《生理学》肌细胞的收缩-课件

Physiology生理学

生理学考试研究小组1ppt课件

第四节肌细胞的收缩功能

Contractionofmusclecell本节重点：掌握N-M接头处兴奋的传递

掌握肌丝滑行机制

掌握兴奋-收缩耦联前、后负荷对肌肉收缩的影响本节难点：肌丝滑行机制2ppt课件

肌的不同分类

横纹肌平滑肌

骨骼肌心肌平滑肌随意肌非随意肌

根据功能特性根据神经支配根据形态学特点3ppt课件一、骨骼肌细胞的收缩

(contractionofskeletalmuscle

)（一）骨骼肌神经-肌接头处兴奋的传递

1．结构基础：

4ppt课件神经肌接头的结构：

⑴接头前膜prejunctionalmembrane:

①突触囊泡synapticvesicle,内含ACh;

②电压门控Ca2+通道；

⑵接头间隙junctionalcleft:

50nm宽，与细胞外液相通;

⑶接头后膜postjunctionalmembrane:又称

终板膜

endplatemembrane，是肌膜特化部分,上有①N2型ACh受体;②AChE;5ppt课件神经肌接头结构6ppt课件(接头前神经末梢)(接头间隙)7ppt课件(接头后膜,

终板膜)8ppt课件2.传递过程

神经纤维动作电位接头前膜去极化电压门控钙通道开放

囊泡与接头前膜融合、ACh释放Ca2+进入神经末梢

ACh结合并激活ACh受体通道终板膜对Na＋、K＋通透性↑终板电位

肌膜动作电位9ppt课件N-M接头处的兴奋传递过程10ppt课件Ca2＋通道开放→Ca2＋向膜内流动

11ppt课件囊泡与接头前膜融合、ACh释放

12ppt课件ACh结合并激活ACh受体通道

13ppt课件终板膜对Na＋、K＋通透性↑14ppt课件3.神经肌接头的总结和问题（1）支配肌肉的神经兴奋，钙离子流入神经轴突末梢（2）轴突末梢中Ach量子形式释放、扩散（3）Ach与终板膜上受体结合（4）通道开放钠离子内流大于钾离子外流，终板膜去极化（终板电位局部电位）（5）局部电位扩布到肌细胞膜、叠加达阈电位、产生AP（电压门控钠通道）（6）间隙中存在的胆碱酯酶可破坏未与受体结合的Ach15ppt课件（7）影响ACh的合成、释放：

肌无力综合征→自身免疫抗体→Ca2+通道↓

肉毒杆菌毒素→接头前膜ACh释放↓（8）影响ACh与受体通道结合：

筒箭毒和α银环蛇毒→阻断ACh受体通道

重症肌无力→自身免疫抗体→ACh受体通道↓（9）影响胆碱酯酶的作用：

有机磷农药，新斯的明→抑制胆碱酯酶活性16ppt课件(二)骨骼肌的微细胞结构

1.骨骼肌细胞的结构：

1)肌原纤维myofibril

肌节

sarcomere：

每两个相邻Z线之间的区域，是肌肉收缩和舒张的基本单位。

长2.0~2.2μm,变动在1.5~3.5μm肌束①②肌原纤维③17ppt课件纵横18ppt课件2)肌管系统

sarcotubularsystem：

横管transversetubule

（T管）

纵管longitudinaltubule（肌质网）

纵行肌质网LSR

连接肌质网JSR——终池

★三联管triad：

骨骼肌的T管与其两侧的终池19ppt课件（三）骨骼肌的兴奋、收缩耦联

概念：将以膜的电变化为特征的兴奋过程和以肌纤维机械变化为基础的收缩过程联系起来的中介过程。实现该中介过程的关键结构部位：三联管结构实现该中介过程的关键物质：钙离子20ppt课件骨骼肌肌质网Ca2+释放机制

(构象变化触发钙释放)21ppt课件1.肌原纤维及其肌丝的分子组成1）粗肌丝

thickfilament

肌球蛋白(肌凝蛋白,myosin),属收缩蛋白杆状部—朝向M线成主干

头部—横桥cross-bridge

:

可与肌动蛋白可逆性结合,具有ATP酶活性2）细肌丝thinfilament

(构成主干)

肌动蛋白(肌纤蛋白,actin):属收缩蛋白

肌钙蛋白(troponin):属调节蛋白原肌球蛋白(原肌凝蛋白,tropomyosin):属调节蛋白（四）骨骼肌收缩的分子机制22ppt课件-肌球蛋白原肌球蛋白肌动蛋白有位阻效应原肌球蛋白肌球蛋白肌动蛋白粗肌丝分子组成肌钙蛋白23ppt课件2.肌肉的收缩过程：

