肌细胞的收缩与舒张原理

一、肌肉的细微结构二、肌肉收缩与舒张过程三、肌肉的收缩形式四、肌肉的力学特征,肌肉收缩与舒张原理,一、神经肌接头处的兴奋传递*,（一）神经肌接头的结构,钙通道开放,Ach量子释放,结合终板膜N型受体,终板电位,爆发AP引起肌细胞兴奋,神经 肌接头处兴奋传递过程,2、,（二）,电,化学,电,兴奋,接头前膜,N-M接头处的兴奋传递过程,膜Ca2通道开放，膜外Ca2向膜内流动,接头前膜内囊泡移动、融合、破裂，囊泡中的ACh释放(量子释放),ACh与终板膜上的N2受体结合，受体蛋白分子构型改变,终板膜对Na、K (尤其是Na)通透性,二、骨骼肌收缩的分子机制,肌丝滑行理论（myofilament sliding theory）,骨骼肌的肌原纤维由粗、细肌丝构成。肌肉的缩短和伸长均是通过粗、细肌丝在肌小节内的相互滑动而发生，肌丝本身的长度不变。,骨骼肌纤维的收缩原理,三联管信息传递,终池钙离子释放,肌钙蛋白结合钙离子,原肌凝蛋白构象改变，,横桥与肌动,拉动细肌丝向M线方向滑动,肌小节缩短,肌动蛋白活性位点暴露,蛋白结合,兴奋,兴奋-收缩耦联 三个主要步骤： 肌膜电兴奋的传导 三联管处的信息传递 肌浆网（纵管系统）中Ca2+的释放 Ca2+是兴奋-收缩耦联的耦联物,神经细胞电活动（电）,神经肌肉接头处的化学传递（化学）,骨骼肌细胞电活动（电）,终末池Ca+释放（化学）,骨骼肌细胞收缩（机械）,小结,（四）骨骼肌舒张机制,兴奋-收缩耦联后,肌膜电位复极化,终池膜对Ca2+通透性肌浆网膜Ca2+泵激活,肌浆网膜Ca2+,Ca2+与肌钙蛋白解离,原肌凝蛋白复盖的横桥结合位点,骨骼肌舒张,（五）、影响横纹肌收缩效能的因素 等长收缩:肌肉收缩时,只有张力增加而长度不变的收缩,称为等长收缩。 等张收缩:肌肉收缩时,只有长度缩短而张力不变的收缩,称为等张收缩。 注：当负荷小于肌张力时,出现等张收缩； 当负荷等于或大于肌张力时,出现等长收缩； 正常人体骨骼肌的收缩大多是混合式的,而且总是等长收缩在前,当肌张力增加到超过后负荷时,才出现等张收缩。,(二)影响收缩因素 1.前负荷： 前负荷肌节初长度粗细肌丝的重叠程度肌张力。 肌节最适初长（2.0-2.2m）时，粗细肌丝重叠佳，肌缩速度、幅度和张力最大；,前负荷对肌肉收缩的影响,1、在一定范围内，前负荷愈大，初长度愈长，收缩力愈大；2、最适初长度时，肌肉收缩能使肌肉产生最大张力；3、前负荷过大，初长度过长，收缩力降低。,2.后负荷： 在等张收缩条件下观察 后负荷为0肌缩速度、幅度和张力最小； 后负荷肌缩速度、幅度和张力； 后负荷肌缩速度、幅度和张力。,曲线1：张力-速度曲线曲线2：速度张力=功率,3.肌缩能力： 肌缩能力肌缩速度、幅度和张力； 肌缩能力肌缩速度、幅度和张力。 决定肌缩效应的内在特性主要是： .兴奋-收缩耦联期间胞浆内Ca2+的水平； .肌球蛋白的ATP酶活性。 调节和影响肌缩效应内在特性的因素： 许多神经递质、体液物质、病理因素和药物。,2、单收缩与强直收缩,单收缩（single twitch）:肌肉受到一次刺激时，爆发一次动作电位，引起一次收缩。 潜伏期、收缩期和舒张期单收缩：肌肉受低频刺激而出现的独立收缩。,复合收缩：肌肉受高频刺激而出现的叠加收缩。强直收缩（tetanus）:连续刺激下，肌肉产生单收缩的复合。 1、不完全强直收缩 2、完全强直收缩,神经肌接头,神经轴突,#,肌原纤维,终池,横管,终池,三联管,纵管,暗带,明带,复习,肌束,骨骼肌纤维,肌原纤维,细肌丝,细肌丝,粗肌丝,肌小节,粗肌丝：由肌凝蛋白组成,（myosin）,细肌丝（thin filament）,TnI:,TnC