肌肉系统专业知识讲座

肌肉系统专业知识讲座肌肉系统专业知识讲座第1页本章关键点重点本章关键点：家蚕肌肉特点，蚕体肌肉分布类型，肌肉组织结构与收缩机制，肌肉兴奋机制与收缩方式。本章重点：肌肉组织结构与收缩机制。肌肉系统专业知识讲座第2页概述一、肌肉发生与功效？二、昆虫肌肉特点？①数量多:1条肌肉=1个肌细胞=1条肌纤维②只有横纹肌③无真正肌腱肌肉系统专业知识讲座第3页第一节肌肉种类及排列蚕儿肌肉依据其着生位置和作用范围，可分为体壁肌（包含从属肢肌）、内脏肌和体壁内脏肌三类：一、体壁肌是指两端都着生于体壁上，专门负责体躯及从属肢运动肌肉，它主要由平行肌纤维组成。二、体壁内脏肌是指肌肉一端着生于体壁上，而另一端着生于内脏上肌肉，其作用是固定内脏器官。三、内脏肌是指包围在各内脏器官外面，专司内脏器官运动肌肉，可区分为纵肌和环肌。内脏肌已经介绍过，故本节主要介绍体壁肌和体壁内脏肌。肌肉系统专业知识讲座第4页一、体壁肌能够概括为头部体壁肌、胸腹部体壁肌和胸腹足体壁肌1、头部体壁肌：简称为头部肌肉，它位于头壳内，主要分布于口器、触角内面，分别称上唇、上腭、下唇、下腭、触角肌肉。从机能上看，头部肌肉可分为收肌和展肌或者屈肌和伸肌，其作用主要有二：控制头部运动和控制各附肢运动。肌肉系统专业知识讲座第5页2、胸腹部体壁肌（1）依据肌肉排列方向，可区分为：纵肌：与体纵轴平行肌肉。横肌：与体纵轴垂直肌肉。斜肌：与体纵轴呈锐角或钝角肌肉（2）依据肌肉在步骤上位置可分为：内节肌：肌肉两个端点都在一个步骤内，依据其长短又可分为：半节肌、3/4节肌、1/4节肌。外节肌：肌肉两个端点在两个以上步骤肌肉，又称跨节肌。（3）以纵走气管为界区分为：后面肌肉和腹面肌肉。肌肉系统专业知识讲座第6页（4）据层次可分为：内层：肌肉宽而长，全部是纵肌，可使腹部缩短或伸长，并使体躯弯曲和爬行。蚕儿全身运动主要取决于该层。中层：主要为纵肌和斜肌，长度次于内层，能使体躯相侧面弯曲。外层：肌肉较短小，多为斜肌，能使体节弯曲、收缩，并与从属肢运动相关。总之，幼虫胸腹部肌肉以内层最长，中层次之，外层最短。蚕体全身运动，主要依赖于内层肌肉活动，而体部其它肌肉则主要控指一个步骤运动。肌肉系统专业知识讲座第7页3、胸腹足肌肉排列较复杂，可大致分为展肌（伸肌）和屈肌（收肌）。展肌（伸肌）:多着生于足外侧方屈肌（收肌）:多着生于足内侧方肌肉系统专业知识讲座第8页二、内脏肌包围在各内脏器官外面，有整齐排列呈纵肌和环肌，也有交织成规则网状肌肉。其作用是控制内脏器官伸缩和蠕动。肌肉系统专业知识讲座第9页三、体壁内脏肌是指一端着生于体壁上，另一端着生于内脏器官上肌肉。如消化管和丝腺上肌肉，含有固定器官位置作用。幼虫体内体壁内脏肌共有12对，均源于体壁，分布于丝腺和消化管上。肌肉系统专业知识讲座第10页四、成虫肌肉排列与幼虫基础相同，但：①头部肌肉因口器退化而降低。②向部肌肉尤其发达。③腹部肌肉伸向了生殖器官。如交配器、产卵器肌肉系统专业知识讲座第11页第二节肌肉结构与收缩一、肌肉结构昆虫肌肉组织不一样于高等动物：①高等动物肌肉可显著区分为横纹肌和平滑肌，而桑蚕几乎全部为横纹肌。②蚕每一根肌纤维就是一条肌肉，而高等动物是由若干肌纤维紧密结合而成肌肉束。肌肉系统专业知识讲座第12页肌纤维是一个大型多核细胞，由肌膜、肌核、肌原纤维、肌浆和肌粒组成：1、肌膜：包在肌纤维最外面，是一层薄而透明薄膜。2、肌核：在肌膜下面，呈圆柱形或椭圆形，并有显著核仁（有多核现象）。3、肌原纤维：肌纤维细胞质中充满着能收缩成束排列肌原纤维。