肌的生物学基础

1、骨骼肌的特性骨骼肌的特性 骨骼肌的物理特性骨骼肌的物理特性 1.1.伸展性伸展性 2.2.弹性弹性 3.3.粘滞性粘滞性在外力牵拉下，在外力牵拉下，可被拉长的特性。可被拉长的特性。在外力解除后，在外力解除后，可恢复原来长度。可恢复原来长度。肌肉收缩或舒张时，肌肉收缩或舒张时，肌纤维及细胞内分子肌纤维及细胞内分子间产生的摩擦力。间产生的摩擦力。肌丝肌丝MM线线HH区区暗暗带带明带明带 粗肌丝：粗肌丝：由肌球由肌球( (肌凝肌凝) )蛋白组蛋白组成，其头部有一膨大部成，其头部有一膨大部- -横桥横桥：能与细肌丝上的结合位点发生能与细肌丝上的结合位点发生可逆性结合；具有可逆性结合；具有ATPATP酶

2、的作酶的作用，与结合位点结合后用，与结合位点结合后,分解分解ATPATP提供横桥扭动提供横桥扭动( (肌丝滑行肌丝滑行) )和和作功的能量。作功的能量。 细肌丝：细肌丝：肌动蛋白肌动蛋白：表面有与：表面有与横桥结合的位点，静息时被原肌横桥结合的位点，静息时被原肌球蛋白掩盖；球蛋白掩盖；原肌球蛋白原肌球蛋白：静息：静息时掩盖横桥结合位点；时掩盖横桥结合位点；肌钙蛋白肌钙蛋白：与与CaCa2+2+结合变构后结合变构后, ,使原肌球蛋白使原肌球蛋白位移，暴露出结合位点。位移，暴露出结合位点。类别类别粗肌丝粗肌丝细肌丝细肌丝主要成分主要成分肌球蛋白肌球蛋白肌动蛋白肌动蛋白原肌球蛋白原肌球蛋白肌钙蛋白肌

3、钙蛋白形态结构形态结构头部构成横桥，头部构成横桥，尾部构成主干尾部构成主干单体球状，相互单体球状，相互缠扭成双螺旋状缠扭成双螺旋状双螺旋状细丝双螺旋状细丝呈球形呈球形功能功能横桥可摆动牵横桥可摆动牵引细肌丝滑行引细肌丝滑行可与横桥可可与横桥可逆性结合逆性结合遮盖横桥和肌动遮盖横桥和肌动蛋白结合位点蛋白结合位点固定原肌球蛋白，固定原肌球蛋白，与与Ca2+Ca2+亲和强亲和强肌管系统肌管系统 横管系统：横管系统： T T管管( (肌膜内凹而成。肌膜内凹而成。肌膜肌膜APAP沿沿T T管传导管传导) )。 纵管系统：纵管系统： L L管管( (也称肌质网。肌节也称肌质网。肌节两端的两端的L L管称终

4、池，富含管称终池，富含CaCa2+2+) )。 三联管：三联管：T T管管+ +终池终池2 2滑行理论滑行理论 肌肉收缩时肌肉缩短，不肌肉收缩时肌肉缩短，不是细胞内肌丝本身的缩短或是细胞内肌丝本身的缩短或卷曲，而是细肌丝在粗肌丝卷曲，而是细肌丝在粗肌丝之间滑行的结果。之间滑行的结果。 肌肉收缩时，从肌肉收缩时，从Z Z线伸出线伸出的细肌丝在某种力量的作用的细肌丝在某种力量的作用下向暗带中央滑行而使肌小下向暗带中央滑行而使肌小节缩短。节缩短。运动终板运动终板：运动神经元轴突末梢与肌纤维间的一种化：运动神经元轴突末梢与肌纤维间的一种化学突触结构。运动神经纤维的末梢终止于骨骼肌肌纤学突触结构。运动神

5、经纤维的末梢终止于骨骼肌肌纤维表面而构成的卵圆形的板状结构维表面而构成的卵圆形的板状结构 运动终板的组成运动终板的组成 接头前膜接头前膜 接头后膜接头后膜 接头间隙接头间隙 囊泡囊泡 神经神经-肌肉接头肌肉接头接 头 前 膜 ：接 头 前 膜 ： 囊 泡 内 含囊 泡 内 含 ACh,ACh,并以囊泡为单位释并以囊泡为单位释放放AChACh（称量子释放）。（称量子释放）。 接头间隙：接头间隙：约约50-6050-60nmnm。 接头后膜：接头后膜：存在存在AChACh受受体（体（N N2 2受体），能与受体），能与AChACh发生特异性结合。发生特异性结合。神经神经- -肌肉兴奋传递过程过程肌

