第五章-肌细胞生理课件

第五章肌细胞生理横纹肌平滑肌骨骼肌(随意肌)：受躯体运动神经系统控制心肌非横纹肌非随意肌：受自主神经系统控制横纹肌：光镜下可观察到肌纤维呈明暗相间的带第一节骨骼肌生理一、骨骼肌的超微结构（一）骨骼肌的超微结构骨骼肌肌纤维肌原纤维肌丝肌束暗带又称A带H带M线明带又称I带Z线肌节粗肌丝：排列在每个肌节的中部，形成A带，其两端被骨架蛋白限制在Z线上。细肌丝细肌丝伸入得越长，则I带和H带越短每条粗肌丝周围由呈六角形排列的6条细肌丝包围，每条细肌丝周围有3条粗肌丝(二)粗肌丝和细肌丝的结构

1.粗肌丝一条粗肌丝含有200-300个肌球蛋白分子（一种收缩蛋白），每个肌球蛋白分子呈杆状，杆的一端有两个球形的头，由两对多肽轻链组成，一对为基本轻链，ATPE结合位点，另一对与肌动蛋白结合。头部的“球头”从粗肌丝主干的表面伸出，形成横桥。另一端直杆状“尾端”部分，由一对多肽重链相互缠绕组成，长150nm，直径1.5-2nm，朝向M线。静息状态时，横桥与主干的方向相垂直突出6nm。在粗肌丝的同一周径上只能有两个相隔180°的横桥突出;在与此周径相隔14.4nm的主干出现另一对横桥，但与前一对存在60°的夹角。到第四对横桥出现时，其方向恰好与第一对横桥相平行。2细肌丝：肌动蛋白（一种收缩蛋白）：球形，组成双螺旋，每经过7个肌动蛋白分子，双螺旋链旋转半圈原肌球蛋白：纤维蛋白，首尾相连，镶嵌在肌动蛋白双螺旋链形成的凹槽中。肌钙蛋白复合体肌钙蛋白C(TnC)：与Ca2+结合肌钙蛋白I(TnI)：抑制肌动蛋白结合肌钙蛋白T(TnT)：将整个肌钙蛋白结合于原肌球蛋白上调节蛋白（原肌球蛋白尾端）(三)骨骼肌的肌膜系统外膜系统：中间含有极细的纤维物质形成网状支持结构，可传导兴奋。内膜系统:环绕每一条肌原纤维。横小管或称T小管：由细胞膜在Z线水平向细胞内凹入并在此断面反复分支，与肌原纤维的长轴垂直。是细胞间隙在细胞内的延续。纵小管或称L小管，与肌原纤维长轴平行，由特化的滑面内质网组成，又称肌质网。肌质网膜的蛋白质有80%是钙泵，它可将肌浆中的Ca2+泵入肌质网中。终池：纵小管在Z线附近变宽并相互吻合。三联体：分属两个肌节的相邻两个终池，其间隔以横小管形成的结构。二、骨骼肌的收缩机制(一)肌丝滑行学说肌肉收缩时肌节缩短，明带变窄，暗带不变。肌丝不缩短，只是细肌丝向粗肌丝中央滑动，从而导致肌节缩短。

（二）骨骼肌的兴奋-收缩耦联

肌膜动作电位T小管,激活DHPR受体三联体终池膜上的足蛋白Ca2+

通道开放Ca2+释到肌浆

Ca2+与肌钙蛋白结合

肌钙蛋白构相变化

原肌球蛋白构相改变

肌动蛋白的作用位点暴露

横桥结合肌动蛋白，催化ATP水解，向M线方向摆动横桥周期胆碱酯酶将ACh水解Ca2+被Ca2+泵摄回终池横桥与细肌丝的结合、解离、复位，然后再与细肌丝上另外的点结合，出现新的扭动，称为横桥周期肌动蛋白调节三、骨骼肌收缩的机械特性张力：肌肉收缩时将力施加在物体上当肌肉受到一个物体的牵拉(如一个重物)时，我们将牵拉肌肉的力称为负荷。(一)肌肉收缩的形式和特性

