生理学骨骼肌的收缩功能

关于生理学骨骼肌的收缩功能第1页，共70页，2022年，5月20日，11点15分，星期五一、骨骼肌细胞收缩活动的引起和收缩机制

Theinitiationofskeletalmusclecellcontractionandcontractionmechanism（一）神经-肌肉接头处的兴奋传递

Theexcitabletransmissionofneuromuscularjunction第2页，共70页，2022年，5月20日，11点15分，星期五第3页，共70页，2022年，5月20日，11点15分，星期五肌原纤维结绨组织细胞核神经-肌肉接点肌纤维运动神经第4页，共70页，2022年，5月20日，11点15分，星期五1、神经-肌肉接头的结构运动神经囊泡接头前膜肌纤维终板膜囊泡内含乙酰胆碱（ACh）量子释放：ACh以囊泡为单位成批向间隙释放接头间隙第5页，共70页，2022年，5月20日，11点15分，星期五AxonofmotornerveNeuromuscularjunctionMusclefiberCapillaryMyofibrilsSynapticvesiclesPresynapticterminalMitochondrionPostsynapticmembraneSarcolemmaSynapticcleft第6页，共70页，2022年，5月20日，11点15分，星期五第7页，共70页，2022年，5月20日，11点15分，星期五2、神经肌肉接头的兴奋传递过程运动神经兴奋AP传到神经末梢轴突膜上Ca2+通道开放Ca2+进入接头前膜使囊泡移向接头前膜，并与之融合200~300个囊泡释放约107个AChACh与终板膜上N2受体结合引起N2型ACh受体阳离子通道开放终板膜对Na+、K+等通透性增大Na+内流终板电位电压依从性Na+通道开放AP胆碱酯酶水解ACh第8页，共70页，2022年，5月20日，11点15分，星期五第9页，共70页，2022年，5月20日，11点15分，星期五第10页，共70页，2022年，5月20日，11点15分，星期五Ca2+第11页，共70页，2022年，5月20日，11点15分，星期五1.降低轴浆粘度2.消除接头前膜内的负电位Ca2+的作用：第12页，共70页，2022年，5月20日，11点15分，星期五前移接触第13页，共70页，2022年，5月20日，11点15分，星期五前移接触融合破裂第14页，共70页，2022年，5月20日，11点15分，星期五前移接触融合破裂第15页，共70页，2022年，5月20日，11点15分，星期五终板电位(end-platepotential）阈电位微终板电位(miniatureend-platepotential）第16页，共70页，2022年，5月20日，11点15分，星期五终板电位引发动作电位电压依从性Na+通道开放阈电位Na+第17页，共70页，2022年，5月20日，11点15分，星期五第18页，共70页，2022年，5月20日，11点15分，星期五第19页，共70页，2022年，5月20日，11点15分，星期五3、神经-肌肉接头兴奋传递的特征（1）单向性传递（2）1对1传递（3）兴奋传递有一定的时间延搁。（4）易受药物和其他环境因素的影响第20页，共70页，2022年，5月20日，11点15分，星期五（4）易受药物和其他环境因素的影响美洲箭毒和-银环蛇毒可与ACh竞争受体，有肌松剂的作用。有机磷农药和新斯的明选择性抑制胆碱酯酶，引起种种中毒症状。第21页，共70页，2022年，5月20日，11点15分，星期五（二）骨骼肌细胞的微细结构

Themicrostructureofskeletalmusclecell1、肌原纤维和和肌小节肌原纤维结绨组织细胞核神经-肌肉接点肌纤维运动神经第22页，共70页，2022年，5月20日，11点15分，星期五第23页，共70页，2022年，5月20日，11点15分，星期五暗带长度固定（1.6m)明带H带长度可变第24页，共70页，2022年，5月20日，11点15分，星期五第25页，共70页，2022年，5月20日，11点15分，星期五2、肌管系统

(sarcotubularsystem){横管系统(transversetubule)纵管系统(longitudinaltubule)肌质网(sarcoplasmicreticulum)三联管结构：由每一横管与来自两侧的纵管的终末池组成的结构。其作用是把横管传来的电信号与终末池Ca2+释放两个过程联系起来。完成横管向肌浆网的信息传递。第26页，共70页，2022年，5月20日，11点15分，星期五

三联管结构第27页，共70页，2022年，5月20日，11点15分，星期五(三)骨骼肌细胞的兴奋-收缩耦联

指把肌细胞膜的以电变化为特征的兴奋过程和以肌丝滑行为基础的收缩过程联系起来的中介过程。Ca2+是耦联因子。兴奋-收缩耦联（excitation-contractioncoupling)Theprocessbywhichdepolarizationofthemusclefiberinitiatescontraction.TheactionpotentialistransmittedtoallthefibrilsinthemusclefiberviatheTsystem.Ittriggersthereleaseofcalciumionsfromtheterminalcisterns.TheCa2+initiatescontraction.第28页，共70页，2022年，5月20日，11点15分，星期五兴奋-收缩耦联的三个基本步骤：1、肌细胞膜的电兴奋通过横管系统传向肌细胞深部。2、三联管处的信息传递。3、肌浆网（纵管系统）对Ca2+的储存、释放和再聚积。第29页，共70页，2022年，5月20日，11点15分，星期五第30页，共70页，2022年，5月20日，11点15分，星期五第31页，共70页，2022年，5月20日，11点15分，星期五（四）骨骼肌收缩的分子机制滑行学说（slidingtheory）第32页，共70页，2022年，5月20日，11点15分，星期五1、肌丝的分子结构和滑行的动因粗肌丝肌球蛋白{杆状部（呈束状排列，朝向M线，形成粗肌丝的主干）横桥第33页，共70页，2022年，5月20日，11点15分，星期五横桥的作用：1、可与肌纤蛋白可逆结合。通过横桥连续的向M线方向扭动，牵拉细肌丝向暗带中央滑行。2、具有ATP酶的作用。第34页，共70页，2022年，5月20日，11点15分，星期五第35页，共70页，2022年，5月20日，11点15分，星期五

