生理学:骨骼肌细胞的微细结构
第一章骨骼肌
二、骨骼肌的收缩形式
(四)超等长收缩 骨骼肌工作时先做离心 式拉长,继而做向心式 收缩的一种复合式收缩 形式。
第一章骨骼肌
三、骨骼肌不同收缩形式的比较
1.力量 Ø 同一块肌肉,在收缩速度相同的情况下,离心收 缩可产生最大的肌力。离心收缩产生的力量比向心 收缩大50%左右,比等长收缩大25%左右。
第一章骨骼肌
(二)不同肌纤维类型的形态特征: 1.肌纤维直径:快肌纤维较粗,含有较多收缩蛋白,肌 浆网也较发达。 2.毛细血管网:慢肌较丰富。 3.肌红蛋白:慢肌有较多的肌红蛋白所以颜色呈红色。 4.线粒体:慢肌纤维有较多的线粒体,且体积较大。 5.神经支配:快肌纤维有较大的神经元支配,神经纤 维较粗,其传导速度较快。
第一章骨骼肌
第一章骨骼肌
(2)肌丝滑行
终池膜上的钙通道开放 终池内的Ca2+进入肌浆
Ca2+与肌钙蛋白结合 肌钙蛋白的分子结构改变
原肌球蛋白位移, 暴露细肌丝上的结合位点
横桥与结合位点合, 分解ATP释放能量 横桥摆动
牵拉细肌丝朝肌节中央滑行
肌节缩短=肌细胞收缩
第一章骨骼肌
按任意键 飞入横桥摆动动画
第一章骨骼肌
(五)运动时不同类型运动单位的动员: 1.在运动中不同类型的肌纤维参与工作的程度依运动强 度而定:在以较低的强度运动时,慢肌纤维首先被动员, 而在运动强度较大时,快肌纤维首先被动员。
第一章骨骼肌
(六)肌纤维类型与运动能力
慢肌纤维特性主要适合耐力性项目的运动,快肌纤维 特性较适合速度、爆发力、力量性项目。所以运动员 的肌纤维类型具有项目特点: Ø时间短、强度大项目运动员:快肌纤维百分比高于 耐力项目运动员和一般人。 Ø耐力项目运动员:慢肌纤维百分比高于非耐力项目 运动员和一般人。 Ø既需要耐力又需速度项目的运动员(如中跑、自行车 等)快肌纤维和慢肌纤维百分比相当。
骨骼肌收缩机制
肌节长度 2-2.2 μm
5
粗肌丝(thick filament)的组成
粗肌丝由肌球蛋白 (myosin)分子组成:包含 两条重链(heavy chain)、 两条碱性轻链(alkali light chain) 和 两 条 调 节 轻 链 (regulatory light chain)
尾部
横桥 铰链部 6
的横桥结合位点 横桥与结合位点结合,将水解
ATP产生的势能转换为动能
横桥向M线方向摆动
牵拉细肌丝朝肌节中央滑行
肌节缩短=肌细胞收缩
16
肌肉收缩:水解ATP释放的化学能 机械能 横桥周期(cross-bridge cycling)
指横桥与肌动蛋白结合、扭动、解离、复位与再结合的过 程。周期的长短决定肌肉的缩短速度
13
两类肌管的膜各自具有不同的功能蛋白分子
T管膜上除了有同肌膜一样的电压门控Na+、K+两种离子 通道外,还有一种特殊的电压门控L型钙通道(DHP受体) SR终池膜上则有另外一种钙通道(RyR),其参与SR内Ca2+ 向胞质内释放;SR膜还有存在许多钙泵,消耗能量的情况 下,可逆浓度梯度将胞质内的Ca2+主动转运到SR中储存
钙触发钙释放 21
骨骼肌的兴奋-收缩耦联
22
收缩、舒张均耗能!!!