等张收缩：即长度变化而张力维持一定的收缩形式。如我们开门拉动门的动作。等长收缩：张力变化而长度不变的收缩形式，称等长收缩。如我们使劲拉门而由于门锁着而拉不开。

伸长收缩：当一个重物作为负荷施加在肌肉上时，如果该重物承受的重力超过了肌纤维横桥所能产生的力，肌肉将被伸长。例如当你从站位姿势准备坐到椅子上时，膝部大腿的伸肌必须伸长才能完成这个动作。在等张收缩期间，与肌动蛋白结合的横桥头部摆动拉动细肌丝，引起肌节的缩短。而在等长收缩期间，由于负荷作用在肌纤维上，与肌动蛋白结合的横桥不能移动细肌丝，但在细肌丝上却施加等长收缩的张力;如果等长收缩的时间被延长，在横桥周期中横桥会反复与同一肌动蛋白分子结合。在伸长收缩情况下，横桥被负荷拉回到Z线，而此时横桥依然与肌动蛋白结合并施加力。(二)单收缩和强直收缩单个肌纤维对单个动作电位产生的反应称为单收缩增大刺激的频率，使得后一次收缩发生在前一次收缩的舒张期中，形成不完全强直收缩。继续增大刺激频率，使得后一次收缩发生在前一次收缩的收缩期中，形成完全强直收缩。强直收缩产生的张力比单收缩要高得多，它所产生的最大张力约为单收缩的4倍，在正常机体中，骨骼肌的收缩大都属于强直收缩。肌肉的兴奋和收缩是两个不同的过程，在(不)完全强直收缩中，收缩虽然(不)完全融合，但肌肉的AP并不融合，而是各自分离的。（三）肌长-肌张力关系前负荷

肌肉收缩前就加在肌肉上的负荷，前负荷使肌肉收缩前就被拉到一定长度，称为初长度。后负荷

肌肉开始收缩后才遇到的负荷和阻力前负荷使肌肉在收缩之前被拉长，从而使粗细肌丝处于较好的相对位置，可以使肌肉产生更大的收缩力。能产生最大收缩力的初长度成为最适初长度。四、骨骼肌的分类（自学）

第二节平滑肌生理

一、平滑肌的结构细肌丝粗肌丝中间丝平滑肌细胞没有Z线结构，细肌丝连接到致密体上，其作用相当于Z线，但却不像Z线那样排列成一行，而是分散存在的。粗细肌丝的排列也没有一定的秩序，这使粗细肌丝间几乎总有一些重叠。可解释为什么平滑肌被拉伸到相当大的长度仍有主动性紧张。由平滑肌组成的许多器官，比如胃、膀胱在被食物或尿充胀的情况下仍能维持主动性紧张。二、平滑肌细胞的电活动单位平滑肌(single-unitsmoothmuscle)，又叫内脏平滑肌(visceralsmoothmuscle)；特点:具有自发性收缩，细胞间的连接多为缝隙连接，各细胞可通过细胞间的电耦联进行同步性活动，对牵拉刺激较敏感。膜自动除极化达到阈电位的这种膜电位的变化，称为起搏点电位。慢波电位是膜自动周期性交替发生超极化和复极化电位的波动，它与Na+跨膜主动转运有关。一旦达到阈电位，便会爆发一串动作电位。这种通过肌肉自身启动的非神经支配的收缩活动称为肌源性活动多单位平滑肌，又叫运动单位平滑肌；单位平滑肌由多个分离的、在功能上相互独立的单位组成。与骨骼肌类似，每个单位都需接受神经刺激才能收缩，因此多单位平滑肌和骨骼肌都属神经源性活动。多数不产生动作电位。平滑肌这两种类型的划分并不严格，有些平滑肌兼有两类平滑肌的特点。三、平滑肌的收缩（1）4个Ca2+与胞质中的钙调蛋白结合;（2）形成的钙调蛋白复合体与胞质中的另一种胞质蛋白—肌球蛋白轻链激酶(MLCK)结合并激活了此酶;（3）激活的MLCK使用ATP，使位于肌球蛋白球头的肌球蛋白轻链(MLC)磷酸化;（4）磷酸化的横桥被激活，与肌动蛋白结合第三节心肌生理一、心肌的形态结构闰盘桥粒：将两相邻细胞紧紧连接，以抵抗细胞的牵拉;缝隙连接允许动作电位从一个细胞迅速传至另一个细胞二、心肌细胞的动作电位快反应动作电位，存在于房室肌细胞和特殊传导组织浦肯野纤维中。慢反应动作电位，存在于窦房结处，它是心肌自动起搏点的发源地0期：除极化，钠离子内流(快通道)1期：快速复极初期，钾离子瞬时外流，膜内电位降至0mv左右。2期：平台期，主要钙的内流与钾外流相平衡。3期：快速复极末期，大量钾外流，膜电位由0mv降至-90mv。4期：静息期，Na+和K+可通过Na+-K+泵转运，Ca2+是通过Na+-

Ca2+交换和Ca2+泵进行的