《细胞生理学》肌细胞的收缩

1、肌细胞的收缩,一、横纹肌 （一）骨骼肌神经-肌肉接头处的兴奋传递 1神经肌肉接头处的结构 （图） 接头前膜 接头后膜 即终板膜 接头间隙 2神经肌肉接头处兴奋的传递过程 AP接头前膜Ca2+通道开放Ca2+内流囊泡移动、融合出胞作用Ach释放ACh与后膜N型ACh受体结合，通道开放Na+内流终板电位肌膜Na+通道开放AP,终板电位及微终板电位 Ach的释放：量子式释放 Ach的灭活：胆碱脂酶（被新斯的明抑制） N型受体阻断剂：箭毒、银环蛇毒 3、神经肌肉接头处兴奋传递的特征 a、单向传递 b、时间延阁 c、易受环境因素变化的影响 d、是1对1的传递,(二)横纹肌细胞的微细结构 1 肌原纤维和肌

2、小节（图） （1）肌原纤维 明带：长度可变，其正中的暗线为Z线 暗带：长度固定，正中相对透明区为H带 H带中央的暗线称为M线。 （2）肌小节 ：两条Z线间的区域 长度=1/2明带 + 暗带 （1.5-3.5m ）,2肌管系统（图） （1）横管：由胞膜向内凹入形成 （2）纵管（肌浆网）： 三联管：由每一横管和来自两侧肌小节的 纵管终末池构成 作用：把横管传来的信息和终池Ca2+释放 联系起来,（三）横纹肌的收缩机制肌丝滑行学说 肌丝滑行学说： 肌细胞收缩时肌原纤维缩短，是细肌丝向粗肌丝滑行的结果 1肌丝的分子结构 （1）粗肌丝： 由肌凝蛋白构成（图） 横桥的作用： a. 具有与细肌丝结合的位点

3、b. 具有ATP酶的活性,(2) 细肌丝 （图） a.肌动蛋白，又称肌纤蛋白 具有与横桥结合的位点 b.原肌凝蛋白：覆盖结合位点 c.肌钙蛋白 与Ca2+结合原肌凝蛋白构象改变暴露结合位点 收缩蛋白：肌凝蛋白与肌动蛋白 调节蛋白：原肌凝蛋白和肌钙蛋白,2、肌丝滑行的基本过程（图） 肌浆中Ca2+升高 Ca2+与肌钙蛋白结合后 构象改变原肌凝蛋白的双螺旋结构发生扭转 肌纤蛋白的横桥结合位点暴露横桥和肌纤 蛋白结合，横桥扭动、脱离、再结合、再扭动 （横桥循环、横桥周期）细肌丝向M线方 移动。 ATP的作用： 提供能量 使横桥脱离,（四）骨骼肌细胞的兴奋-收缩耦联 把肌细胞的兴奋和收缩连接起来的中介

4、过程 三个步骤：（图） 1肌膜动作电位经横管传向肌细胞的深处 甘油高渗任氏液可破坏横管系统 2三联体处的兴奋传递 横管膜兴奋终末池Ca2+通道开放Ca2+进入肌浆Ca2+与肌钙蛋白结合肌丝滑行肌收缩 3肌浆网对Ca2+的释放和回收 释放：AP使终池膜Ca2+通道开放 回收：钙泵作用,骨骼肌收缩的外部表现和力学分析 外部表现：肌肉缩短、产生张力、作功 肌肉的收缩形式 1、等长收缩与等张收缩（图） 等长收缩：指肌肉收缩时只有张力的增 加而无长度的缩短。 等张收缩：指肌肉收缩时长度缩短而无 肌张力的变化。 2、单收缩与单收缩的复合图,（五）影响横纹肌收缩效能的因素 1、前负荷对骨骼肌收缩的影响： 长

5、度-张力曲线（图） 前负荷：肌肉在收缩前就作用于肌肉的负 荷，将肌肉拉长于某一状态。 最适初长度：使肌肉收缩时产生最大张力的 初长度。 最适前负荷：产生最适初长度的前负荷。 在最适初长度和前负荷时，肌张力最大，收缩速度最快，缩短的长度最大，横桥与细肌丝结合最多，作功效率最高。（图）,2、后负荷对骨骼肌收缩的影响： 张力-速度曲线（图） 后负荷：肌肉开始收缩时遇到的负荷 后负荷愈大，产生张力愈大，肌肉缩 短的速度及缩短的长度愈小 适度的后负荷（百分之三十最大张力处）才能获得肌肉作功的最佳效率。 3、肌肉收缩能力 指与前、后负荷无关的肌肉本身的收缩能力，即肌肉内部的功能状态。,4、收缩的总和 运动

6、单位：一个脊髓运动神经元及其轴突分支所支配的全部肌纤维。 总和：运动单位的数量 频率效应 肌肉的收缩形式 1、等长收缩与等张收缩（图） 等长收缩：指肌肉收缩时只有张力的增 加而无长度的缩短。 等张收缩：指肌肉收缩时长度缩短而无 肌张力的变化。,2、单收缩与单收缩的复合图 单收缩：当骨骼肌受到一次短促刺激时，可产生一次动作电位，随后出现一次收缩和舒张的收缩形式。 复合收缩（强直收缩）：当骨骼肌受到频率较高的连续刺激时，出现总和的收缩过程。 不完全强直收缩 完全强直收缩 生理情况下支配骨骼肌的运动神经发出的是连续冲动，故产生的是强直收缩；静息时微弱而持续的收缩称为肌紧张。,二、平 滑 肌 （一）平

7、滑肌的微细结构 平滑肌细胞的结构特点（图） 致密体 致密区 中间丝 平滑肌细胞的功能特点： 1、肌浆网不发达，收缩时需要外Ca2+ 2、收缩缓慢而持久，不易疲劳 3、对牵拉刺激敏感 4、具有自律性 5、受自主神经支配，对各种体液因素敏感,（二）平滑肌的收缩机制 AP外Ca2+内流肌浆网的Ca2+释放胞浆中Ca2+增加Ca2+与钙调蛋白结合激活肌凝蛋白激酶ATP分解横桥摆动细肌丝滑行肌细胞收缩。 与骨骼肌不同之处： 需要外Ca2+ 与钙调蛋白结合,思考题,1.细胞膜的跨膜物质转运形式有几种，举例说明之。 2.比较单纯扩散和易化扩散的异同点? 3.Na+-K+泵活动有何生理意义? 4.简述生理学上兴奋性和兴奋的含义及其意义。 5.衡量组织兴奋性的指标有哪些? 6.神经细胞一次兴奋后，其兴奋性有何变化?机制何在? 7.局部兴奋有何特点和意义? 8.比较无髓神经纤维和有髓神经纤维动作电位传导的异同点?,9.简述骨骼肌接头处兴奋传递的过程及其机制。 10.简述骨骼肌的兴奋收缩耦联过程。 11.比较电压门控通道和化学门控通道的异同点? 1