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↓ SR膜Ca2+泵激活
胞质[Ca2+]↓
Ca2+与肌钙蛋白解离
原肌球蛋白复位覆盖 横桥结合位点 骨骼肌舒张
23
思考题:试述神经兴奋引起骨骼肌细胞收缩 的全过程
24
骨骼肌-RyR1 心肌-RyR2 机制不同
正常骨骼肌的超微结构
正常骨骼肌的超微结构肌膜肌膜(sarcolemma)由质膜及基底膜(basement membrane)组成。
质膜包裹肌细胞的外鞘,厚度为7.5-9.0nm,其结构与普通细胞的胞膜相似,为单位膜。
肌膜外有一层中等电子密度,无结构的物质,称为基底膜,厚度为50nm,属于糖蛋白,其功能是作为微骨架,以维持细胞的形状和稳定性;还能抵抗外伤并能形成肌膜管,以引导再生纤维的生长。
细胞核肌细胞核呈长圆形,常位于细胞的周边,靠近肌膜。
其功能是控制整个细胞的代谢。
肌质1.线粒体多呈卵圆形,和细胞长轴平等,位于核附近及肌原纤维之间。
含有多种氧化酶,呼吸酶及ATP酶,为肌纤维提供能量。
2.肌质网及横管系统由肌膜向细胞内部延伸而形成的管道系统,又名内膜系统,负责把肌膜上动作电位传导到内部并引起肌原纤维收缩,这一过程叫兴奋-收缩偶联。
肌质网:即内质网,呈网状包绕有原纤维,和肌原纤维长轴平等,又称纵管系统。
管腔直径为50-100nm,称肌小管;在H带内彼此交织,连接;在A带与I带交界处呈横行膨大,形成不规则终末小池,称为终池。
横管系统:在相当于肌质网终池处,肌膜呈漏斗状内陷,形成横行细管包绕整个肌原纤维,并与肌原纤维长轴方向垂直,称为横管,又称T管。
管腔直径30nm,壁较厚,腔内含有较浓的钠离子。
在哺乳动物,每个肌节有两条横管,位于A带与I带交界处。
横管穿行在两端肌质风终池的间隙内,因此中央的横管与两侧的终池组成三联管(tiad)。
横管与肌膜连续,并开口于A带与I带交接处,内含细胞外液。
横管与肌质网不相通。
核糖体:在成熟的骨骼肌纤维中少见,通常游离存在,很少附着在内质网膜上。
核糖体为合成蛋白质的部位。
糖原颗粒:分布于肌膜下,肌原纤维间或肌丝间,其数量多少与代谢需要有关。
肌原纤维肌原纤维是肌细胞的收缩单位,纵向走行,在伸展状态下,光镜可见明暗的横纹周期。
暗部为双屈光性,称A带;亮部为单屈光性,称I带。
A带中央有H带,有M线穿过。
运动生理学 第1章骨骼肌机能
运动生理学
运动生理学
三、动作电位的传导
动作电位在神经纤维的传导具有以 下特征: ➢ 生理完整性 ➢ 双向传导 ➢ 不衰减和相对不疲劳性 ➢ 绝缘性
运动生理学
运动生理学
四、局部兴奋
阈下刺激引起的局部兴奋有下列特点: ➢ 不是“全或无”的,它可随着刺激强度增
➢ 解决体育基础学科中某些理论与实践问题。 ➢ 了解训练对神经肌肉的影响,为评定运动员
训练水平提供依据。
运动生理学
Thank you very much!
