骨骼肌的特性

Seaction4 Muscle Contraction 骨骼肌的特性1.1 骨骼肌的物理特性展性、弹性、粘性1.2 骨骼肌的生理特性兴奋性： （ 1）显著高于心肌和平滑肌（ 2）依赖于神经冲动的兴奋传导性 :兴奋可在同一肌纤维上 传导 ，但不能跨膜传递，而且传导速度较快。收缩性 :速度快、强度大、但不能持久 Types of muscle:Skeletal muscleCardiac muscleSmooth muscle2 骨骼肌的收缩2.1 骨骼肌的 收缩形式 （ 录象 ）2.1.1 等长收缩和等张收缩等长收缩： 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。2.1.2 单收缩 （ 录象 ）肌肉受到一次刺激，引起一次收缩和舒张的过程。2.1.3 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：在刺激频率较低时，描记的收缩曲线呈锯齿状 。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。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。临界融合频率 :引起完全强直收缩所需的最低刺激频率骨骼肌收缩的形式Structure of Skeletal Muscle光学显微镜下观察1） I band(明带 )和 A band(暗带 )2） H zone， M line， Z line 3） sarcoma(肌小节 )Myofibril (肌原纤维 )肌原纤维肌小节：1/2明带暗带1/2明带 电子显微镜下观察Thick filamentsThin filaments粗肌丝细肌丝Thin filaments(细肌丝) 肌动蛋白原肌球蛋白肌钙蛋白亚单位 C、 亚单位 T、 亚单位 IThick filaments由 myosin(肌球蛋白 )组成，呈端部膨大 (横桥 )的长杆状。Thick filaments: 由 myosin组成Cross bridge(横桥 )特性：1 Actin binding site forms cross bridge2 Nucleotide binding site binds ATP (Myosin ATPase)Thin filaments(细肌丝 )由 actin(肌动蛋白 )、 tropomyosin(原肌凝蛋白 )和Troponin肌钙蛋白组成粗肌丝： 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。亚单位 C :与 Ca2+结合亚单位 T:把肌钙蛋白与原肌球蛋白结合在一起亚单位 I:传递信息当亚单位 C与 Ca2+结合时 ,把信息传递给原肌球蛋白 ,使后者构型改变和位置移动 ,从而解除对肌动蛋白与横桥结合的抑制作用 .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纵管 横管肌管的作用横 管： 传 AP至肌细胞深部纵 管：贮存、释放、聚积钙三联管：兴奋 - 收缩耦联部位肌肉收缩时肌肉缩短，不是肌丝的缩短而是肌小节的缩短。肌肉收缩时，从 Z线伸出的细肌丝在某种力量的作用下向暗带中央滑行而使肌小节缩短。Molecular Mechanism of Muscular ContractionThe sliding filament modelMuscle shortening is due to movement of the actin filament over the myosin filamentReduces the distance between Z-linesChanges in the appearance of a Sarcomere during the Contraction of a Skeletal Muscle Fiber按任意键飞入横桥摆动动画肌节缩短 =肌细胞收缩横桥摆动横桥与结合位点结合， 分解 ATP释放能量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+进入肌浆肌丝滑行的过程原肌球蛋白位移，暴露 细肌丝上的结合位点Sarcoma shortenCross bridge pivoting Cross bridge bind to actin,and hydrolysis of ATP provides energy Ca2+binds to troponinCa2+ channel openCa2+released from cisternae into sarcoplasm肌丝滑行的过程 (video)Tropomyosin moves and exposing myosin binding site on actin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的，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。Excitation-Contraction