动物生理学课件-肌肉

1、第九章 肌 肉MuscleContents骨骼肌的收缩原理骨骼肌的特性概 述骨骼肌的类型和生长发育骨骼肌的作功2、动物肌肉的分类1、肌肉的生理功能：肌 肉运动、交流、平衡、产热骨骼肌心 肌平滑肌一、概 述Muscle types随意肌Smooth muscle cellsCardiac Muscle Cells (Cardiomyocytes) Nuclei (N) are centrally located. Cells connected at intercalated discs (I).Skeletal Muscle Cells Muscle myofibers are shown i

2、n longitudinal section. Myofibers are striated and nuclei are located at the periphery.肌 肉一、骨骼肌的收缩机理1、骨骼肌的结构特征2、收缩的机理3、兴奋收缩耦联4、神经肌肉间的兴奋传递肌 肉骨骼肌的结构特征肌鞘膜肌束肌束膜肌纤维（细胞）肌纤维膜骨骼肌细胞为多核纤维状细胞：细胞膜（肌膜）内凹形成横管细胞质（肌浆）肌浆网终末池（纵管系统）线粒体肌红蛋白肌原纤维细胞核（多核）肌管系统骨骼肌类型相关横纹肌 肉肌 肉肌 肉肌微丝的分子结构：每条肌原纤维由许多肌微丝组成。肌微丝粗肌丝细肌丝肌 肉肌球蛋白（myosin

3、）杆状部（rod portion）球状部（heads）组成粗肌丝的肌球蛋白杆状部分与纤维长轴平行排列，形成主干，而头部膨大部暴露在外，形成横桥。横桥上含有ATP酶，在肌肉收缩时能与肌动蛋白结合。由肌球蛋白组成。大约200-300个肌球聚合而成一条粗丝。肌球蛋白的外形为一根主干，头部有两个圆球，似“豆芽形”。肌 肉Thick filament长链状的螺旋结构。静息状态时，阻碍肌动蛋白与肌球蛋白横桥的结合。覆于原肌球蛋白上的球形蛋白质（C、T和I亚基）球形大分子物质。在肌浆中无数肌动蛋白聚合呈串球状双螺旋结构。肌动蛋白与肌球蛋白为收缩蛋白；原肌球蛋白与肌钙蛋白为调节蛋白。肌 肉2、收缩的机理：肌丝

4、滑动学说由Huxley等50年代提出肌纤维收缩时，肌节的缩短并不是因为肌微丝本身的长度发生了变化，而是由于两种穿插排列的肌微丝之间发生了滑行运动，即肌动蛋白的细丝向“刀入鞘”一样向肌球蛋白粒微丝之间滑进，结果使明带缩短，H带变窄，Z线被牵引向A带靠拢，于是肌纤维的长度缩短。肌 肉（1）静息时，肌球蛋白与肌动蛋白之间受肌钙蛋白-原肌球蛋白的抑制不能结合。（2）动作电位产生并传入肌细胞后，肌浆中钙离子浓度升高,肌钙蛋白的C亚基与钙离子结合，使肌钙蛋白的构型发生改变。I亚单位将此信息传递给原肌球蛋白，原肌球蛋白的构型发生改变。（3）原肌球蛋白的抑制作用解除，肌球蛋白与肌钙蛋白的结合位点暴露。肌动蛋白

5、与横桥结合。横桥上的ATP酶被激活，降解ATP。肌 肉肌肉收缩过程（4）ATP提供的能量使横桥向M线扭动，细肌丝向粗肌丝滑动，整个肌小节缩短；ADP 被释放。（5）其余的ATP继续结合到肌球蛋白头部。（6）肌球蛋白头部恢复原来位置，降解ATP的能量储存在头部以激发下一次摆动，直到钙离子同肌钙蛋白解离。肌 肉动画3、兴奋收缩耦联：肌细胞膜的电位变化（AP）肌肉收缩（肌丝滑行）将肌膜电位变化为特征的兴奋和以肌纤维长度变化为基础的收缩联系起来的过程。Ca2+?肌 肉4、神经肌肉间的兴奋传递:（1）神经肌肉接头（运动终板）（2）神经肌肉的兴奋传递过程（3）肌肉收缩全过程总结肌 肉Motor unit运

6、动神经纤维到达肌肉时，不断分支，每一分支支配一条肌纤维。神经纤维末梢失去髓鞘嵌入到特化的肌细胞上，形成运动终板。骨骼肌的活动由运动神经直接控制。肌 肉AP传导至末梢突触前膜Ca2+内流囊泡释放乙酰胆碱（Ach）Ach扩散与后膜（终板）受体结合AchE水解AchNa+内流, K+外流，膜去极化终板电位叠 加动作电位整个肌细胞肌 肉正常情况下，一次神经冲动释放的Ach大约在12ms内被破坏，因此：一个神经AP一个肌细胞AP一个收缩肌 肉肌肉收缩的全过程（ ）中枢指令（反馈）运动神经传出（神经AP）神经肌肉兴奋传递（肌肉AP）兴奋收缩耦联（三联管，Ca2+）肌肉收缩（肌丝滑行）图示肌 肉动画1.Ac

7、tion potentials (AP) arrive at synaptic knob2.Calcium ions diffuse into synaptic knob3.Synaptic vesicles release acetylcholine(Ach)4.Ach binds to receptors on the sarcolemma5.Ion channel in Ach receptor opens, Na+ enters and K+ leaves sarcoplasm throuth the same channel, creating the end-plate poten