运动生理学
(二)根据肌纤维代谢特征: 慢缩氧化型(SO) 快缩强氧化酵解型(FOG) 快缩强酵解型(FG)。
运动生理学
二、两类肌纤维的形态、生理和代谢特征
➢ 形态特征 ➢ 代谢特征 ➢ 生理特征
运动生理学
三、不同类型肌纤维的分布
不同肌纤维在同一块肌肉中所占的数量百 分比,称肌纤维类型的百分组成。
快肌的肌纤维组成: 快A:收缩速度方面等同快肌,但代谢特征兼 有快肌和慢肌特征。 快B:典型的快肌。 快C:过渡型纤维,具有未完全分化特征,其 数量较少。
明带中央有一条深色的Z线,暗带中部有条 染色浅的H带,H带中央有一条深色的M线。
运动生理学
运动生理学
肌原纤维
➢ 肌节:
1)定义:相邻两条Z线之间的一段肌原纤维称肌节 (sarcomere)。
肌节为骨骼肌收缩和舒张功能的基本结构单位。 2)组成:每个肌节由1/2 I 带+A 带十 1/2 I 带 组成。
长期运动可使肌中结缔组织肥大。
运动生理学
第八节 肌电图
采用适当的方法将肌肉兴奋时的电变化 经过引导、放大和记录,所得到的图形称为肌 电图(EMG)。
骨骼肌的收缩-
标志 证据
M
32.收收缩缩蛋蛋白白的的作作用用 横桥周期
32.收收缩缩蛋蛋白白的的作作用用
C
D
B
circle E
A
F A:肌细胞兴奋,肌浆网释
放Ca2+增加, Ca2+与肌钙
蛋白C结合,导致空间构型
改变
32.收收缩缩蛋蛋白白的的作作用用
C
D
B
circle E
A
B:原肌球蛋白向肌动蛋白双螺 F 旋沟移位,肌动蛋白暴露
3.兴奋收缩偶联
3.兴奋收缩偶联的机制
三、骨骼肌收缩的外部表现
1.等张收缩和等长收缩
等张收缩
100
100
等长收缩
2.单收缩和强直收缩
2.单收缩和强直收缩
单收缩 (single twitch):单个电刺激神经或
肌肉,只引起一次迅速的收缩。包括潜伏期、收 缩期和舒张期。
2.单收缩和强直收缩
actin
原肌球蛋白 (原肌凝蛋白) tropomyosin
肌钙蛋白 troponin
收缩蛋白质
调节蛋白质
H-ZONE
粗肌丝
细肌丝
肌球蛋白 横桥
IC T 原肌球蛋白
肌动蛋白 横桥位点
2.肌丝的分子组成
粗肌丝的结构 肌球蛋白
2.肌丝的分子组成
细肌丝的结构
肌动蛋白 (actin) 原肌球蛋白(tropomyosin) 肌钙蛋白 (troponin)T、C、I 三个成分
2.单收缩和强直收缩
单收缩 不完全强直收缩 完全强直收缩
四、影响肌肉收缩效能的因素
肌肉的负荷
张力-速度关系
要到达顶峰,锻炼你的肌肉吧!
谢谢!