当终末池释放Ca2+

→肌浆内Ca2+

↑与肌钙蛋白结合→原肌球蛋白构型改变→解除位阻效应→横桥与肌动蛋白结合→横桥向M线方向摆动→拖动细肌丝滑行→肌小节变短→肌肉收缩。（主动耗能）24ppt课件3.肌肉的舒张过程：

终末池Ca2+

→Ca2+泵（+）Ca2+泵回终末池。胞浆内Ca2+与肌钙蛋白结合的Ca2+

解离→原肌球蛋白构型复原→位阻效应恢复→横桥与肌动蛋白解离→细肌丝回位→肌肉舒张。（主动耗能）25ppt课件★横桥周期

cross-bridgecyclin

肌肉的缩短速度肌肉产生的张力肌肉缩短的程度

参与摆动的横桥数目、循环进行的速率可决定：指横桥与肌动蛋白结合、摆动、复位与再结合的过程。周期的长短决定肌肉的缩短速度。26ppt课件二、骨骼肌收缩的外部表现和力学分析（一）前负荷或肌肉初长度对肌肉收缩的影响27ppt课件

定义：肌肉收缩前遇到的负荷

初长度：前负荷使肌肉在收缩前就处于某种拉长状态，使之具有一定的长度，即肌肉的初长度initiallength

前负荷的大小决定了初长度，因而前负荷可用初长度表示。

前负荷初长度收缩力，最适前负荷

最适初长度（2.2um）肌肉张力最大。因为此时参与肌丝滑行的横桥数目最多。1.前负荷preload

28ppt课件29ppt课件（二）后负荷afterload

研究方法：把前负荷固定在最适前负荷，逐次改变后负荷，研究肌肉产生张力的大小与速度的关系。定义：是肌肉开始收缩时才遇到的负荷或阻力。它不能改变肌肉初长，但能阻碍肌肉收缩时的短缩，是收缩的阻力。30ppt课件后负荷与缩短速度31ppt课件

①随着后负荷增加→收缩张力增加,而缩短速度减小。

②当后负荷增加到肌肉不能缩短时(缩短速度=0),可产生最大的张力(P0),此种收缩为等长收缩;当张力<P0时,肌肉收缩既产生张力,又出现缩短且每次收缩开始后,张力即不再增加,直至收缩完成(等张收缩)。

③当后负荷=0时，肌肉缩短可达最大缩短速度(Vmax)。32ppt课件肌肉在有后负荷下收缩时:

①总是张力产生在前，缩短产生在后；

②后负荷愈大→产生的张力愈大,但缩短

开始的时间愈晚，缩短的初速度和缩短

的总长度也愈小。33ppt课件等张收缩

isotoniccontraction：

肌肉收缩时,张力不变,而长度缩短(缩短速度≠0)。如与关节屈曲有关的肌肉的收缩。

等长收缩

isometriccontraction：

肌肉收缩时,长度不变(缩短速度=0),而张力增加。维持姿势的抗重力肌,如颈后部肌的收缩。34ppt课件（三）肌肉收缩能力对肌肉收缩的影响指肌肉本身的功能状态对收缩效率的影响，与前后负荷无关。35ppt课件（三）肌肉收缩能力对肌肉收缩的影响

定义:是指与负荷无关,但可影响肌肉收缩效能的肌肉的内在特性和功能状态。影响因素:(1)兴奋-收缩耦联过程,特别是[Ca2＋];(2)肌肉蛋白质或横桥功能特性的改变,

特别是ATP酶活性；(3)神经、体液、药物及病理因素。36ppt课件兴奋收缩耦联过程蛋白质或横桥功能特性缺氧酸中毒能源缺乏Ca2＋咖啡因肾上腺素提高收缩效果降低收缩效果37ppt课件H+、K、ACh

心肌收缩力↓曲线左下移位Ca2+、NE、E、洋地黄类药物心肌收缩能力↑曲线右上移位38ppt课件（四）肌肉的单收缩和收缩的复合

单收缩

twitches:A.受单一刺激→一个AP→一次肌肉收缩;

B.连续刺激的频率低(间隔>单收缩的时程)→多个分离AP→连续分离单收缩39ppt课件（四）肌肉的单收缩和收缩的复合不完全强直收缩

incompletetetanus：连续刺激频率增加→后续刺激落在前次收缩的舒张期→发生的多次收缩的总和。(虽产生多个AP,但AP时程仅1~2ms,相当于不应期,而收缩时