骨骼肌收缩机理

肌肉的兴奋与收缩,知识结构:,1.骨骼肌的显微结构,2.骨骼肌收缩的原理滑行学说,3.肌肉的等长收缩和等张收缩,2、肌肉的功能分类,1、肌肉的生理功能：,运动、交换、平衡、产热,一、概述,骨骼肌(肌纤维)的结构,肌肉,肌纤维（肌细胞）,肌小节,骨骼肌的微细结构肌原纤维与肌小节骨骼肌肌纤维（肌细胞）肌原纤维+其它细胞质肌原纤维肌小节(粗肌丝+细肌丝)；肌小节(sarcomere)1/2明带+暗带+1/2明带；明带(I带)、暗带(A带),肌肉,肌肉,组成粗肌丝的肌球蛋白杆状部分与纤维长轴平行排列，形成主干，而头部膨大部暴露在外，形成横桥。横桥上含有ATP酶，在肌肉收缩时能与肌动蛋白结合。,由肌球蛋白组成。大约200-300个肌球蛋白聚合而成一条粗丝。,肌球蛋白的外形为一根主干，头部有两个圆球，似“豆芽形”。,粗肌丝,长链状的螺旋结构。静息时，阻碍肌动蛋白与肌球蛋白横桥的结合。,覆于原肌球蛋白上的球形蛋白质（C、T和I亚基）,球形大分子物质。在肌浆中无数肌动蛋白聚合呈串球状双螺旋结构。,肌动蛋白与肌球蛋白为收缩蛋白；原肌球蛋白与肌钙蛋白为调节蛋白。,细肌丝,明带,明带,暗带,肌原纤维肌小节：1/2明带暗带1/2明带,2.2肌丝滑行学说基本内容：肌肉收缩时没有肌丝或某些物质分子结构的缩短，而只是发生了细肌丝在粗肌丝之间的滑行，也就是说由Z线发出的细肌丝向暗带中央移动，结果相邻的各Z线相互靠近，肌小节长度变短，表现为整个肌纤维和肌肉的收缩。,由于肌肉收缩时，只是细肌丝在粗肌丝之间滑行，而粗肌丝的长度不变，所以暗带（A带）的宽度不变，细肌丝的长度虽然也没变，但明带（I带）变窄。同时，H区变窄，甚至消失。,2.3肌丝滑行学说的分子机理,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。,2.4Ca2+在肌丝滑行中的作用肌钙蛋白是脊椎动物横纹肌肌丝中仅有的能与Ca2+结合的蛋白质。当肌浆中Ca2+浓度低于0.510-7mol时，肌肉不能收缩。,3、兴奋收缩耦联：,把从骨骼肌接受神经冲动、肌膜发生兴奋，与肌原纤维中的肌丝活动联系起来的中介过程，叫兴奋-收缩耦联,肌肉,目前一般认为肌肉收缩是由于A骨骼肌粗肌丝长度变短B骨骼肌细肌丝长度缩短C粗肌丝向细肌丝之间滑行D细肌丝向粗肌丝之间滑行E粗、细肌丝长度均缩短,思考题,D,骨骼肌收缩的形式：,1、等张收缩与等长收缩,2、肌肉的单收缩,3、收缩总和与强直收缩,肌肉,（1）等张收缩,如果让肌肉一端游离，一端固定，使肌肉收缩时，只有长度的变化而无张力的变化的收缩。,肌肉,（2）等长收缩,整体内的肌肉是两种形式不同程度的复合。,在实验条件下，固定肌肉两端，使肌肉收缩时，不容许发生长度的变化，而只表现为张力的变化的收缩。,肌肉,一般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。,肌肉,单收缩,在实验条件下，肌肉受到一次刺激所引起的一次收缩称为单收缩。,（1）收缩总和,在实验条件下，肌肉受到一连串刺激，若后一刺激落在前一刺激所引起的收缩的舒张期内，则肌肉不再舒张，而出现一个比前一次收缩幅度更高的收缩称为收缩的总和。,肌肉,指在一定频率的连续刺激下，肌肉收缩不断地总和，使肌肉处于持续的缩短状态，称为强直收缩。（临界融合频率）,（2）强直收缩,肌肉,在刺激频率较低时，描记的收缩曲线呈锯齿状态。这样的收缩称为不完全强直收缩。,当刺激频率升高时，可描记出平滑的收缩曲线，这样的收缩称为完全强直收缩。,引起完全强直收缩所需的最低刺激频率称临界融合频率。,1.试述骨骼肌的收缩机理。2.简述骨骼肌兴奋收缩耦联。,思考题,1.试述骨骼肌的收缩机理粗细肌