小结与思考题
生理学理论指导:骨骼肌细胞的微细结构
骨骼肌细胞在结构上最突出之点,是含有大量的肌原纤维和丰富的肌管系统,且其排列高度规则有序。
肌细胞是体内耗能作功,完成机体多种机械运动的功能单位。
一、肌原纤维和肌小节每个肌纤维含有大量直径1~2μm的纤维状结构,称为肌原纤维,它们平行排列,纵贯肌纤维全长,在一个细胞中可达上千条之多。
每条肌原纤维的全长都呈现规则的明、暗交替,分别称为明带和暗带;而且在平行的各肌原纤维之间,明带和暗带又都分布在同一水平上;暗带的长度比较固定,不论肌肉处于静止、受到被动牵拉或进行收缩时,它都保持1.5μm的长度;在暗带中央,有一段相对透明的区域,称为H带,它的长度随肌肉所处状态的不同而有变化;在H带中央亦即整个暗带的中央,又有一条横向的暗线,称为M线。
明带的长度是可变的,它在肌肉安静时较长,并且在一定范围内可因肌肉所受的被牵引而变长;但明带在肌肉收缩时可变短。
明带中央也有一条横向的暗线,称为z线(或z盘)。
目前已经肯定,肌原纤维上每一段位于两条z线之间的区域,是肌肉收缩和舒张的最基本单位,它包含一个位于中间部分的暗带和两侧各1/2的明带,合称为肌小节(sarcomere)。
由于明带的长度可变,肌小节的长度在不同情况下可变动于1.5~3.5μm之间;通常在体骨骼肌安静时肌小节的长度约为2.0~2.2μm.用X-线衍射等更精密的方法进一步发现,肌小节的明带和暗带包含有更细的、平行排列的丝状结构,称为肌丝。
暗带中含有的肌丝较粗,直径约10nm,称为粗肌丝,其长度与暗带相同;实际上暗带的形成就是由于粗肌丝的存在,M线则是把成束的粗肌丝固定在一定位置的某种结构。
明带中的肌丝较细,直径约5nm,称为细肌丝;它们由z线结构向两侧明带伸出,每侧的长度都是1.0nm,它的游离端在肌小节总长度小于3.5nm的情况下,必然有一段要伸入暗带,和粗肌丝处于交错和重叠的状态;如果由两侧z线伸入暗带的细肌丝未能相遇而隔有一段距离,这就形成了H带。
肌肉被拉长时,肌小节长度增大,这时细肌丝由暗带重叠区拉出,使明带长度增大,H带也相应地增大。
《生理学》 细胞的基本功能——4肌细胞的收缩
张力 最大张力
初长度 最适初长
异长调节
最适初长度
最适初长度或最适前 负荷时, 负荷时 , 肌小节内的粗 细肌丝处于最理想的重 叠状态, 每一个横桥附 叠状态 , 近都有能与之起作用的 细肌丝存在, 细肌丝存在 , 可出现最 佳收缩效果。 佳收缩效果
2.后负荷对肌肉收缩的影响: 后负荷对肌肉收缩的影响:
二、骨骼肌收缩的分子机制
Relaxed state
Initiation of contration
肌凝蛋白 肌动蛋白 肌球蛋白 肌钙蛋白
收缩蛋白
调节蛋白
(一)肌丝滑行过程
肌浆中Ca 浓度↑→ ↑→Ca 与肌钙蛋白结合→ 肌浆中Ca2+浓度↑→Ca2+与肌钙蛋白结合→肌钙蛋白 构型变化→原肌凝蛋白构型变化→ 构型变化→原肌凝蛋白构型变化→肌纤蛋白上活性位点暴露 →横桥与肌纤蛋白结合→横桥ATP酶激活→分解ATP放出能量 横桥与肌纤蛋白结合→横桥ATP酶激活→分解ATP放出能量 ATP酶激活 ATP →横桥头部摆动并拖动细肌丝→肌丝滑行(肌肉收缩)。 横桥头部摆动并拖动细肌丝→肌丝滑行(肌肉收缩)
1. 粗肌丝 (thick filament)
