jié)附近。 ②三聯(lián)管處的信息傳遞：（尚不很清楚） ③肌漿網(wǎng)（縱管系統(tǒng)）中Ca2+的釋放:指終池膜上的鈣通道開放，終池內(nèi)的Ca2+ 順濃度梯度進入肌漿，觸發(fā)肌絲滑行，肌細胞收縮。 ∴Ca2+是興奮-收縮耦聯(lián)的耦聯(lián)物,按任

7、意鍵飛入橫橋擺動動畫,肌節(jié)縮短=肌細胞收縮,牽拉細肌絲朝肌節(jié)中央滑行,橫橋擺動,橫橋與肌動蛋白結合位點結合，分解ATP釋放能量,原肌凝蛋白位移，暴露細肌絲上的結合位點,Ca2+與肌鈣蛋白結合肌鈣蛋白的構型,終池膜上的鈣通道開放終池內(nèi)的Ca2+進入肌漿,2.肌絲滑行,,,,,,,運動神經(jīng)沖動傳至末梢↓N末梢對Ca2+通透性增加 Ca2+內(nèi)流入N末梢內(nèi)↓接頭前膜內(nèi)囊泡向前膜移動、融合、破裂↓ACh釋放入接頭間隙↓

8、ACh與終板膜受體結合↓受體構型改變↓終板膜對Na+、K+(尤其Na+)的通透性增加↓產(chǎn)生終板電位(EPP)↓EPP引起肌膜AP,↓肌膜AP沿橫管膜傳至三聯(lián)管↓終池膜上的鈣通道開放終池內(nèi)Ca2+進入肌漿↓Ca2+與肌鈣蛋白結合 引起肌鈣蛋白的構型改變↓原肌凝蛋白發(fā)生位移暴露出細肌絲上與橫橋結合位點↓橫橋與結合位點結合激活ATP酶作用,分解ATP↓橫橋擺動↓牽拉細肌絲朝肌節(jié)中央滑行↓肌

9、節(jié)縮短=肌細胞收縮,小結：骨骼肌收縮全過程,1.興奮傳遞 2.興奮-收縮（肌絲滑行）耦聯(lián),肌絲滑行幾點說明: 1.肌細胞收縮時肌原纖維的縮短,并不是肌絲本身縮短,而是細肌絲向肌節(jié)中央(粗肌絲內(nèi))滑行。因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。,2.橫橋的循環(huán)擺動，細肌絲向肌節(jié)中央(粗肌絲內(nèi))滑行，滑行中由于肌肉

10、的負荷而受阻，便產(chǎn)生張力。 3.橫橋的循環(huán)擺動在肌肉中是非同步地，從而肌肉產(chǎn)生恒定的張力和連續(xù)的縮短。 4.橫橋循環(huán)擺動的參入數(shù)目及擺動速率，是決定肌肉縮短程度、速度和肌張力的關鍵因素。,（四）骨骼肌舒張機制,興奮-收縮耦聯(lián)后,肌膜電位復極化,終池膜對Ca2+通透性↓肌漿網(wǎng)膜Ca2+泵激活,肌漿網(wǎng)膜[Ca2+]↓,Ca2+與肌鈣蛋白解離,原肌凝蛋白復蓋的橫橋結合位點,骨骼肌舒張,,,,,,,二、骨骼肌收縮的外在表現(xiàn),

11、1.單收縮與復合收縮: 單收縮：肌肉受到一次刺激，引起一次收縮和舒張的過程。 復合收縮:肌肉受到連續(xù)刺激，前一次收縮和舒張尚未結束，新的收縮在此基礎上出現(xiàn)的過程。 ①不完全強直收縮:當新刺激落在前一次收縮的舒張期,所出現(xiàn)的強而持久的收縮過程稱之。 ② 完全強直收縮: 當新刺激落在前一次收縮的縮短期,所出現(xiàn)的強而持久的收縮過程稱之。 機制:強直收縮是各次單收縮的機械疊加現(xiàn)象( 并非動作電位的疊加，動作電

12、位始終是分離的)，所以,強直收縮的收縮幅度和收縮力比單收縮大。,2.等長收縮與等張收縮 等長收縮:肌肉收縮時,只有張力增加而長度不變的收縮,稱為等長收縮。如伸臂直提起一重物。 等張收縮:肌肉收縮時,只有長度縮短而張力不變的收縮,稱為等張收縮。如人體肢體自由屈伸。,,復習思考題 1.為何將神經(jīng)肌肉接頭ACh的釋放成為量子釋放？有何實驗證據(jù)？ 2.為何終板電位無超射現(xiàn)象？ 3.試述神經(jīng)肌肉接頭傳遞的過程及

13、其特點。 4.何謂肌小節(jié)？肌小節(jié)中有哪些成分？ 5.何謂興奮-收縮偶聯(lián)？其結構基礎是什么？Ca2+起何作用？幾種收縮蛋白質(zhì)各起什么作用？ 6.肌細胞收縮是怎樣發(fā)生的？ 7.何謂單收縮和強直收縮？ 8.前負荷和后負荷各對肌收縮有何影響？ 9.刺激神經(jīng)肌肉標本的神經(jīng)，肌肉不發(fā)生收縮，可能有哪些原因？如何鑒別？,10.正常人體骨骼肌收縮都屬于( )A.完全強直收縮B.強直收縮C.不完全強直收縮D.單收縮E