6、肉兴奋传递过程过程当神经冲动传到轴突末稍当神经冲动传到轴突末稍接头前膜接头前膜CaCa2 2通道开放，通道开放，膜外膜外CaCa2 2流入流入接头前膜内囊泡移动、融合、囊泡接头前膜内囊泡移动、融合、囊泡中的中的AChACh释放释放AChACh与接头后膜上的与接头后膜上的N N2 2受体结合，受体结合，受体蛋白分子构型改变受体蛋白分子构型改变接头膜对接头膜对NaNa、K K ( (尤其是尤其是NaNa) )通透性通透性接头后膜去极化接头后膜去极化终板电位（终板电位（EPPEPP）肌细胞膜去极化产动作电位肌细胞膜去极化产动作电位肌质网外囊（终池）肌质网纵管横管横管兴奋横管兴奋终池终池终池内大量终池

7、内大量CaCa2 2释放释放肌浆肌浆CaCa2 2肌膜电兴奋的传导：肌膜电兴奋的传导：指肌膜产生指肌膜产生APAP后后,AP,AP由横管系由横管系统迅速传向肌细胞深处，到达三联管和肌节附近统迅速传向肌细胞深处，到达三联管和肌节附近。三联管处的信息传递：三联管处的信息传递：（尚不很清楚）（尚不很清楚）肌浆网（纵管系统）中肌浆网（纵管系统）中CaCa2+2+的释放：的释放：指终池膜上的指终池膜上的钙通道开放，终池内的钙通道开放，终池内的CaCa2+ 2+ 顺浓度梯度进入肌浆，触顺浓度梯度进入肌浆，触发肌丝滑行，肌细胞收缩。发肌丝滑行，肌细胞收缩。 CaCa2+2+是兴奋是兴奋- -收缩耦联的耦联物

8、收缩耦联的耦联物CaCa2 2与肌钙蛋白结合与肌钙蛋白结合原肌球蛋白构型改变原肌球蛋白构型改变原肌球蛋白滑向沟底原肌球蛋白滑向沟底肌动蛋白位点暴露肌动蛋白位点暴露横桥与肌动蛋白结合横桥与肌动蛋白结合横桥牵拉细肌丝横桥牵拉细肌丝向肌节中心滑动向肌节中心滑动结合下一个结合点结合下一个结合点肌节缩短肌节缩短肌肉收缩肌肉收缩新的收缩新的收缩原宁蛋白原肌凝蛋白肌纤蛋白横桥按任意键按任意键飞入横桥摆动动画飞入横桥摆动动画肌小节缩短肌小节缩短= =肌细胞收缩肌细胞收缩横桥摆动横桥摆动横桥与结合位点结合，横桥与结合位点结合，分解分解ATPATP释放能量释放能量CaCa2 2+ +与肌钙蛋白结合与肌钙蛋白结合肌

9、钙蛋白的构型肌钙蛋白的构型终池膜上的钙通道开放终池膜上的钙通道开放终池内的终池内的CaCa2 2+ +进入肌浆进入肌浆肌丝滑行的过程肌丝滑行的过程原肌球蛋白位移，暴露原肌球蛋白位移，暴露细肌丝上的结合位点细肌丝上的结合位点骨骼肌舒张机制骨骼肌舒张机制兴奋兴奋- -收缩耦联后收缩耦联后肌膜电位复极化肌膜电位复极化终池膜对终池膜对CaCa2+2+通透性通透性肌浆网膜肌浆网膜CaCa2+2+泵激活泵激活肌浆内肌浆内CaCa2+2+CaCa2+2+与肌钙蛋白解离与肌钙蛋白解离原肌球蛋白覆盖原肌球蛋白覆盖横桥结合位点横桥结合位点骨骼肌舒张骨骼肌舒张 肌丝滑行几点说明肌丝滑行几点说明: : 1 1）肌细胞

10、收缩时肌原纤维的缩短）肌细胞收缩时肌原纤维的缩短, ,并不是肌丝本身并不是肌丝本身缩短缩短, ,而是细肌丝向肌小节中央而是细肌丝向肌小节中央( (粗肌丝内粗肌丝内) )滑行。滑行。相邻相邻Z Z线靠近线靠近, ,即肌小节缩短；暗带长度不变即肌小节缩短；暗带长度不变, ,即即粗肌丝长度不变；从粗肌丝长度不变；从Z Z线到线到H H带边缘的距离不变带边缘的距离不变, ,即即细肌丝长度不变细肌丝长度不变; ; 明带和明带和H H带变窄。带变窄。 2 2）横桥的循环摆动，细肌丝向肌节中央）横桥的循环摆动，细肌丝向肌节中央( (粗肌丝内粗肌丝内) )滑行，滑行中由于肌肉的负荷而受阻，便产生张力。滑行，滑行中由于肌肉的负荷而受阻，便产生张力。 3 3）横桥的循环摆动在肌肉中是非同步的，从而肌）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。肉产生恒定的张力和连续的缩短。 4 4）横桥循环摆动的参与数目及摆动速率，是决定）横桥循环摆动的参与数目及摆动速率，是决定肌肉缩短程度、速度和肌张力的关键因素。肌肉缩短程度、速度和肌张力的关键因素。等长收缩等长收缩肌肉的收肌肉的收缩形式缩形式等张收缩等张收缩等速收缩等速收缩向心性收缩