8、tial(EPP)6. EPP excites voltage-gated ion channels in adjacent regions of sarcolemma7.Action potentials propagated down T tubules to interior of muscle fiber8.Terminal cisternae of sarcoplasmic reticulum release a flood of Ca2+ into the sarcoplasm9.Calcium ions bind to troponin C10.Troponin-tropomyo

9、sin complexes shift position, exposing active sites where actin will subsequently bind to myosin11.Activation12.Cross-bridge formation13.Power stroke14.Myosin remains flexed and bound to actin until another ATP molecule bind to it.15.Binding of new ATP molecule causes myosin to release actin and ret

10、urn to the “cocked” forward position, ready to repeat the cycle16.Signals stop arriving from motor neuron17.Ach release ceases18.Ach dissociates from receptors on sarcolemma19.Free Ach is broken down by acetylcholinesterase (ACE). Ach fragment are reabsorbed by synaptic knob. Muscle stimulation ceas

11、es20.Calcium ions are transported back into sarcoplasmic reticulum21.Calcium ions dissociate form tropnin22.Tropomyosin blocks active sites of actin, preventing actin-myosin cross bridges from forming.1、 PSE肉（Pale Soft Exudative；苍白、松软、渗水 )皮特兰猪（Pietrain）：背脂少、肌肉极端丰满的“双肌型”猪。 1953年被列入比利时种猪名录。皮特兰猪肌肉极端丰满的

12、特征乃由一个突变基因所决定，这个突变基因最初基于它对氟烷敏感，而被称为氟烷基因（Hal）。 兰尼啶受体1基因（RYRI），这是一个控制骨骼肌钙离子通道的突变基因，导致钙离子通道过度开放或关闭被抑制。 Example 结果导致：轻微的应激也会使肌浆网终池中的Ca2+ 迅速大量释出到肌浆中，使肌浆内的Ca2+ 浓度迅速升高，引起肌细胞收缩。 优点：使瘦肉比重增加，脂肪比重减少单位增重消耗 饲料量降低。 缺点：应激死亡率较高 ；宰后由于肌糖元迅速大量酵 解，pH下降而产生PSE肉。 PSE肉Example 2、 肌肉松弛剂-麻醉学史上的里程碑筒箭毒碱；-银环蛇毒机理：特异性阻断Ach的受体。Exam

13、ple 3、 新斯的明-改善肌无力症状机理：胆碱酯酶抑制剂，增加Ach的浓度。4、 有机磷农药中毒机理：胆碱酯酶抑制剂，Ach蓄积。Example 5、 重症肌无力机理：自身免疫性疾病，自身抗体破坏了Ach受体，阻断 了Ach的作用。6、 肌无力综合征（Lambert-Eaton）机理：自身免疫性疾病，自身抗体破坏了轴突末梢上Ca2+通道， Ach释放障碍。7、 肉毒梭菌中毒-肌肉麻痹机理：毒素阻断了接头前膜Ach的释放。Example 二、骨骼肌的特性1、骨骼肌的物理特性：2、骨骼肌的生理特性：骨骼肌具有延展性、弹性以及粘性等物理特性。兴奋性、传导性、收缩性肌 肉骨骼肌收缩的形式：1、等张收

14、缩与等长收缩2、肌肉的单收缩3、收缩总和与强直收缩肌 肉（1）等张收缩如果让肌肉两端游离，使肌肉收缩时，只有长度的变化而无张力的变化的收缩。 肌 肉（2）等长收缩整体内的肌肉是两种形式不同程度的复合。在实验条件下，固定肌肉两端，使肌肉收缩时，不容许发生长度的变化，而只表现为张力的变化的收缩。肌 肉在实验条件下，肌肉受到一次刺激所引起的一次收缩称为单收缩。包括三个时期：潜伏期从刺激开始到肌肉收缩所经历的一段时间。缩短期从开始缩短到产生最大收缩的时间间隔。舒张期从肌肉最大缩短到恢复原来初长的一段时间。肌 肉肌 肉（1）收缩总和在实验条件下，肌肉受到一连串刺激，若后一刺激落在前一刺激所引起的收缩的舒

15、张期内，则肌肉不再舒张，而出现一个比前一次收缩幅度更高的收缩称为收缩的总和。肌 肉指在一定频率的连续刺激下，肌肉收缩不断地总和，使肌肉处于持续的缩短状态，称为强直收缩。（2）强直收缩肌 肉三、骨骼肌的类型和生长发育1、骨骼肌的类型2、骨骼肌的生长发育肌 肉肉品学指标生理学基础Meat qualityMeat quality parameters: Meat colour Tenderness Water holding capacity TasteInvolved physiological and biochemical indices: Myofibre type composition

16、Intramuscular fat content Chemical composition Flavour-bearing substancesMeat quality红 肌白 肌肌 肉ATP酶染色-肌纤维类型I 型纤维II 型纤维琥珀酸脱氢酶染色-肌纤维类型I 型纤维II 型纤维ConLHConLHabababababab硫化铵染色-肌纤维类型Myofiber typingAn example of an ATPase reactionAn example of a stain for triglyceride - Sudan Black B. Sudan black has stained the lipid droplets inside red muscle fibers in this slice of pork, and it has also stained a large triangle of intramuscular (marbling) adipose cells. Myofiber typingAn example