肌凝蛋白(肌球蛋白,myosin)组成 肌凝蛋白(肌球蛋白,myosin)组成 bridge): 可逆性与细肌丝结合, 横桥 (cross bridge):1. 可逆性与细肌丝结合, 拖动细肌丝滑行;2.具有ATP酶活性。 拖动细肌丝滑行;2.具有ATP酶活性。 具有ATP酶活性
在一定范围内, 在一定范围内 , 随着前负 荷的增加, 荷的增加 , 肌肉收缩做等长收 缩时产生的张力也增加。 缩时产生的张力也增加 。 前负 荷过大, 荷过大 , 肌肉收缩时产生的张 力反而减小。 力反而减小。 肌肉收缩时产生最大张力 的前负荷或初长度称为最适前 的前负荷或初长度称为 最适前 负荷或最适初长度。 负荷或最适初长度。
骨骼肌细胞的微细结构
骨骼肌细胞的微细结构骨骼肌细胞的微细结构,听起来就像是科学课上的高大上话题。
这个东西也没那么复杂,咱们来聊聊。
骨骼肌细胞,顾名思义,就是咱们身体里用来运动的那些细胞,负责让你跑步、跳舞,甚至是走路。
想象一下,骨骼肌细胞就像是一群在舞台上表演的舞者,协调、默契,简直就是“舞林高手”嘛!它们的结构就像是一座迷人的城堡,里面藏着很多惊喜。
咱们得说说这骨骼肌细胞的形状,长长的、纤细的,像极了刚出锅的意大利面条,真让人忍不住想要一口咬下去。
细胞的外层有个叫细胞膜的东西,就像是城堡的围墙,保护着里面的“财宝”。
细胞膜的工作就是保持内部环境的稳定,确保所有的“舞者”都能在最佳状态下表演。
而细胞内部呢,简直就像个热闹的派对,充满了各种细胞器,各司其职,乐此不疲。
谈到细胞器,真是五花八门。
首先要介绍的就是线粒体,咱们可以把它想象成细胞的发电机,给每个“舞者”提供能量。
没有线粒体,这些小家伙就像没电的玩具,动不了。
然后是肌肉纤维,这可是骨骼肌细胞的“秘密武器”。
它们就像是一根根充满力量的绳索,缠绕在一起,形成了强大的收缩能力。
想象一下,挥舞这些绳索,肌肉就能像铁一样结实,仿佛每一次运动都在告诉你:“来吧,挑战我!”再说说肌节,这是肌肉的基本单位,里面有许多小小的肌纤维,像极了排排坐的士兵,整齐又有序。
肌节的作用可大了,负责肌肉的收缩和放松。
当你举起手臂时,就是这些肌节在偷偷使劲,真是辛苦它们了!而在这些士兵之间,还有一层叫做肌浆网的结构,像是一个强大的运输网络,帮助把信号快速传递给每一个士兵。
没有它,士兵们可就无从得知“该动起来了”的消息。
说到信号传递,不得不提的是神经元。
它们就像是细胞的“指挥官”,给每个细胞发出命令。
想象一下,肌肉细胞在接到指令时,立刻就能响应,仿佛是接到了一张“动员令”。
在这个过程中,钙离子也起到了关键作用。
它们像是调皮的小精灵,随时准备着参加这场舞蹈派对。
只要有钙离子的到来,肌肉细胞立刻就会爆发出巨大的力量,简直就是“力大无比”!骨骼肌细胞的“团队合作”也是值得一提的。
骨骼肌收缩时直接涉及的微细结构
骨骼肌收缩时直接涉及的微细结构下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。
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骨骼肌纤维的一般结构和超微结构
骨骼肌纤维的一般结构和超微结构骨骼肌是人体最为重要的肌肉组织之一,掌握骨骼肌纤维的一般结构和超微结构对我们理解肌肉的动态性能和运动的机制具有重要意义。
骨骼肌纤维是一种细长的多核细胞,由细胞内含有许多线粒体的肌纤维蛋白组成。
一般结构包括肌肉细胞膜、肌小节、横纹和纵纹等。
首先,肌肉细胞膜是肌纤维的外层,具有负责传递神经冲动的功能和保护肌纤维结构的作用。
