运动生理 骨骼肌机能

第一章 骨骼肌机能 第一节 肌纤维的结构 第四节 骨骼肌特性第三节 肌纤维的收缩过程第二节 骨骼肌细胞的生物电现象 第七节 肌电的研究与应用第五节 骨骼肌收缩第六节 肌纤维类型与运动能力第一节 肌纤维的结构一、肌原纤维和肌小节二、肌管系统三、肌丝的分子组成第一节 肌纤维的结构肌细胞 (又称 肌纤维 )是肌肉的基本结构和功能单位。成人肌纤维直径约 60微米 ， 长度为数毫米到数十厘米。每条肌纤维外面包有一层薄的结缔组织膜，称为 肌内膜 。许多肌纤维排列成束 (即 肌束 )，表面被 肌束膜 包绕。许多肌束聚集在一起构成一块肌肉，外面包以结缔组织膜，称为 肌外膜 。 第一节 肌纤维的结构一、肌原纤维和肌小节二、肌管系统三、肌丝的分子组成一、肌原纤维和肌小节 骨骼肌超微结构示意图 l 每个肌细胞含有数百至数千条与肌纤维长轴平行排列的肌原纤维。肌原纤维的直径约 14微米，纵贯肌细胞全长。每条肌原纤维的全长都由暗带 (A带 )和明带 (I带 )呈交替规则排列，在显微镜下呈现有规律的横纹排列，故骨骼肌也称 横纹肌 。肌原纤维由粗、细两种肌丝按一定规律排列而成。实际上由于粗肌丝的存在而形成了 A带。细肌丝连接于 Z线，纵贯 I带全长，并伸入 A带部位，与粗肌丝交错对插。 肌原纤维的结构示意图 粗肌丝和细肌丝的空间排列示意图 二、肌管系统 l 横小管系统 是肌细胞膜从表面横向伸入肌纤维内部的膜小管系统。l 纵小管系统 即肌质网系统 。l 肌质网在接近横小管处形成特殊的膨大，称为终池 。l 每一个横小管和来自两侧的终末池构成复合体，称为 三联管结构。 肌管系统结构示意图 三、肌丝的分子组成细肌丝与粗肌丝结构示意图 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： 与 Ca2+结合变构后 ,使原肌球蛋白位移，暴露出结合位点 。l Ca+通过和肌钙蛋白结合，诱发横桥和肌动蛋白之间的相互作用图 l 肌钙蛋白是含有三个亚单位的复合体。亚单位I、 亚单位 T和亚单位 C分别对肌动蛋白、原肌球蛋白和 Ca+。 第二节 骨骼肌细胞的生物电现象一、静息电位二、动作电位三、动作电位的传导四、细胞间的兴奋传递五、肌 电一、静息电位l (一 )静息电位的概念 l 细胞处于安静状态时， 细胞膜内外所存在的电位差 称为静息电位 。（甲）当 A、 B电极都位于细胞膜外，无电位改变 ，证明膜外无电位差 。（乙）当 A电极位于细胞膜外， B电极插入膜内时，有电位改变， 证明膜内、外间有电位差 。（丙）当 A、 B电极都位于细胞膜内，无电位改变，证明膜内无电位差 。静息电位证明实验：4.与 RP相 关的概念：静息电位 :细胞处于相对安静状态时，细胞膜内外存在的电位差。膜电位 :因电位差存在于膜的两侧所以又称为膜电位（ membrane potential）。习惯叫法 :因膜内电位低于膜外，习惯上 RP指的是膜内负电位。RP值 :哺乳动物的神经、骨骼肌和心肌细胞为 -70 -90mV， 红细胞约为 -10mV左右。RP值描述 : RP 膜内负电位 (-70-90 mV)=超极化RP 膜内负电位 (-70-50 mV)=去极化(二 )静息电位产生原理用 “ 离子学说 ” 来解释 :l 细胞内外各种离子的浓度分布是不均匀的。