桑蚕肌原纤维直径小于1um，在光学显微镜下展现明暗相间横纹，而且相邻肌原纤维明暗条纹位置相同，故使整个肌纤维呈明暗相间分段，故称值为横纹肌。肌肉系统专业知识讲座第13页那么，肌原纤维为何会出现明暗相间横纹呢？为了讲清这个问题，需先介绍一下肌原纤维结构：每根细而长肌原纤维是由若干肌节（肌小区）首尾相连而成，每个肌节两端是端膜。肌节是肌肉结构和功效上基础单位。每个肌节都是有两种蛋白质细丝组成，即由肌动蛋白丝和肌球蛋白丝。肌肉系统专业知识讲座第14页其横切面为规则六角形，能够看出肌动蛋白丝较细，肌球蛋白丝较粗，二者以肌球蛋白丝为关键，分层相间排列，如图所表示：只有肌动蛋白丝区段，对光线呈单折射，为明带；两种蛋白丝同时存在区段对光线呈双折射，是暗带。肌肉收缩是肌动蛋白丝在肌球蛋白丝上滑动结果。肌肉系统专业知识讲座第15页4、肌粒：存在于肌原纤维之间一些细小颗粒。即线粒体。5、肌浆：存在于肌原纤维束之间。肌肉系统专业知识讲座第16页二、肌肉兴奋和收缩兴奋和收缩时肌肉主要特征。但肌肉接收到刺激而发生兴奋时，就会引发肌纤维收缩。收缩时兴奋到达足够程度时外部表现。肌肉系统专业知识讲座第17页肌肉兴奋仅次于神经，但又不一样于神经：①当刺激到达一定程度时，肌肉表现为收缩，而神经只传导不收缩。肌肉兴奋到达一定程度发生收缩，产生张力。②神经兴奋为单向传导，而肌肉兴奋可双向传导。肌肉兴奋时，是在受刺激部位先收缩，再由此向肌肉两端传导；兴奋传导在肌膜和肌质网上进行。而神经兴奋传导时总是由周缘向中枢，再由中枢向周缘传导（反射弧）。③神经传导速度快，肌肉慢。（蚕幼虫神经传导速度2M/秒，肌肉为0.54M/秒）。肌肉系统专业知识讲座第18页三、肌肉收缩分类（一）简单收缩：当肌肉受到一个短促阀上刺激时，就可使肌肉产生一次兴奋，并表现为一次收缩，收缩完成后又松弛而恢复原状。这种由单一刺激所引发单个短暂收缩，呈单收缩。这是肌肉收缩最简单形式。肌肉系统专业知识讲座第19页单收缩过程分为以下三个阶段：1、潜伏期：是指从给予刺激到开始收缩所经过时间。蚕腹肌收缩期为0.04s，成虫为0.02s。（在该期内进行着复杂生化过程）2、收缩期：从开始收缩至收缩极度所需要时间。蚕腹部肌肉收缩期小于0.5s，成虫为0.05s。3、松弛期：从收缩极度到恢复原状所经过时间。幼虫为4.5s，成虫为0.05s一次单收缩所需要时间，幼虫约需5s，成虫约需0.11s。肌肉系统专业知识讲座第20页（二）复收缩：肌肉在第一次收缩期中，再给与第二次刺激时，则肌肉发生综合性收缩。（三）强直收缩：若连续给予频率很高刺激，则肌肉表现为连续收缩，而无松弛期，这种长时间收缩称强直收缩。蚕发生强直收缩刺激频率为10次/S，成虫为30～50次。肌肉系统专业知识讲座第21页四、肌肉收缩过程中能量改变肌肉收缩过程，是一个生化反应过程，由生化反应不停为肌肉收缩提供能量。肌肉收缩所需能量主要来自ATP，磷酸精氨酸、肌糖元、乳酸、脂类等。肌肉收缩直接动力来自ATP，ATP在分解为ADP和磷酸过程中，释出能量，而ADP又不停吸收能量转化成ATP，其能量起源有二：①磷酸精氨酸→精氨酸＋磷酸＋能量②肌糖元→G→乳酸→酵解或有氧氧化→能量若肌肉连续收缩时，O2供给不足，会产生大量乳酸，将造成乳酸积累，引发肌肉疲劳。肌肉系统专业知识讲座第22页备注：从ATP中释放出来化学能大约只有1／4是肌肉收缩直接能源，转变为机械能而作功，其余3／4化学能转化为热能，借此产生和保持一定体温。肌纤维内部储存肌糖元，即使也能经过无氧酵解方式生成一定数量ATP，但普通只占ATP生成总量10—15％。四、幼虫运动蚕爬行时，首先提起尾足，腹部后端弯成弓形，使尾足往前