细肌丝{肌纤蛋白单体呈球形，聚合成双螺旋结构，是细肌丝的主干，横桥结合位点原肌凝蛋白肌钙蛋白肌纤蛋白原肌凝蛋白肌钙蛋白第36页，共70页，2022年，5月20日，11点15分，星期五2、肌丝滑行的基本过程第37页，共70页，2022年，5月20日，11点15分，星期五ICT第38页，共70页，2022年，5月20日，11点15分，星期五第39页，共70页，2022年，5月20日，11点15分，星期五第40页，共70页，2022年，5月20日，11点15分，星期五第41页，共70页，2022年，5月20日，11点15分，星期五第42页，共70页，2022年，5月20日，11点15分，星期五电刺激神经纤维达阈值神经纤维兴奋，产生动作电位动作电位以局部电流形式传到神经末梢Ca²+进入轴突末梢轴突末梢量子式释放递质ACh递质经过接头间隙与终板膜上N2受体结合兴奋-分泌耦联化学接收第43页，共70页，2022年，5月20日，11点15分，星期五终板膜对Na+（还有K+）通透性增高而产生终板电位

ACh被胆碱酯酶破坏邻近肌膜去极化达阈电位而产生肌膜动作电位肌膜动作电位沿横管传到细胞内部肌质网终末池释放Ca²+入肌浆Ca²+与肌钙蛋白结合，暴露肌纤蛋白上与粗肌丝结合的位点粗、细肌丝间形成横桥连接，细肌丝沿粗肌丝向M线滑行，使肌小节缩短兴奋收缩耦联收缩过程第44页，共70页，2022年，5月20日，11点15分，星期五

没有动作电位传来时Ca²+被泵回肌质网

舒张过程粗、细肌丝间的相互作用停止，细肌丝弹性回位Ca²+脱离肌钙蛋白第45页，共70页，2022年，5月20日，11点15分，星期五二、骨骼肌收缩的外部表现和力学分析（一）骨骼肌的收缩形式1、等长收缩（isometriccontraction)

等张收缩（isotoniccontraction）第46页，共70页，2022年，5月20日，11点15分，星期五2、单收缩和复合收缩单收缩（singletwitch）

肌肉受到一次阈上剌激产生一次收缩，称为单收缩。肌纤维产生一次动作电位时，肌肉的发生一次收缩和舒张。复合收缩和强直收缩第47页，共70页，2022年，5月20日，11点15分，星期五

骨骼肌受到连续多次阈上剌激，如果后一次刺激引起的收缩复合在前一次刺激引起的收缩的收缩期，那么肌肉就有可能在前一次收缩的基础上开始新的收缩，于是各次收缩的张力或长度变化可以融合而叠加起来，形成光滑的描记曲线。不完全强直收缩（incompletetetanus）完全强直收缩（completetetanus）

骨骼肌受到连续多次阈上剌激，如果后一次刺激引起的收缩复合在前一次刺激引起的收缩的舒张期，则每次新的收缩都出现在前次收缩的舒张期过程中，在描记曲线上形成锯齿形。第48页，共70页，2022年，5月20日，11点15分，星期五肌肉收缩曲线动作电位曲线ABCA:潜伏期B:收缩期C:舒张期肌肉单收缩曲线刺激标志第49页，共70页，2022年，5月20日，11点15分，星期五第50页，共70页，2022年，5月20日，11点15分，星期五第51页，共70页，2022年，5月20日，11点15分，星期五肌肉收缩曲线动作电位曲线单收缩singletwich刺激标志第52页，共70页，2022年，5月20日，11点15分，星期五第53页，共70页，2022年，5月20日，11点15分，星期五不同频率的刺激对骨骼肌收缩活动的影响第54页，共70页，2022年，5月20日，11点15分，星期五肌肉收缩曲线动作电位曲线不完全强直收缩incompletetetanus刺激标志第55页，共70页，2022年，5月20日，11点15分，星期五肌肉收缩曲线动作电位曲线

完全强直收缩completetetanus刺激标志第56页，共70页，2022年，5月20日，11点15分，星期五（二）影响骨骼肌收缩效能的因素1、前负荷-初长度对肌肉收缩的影响：张力-长度曲线

前负荷是肌肉收缩之前就加在肌肉上的负荷或阻力。

初长度：肌肉收缩之前由于前负荷使之被动拉长而具有的长度。第57页，共70页，2022年，5月20日，11点15分，星期五收缩成分串联弹性成分肌肉的力学模型(Hill模型)第58页，共70页，2022年，5月20日，11点15分，星期五

静息张力（被动张力）：肌肉在静息状态下受前负荷作用而被动拉长，由于肌肉的弹性回缩力而产生的张力。

主动张力：肌肉收缩时产生的张力。第59页，共70页，2022年，5月20日，11点15分，星期五第60页，共70页，2022年，5月20日，11点15分，星期五第61页，共70页，2022年，5月20日，11点15分，星期五第62页，共70页，2022年，5月20日，11点15分，星期五长度-张力曲线：固定后负荷，观察不同的前负荷对肌肉收缩的影响。若以初长度（前负荷）为横坐标，以肌肉收缩产生的张力为纵坐标所绘制的坐标图，称之。第63页，共70页，2022年，5月20日，11点1