l 静息状态下细胞膜对各种离子通透具有选择性。 l 通透性： K+ Cl- Na+ A-l 静息状态时，细胞膜对 K+的通透性大， 而对Na+的通透性较小， K+向细胞外流动。 造成 细胞外电位高而细胞内电位低的电位差 。 l 随着 K+外流，细胞膜两侧形成的外正内负的电场力会阻止细胞内 K+的继续外流，当促使 K+外流的由浓度差形成的向外扩散力与阻止 K+外流的电场力相等 时， K+的净移动量就会等于零。这时细胞内外的电位差值就稳定在一定水平上，这就是 静息电位 。由于静息电位主要是 K+由细胞内向外流动达到平衡时的电位值，所以又把静息电位称为 K+平衡电位。 静息 电位产生的生理机制： 细胞膜内外离子分布不均； 细胞膜对离子的通透具有选择性 :K+ Cl- Na+ A- 静息状态时，细胞膜对 K+的通透性大 K+ 膜外电位 (正电场 )膜外为正、膜内为负的极化状态 当扩散动力与阻力达到动态平衡时 =RP结论 :RP的产生主要是 K 向膜外扩散的结果。 RP=K+的平衡电位第二节 骨骼肌细胞的生物电现象一、静息电位二、动作电位三、动作电位的传导四、细胞间的兴奋传递五、肌 电二、动作电位 l (一 )动作电位的概念l 可兴奋细胞兴奋时，细胞内产生的可扩布的电位变化称为动作电位 。AP实验现象(二 )动作电位的变化过程 1.静息相在静息时细胞处于极化状态。2.去极相细胞膜的静息电位 由 -90mv减小到 0mv的 过程被称为去极化 ， 去极化是膜电位消失的过程；细胞膜电位 由 0mV转变为外负内正的过程称为反极化。反极化的电位幅度称为超 射。3.复极相动作电位的上升支很快从顶点 (+30mv)快速下降，膜内电位由正变负，直到接近静息电位的水平，形成曲线的下降支称为复极化时相 。 所谓复极化是指在去极化的前提下膜极化状态的恢复。 动作电位示意图ab:动作电位的上升支 bc:动作电的下降支abc:动作电位的锋电位cd:动作电应的后电位 动作电位有以下特点：l “ 全或无 ” 现象。 任何刺激一旦引起膜去极化达到阈值，动作电位就会立刻产生，它一旦产生就达到最大值，动作电位的幅度不会因刺激加强而增大。l 不衰减性传导。 动作电位一旦在细胞膜的某一部位产生，它就会间整个细胞膜传播，而且其幅度不会因为传播距离增加而减弱。l 脉冲式。 由于不应期的存在使连续的多个动作电位不可能融合，两个动作电位之间总有一定间隔。 动作电位的意义： AP的产生是细胞兴奋的标志。(三 )动作电位的产生原理条件 : 膜内外存在 Na+差 :Na+外 Na+内 110 ； 细胞膜对各种离子通透具有选择性。 AP模式图动作电位（ AP） 的产生机制:AP上升支 AP下降支(三 )动作电位的产生原理 用离子流学说来解释 ： 细胞内外各种离子的浓度分布是不均匀的。 细胞膜对各种离子通透具有选择性。 膜受刺激， Na+大量内流，膜去极化至反极化。 Na+平衡电位， K+快速外流，至静息状态。第二节 骨骼肌细胞的生物电现象一、静息电位二、动作电位三、动作电位的传导四、细胞间的兴奋传递五、肌 电三、动作电位的传导 l 无髓神经纤维上动作电位是以 “ 局部电流 ” 的形式进行传导的。l 有髓神经纤维外面包裹着一层电阻很高的髓鞘，动作电位只能在没有髓鞘的朗飞氏结处产生 “ 局部电流 ” 。 第二节 骨骼肌细胞的生物电现象一、静息电位二