其次,肌小节是肌纤维与神经末梢相连的部位,通过神经冲动的传导,使肌纤维收缩或放松。
而纵纹和横纹则是肌纤维特有的结构。
纵纹贯穿肌纤维,起到分隔肌纤维的作用,使整个肌肉具有高度的粘性和强度。
横纹则是由肌纤维中的肌球蛋白和肌凝蛋白构成的,能够通过滑动作用使肌纤维收缩或放松。
超微结构是指骨骼肌纤维的更加细微的结构组成。
骨骼肌纤维内由许多细小的颗粒组成,这些颗粒分布在纵纹上,被称为肌小节。
肌小节内有许多肌节小突起,使肌纤维与神经末梢连接在一起。
此外,肌纤维内还有多个核糖体和核仁组成的核,这些核负责合成蛋白质和细胞生长。
此外,肌纤维内还有丰富的线粒体,线粒体通过氧化磷酸化产生能量供肌纤维使用。
了解骨骼肌纤维的结构可以帮助我们理解肌肉的运动机制。
当神经冲动到达肌纤维时,通过肌小节传导的过程,肌纤维内的钙离子释放,与横纹上的肌球蛋白结合,从而使肌纤维收缩。
当神经冲动停止时,钙离子被重新吸收,肌纤维中的肌球蛋白与肌凝蛋白解离,肌纤维放松。
总之,了解骨骼肌纤维的一般结构和超微结构对我们理解肌肉的功能和运动的机制具有重要意义。
通过掌握骨骼肌的结构特点,可以帮助我们更好地理解肌肉运动的原理,从而指导我们在体育训练、康复医学等领域的实践应用。
骨骼肌细胞主要结构特点
骨骼肌细胞主要结构特点1.纤维:骨骼肌细胞是多核的细胞,通常是长而且细长的形状,称为纤维。
每个骨骼肌纤维通常只有几个至十几个微核,这些核心位于纤维的边缘位置。
纤维长度可达数厘米,但直径通常只有10-100微米。
2.肌原纤维:骨骼肌纤维中包含许多肌原纤维,它们是构成纤维的基本单位。
肌原纤维由许多排列在一起的肌纤维束组成。
每个肌纤维束内有很多平行排列的肌原纤维,它们通过内外包围物质进行分隔和组织。
3.肌纤维:肌纤维是肌原纤维中最小的单位,其长度可达数毫米。
肌纤维中含有数百个肌节,肌节是由许多、排列紧密的肌原丝构成的。
在肌纤维中,肌原丝呈现出特殊的规律排列,即肌原纤维中心线由一根粗大的肌球蛋白丝(厚丝)环绕,然后有一些细细的肌原丝(细丝)平行排列。
4.肌节:肌节是肌纤维中的重复结构。
它由肌原丝组成,其中厚丝由肌球蛋白组成,细丝由肌动蛋白组成。
肌节在相邻厚丝之间的区域中,两个细丝与一个厚丝相互重叠,并在厚丝中心形成暗带。
当肌肉收缩时,厚丝和细丝之间的相互滑动使肌节缩短。
5.肌原蛋白:肌原蛋白是构成肌原纤维和肌节的关键分子。
肌球蛋白是一种长螺旋状蛋白,它占厚丝的主要成分,能与肌动蛋白相互作用。
肌动蛋白是一种球形蛋白,它由三个亚单位组成,占细丝的主要成分。
肌原蛋白的相互作用是肌肉收缩的基础。
6.肌质网:肌质网是一种直径较大的内质网,它将肌纤维内不同结构的肌细胞质液隔开。
肌质网包含丰富的钙离子存储器,钙离子释放对肌肉收缩至关重要。
肌质网还包含一些细胞器,如线粒体和高尔基体。
总之,骨骼肌细胞是真核细胞,具有多个核心和长度较长的细胞纤维。
肌纤维中含有许多肌原纤维,肌纤维由肌纤维束组成。
肌纤维中存在许多肌节,肌节由肌原丝构成,其中厚丝和细丝之间的相互滑动是肌肉收缩的基础。
肌质网则将肌细胞质液隔开,并含有丰富的钙离子存储器。
这些结构特点组成了骨骼肌细胞的基本组成和功能基础。
骨骼肌的显微结构.
组织学 — 骨骼肌的显微结构
骨骼肌纤维结构模式图
1、肌纤维束;2、一条肌纤维;3、一根肌原纤维;4、一节肌节;5、肌原纤维横切示不同部位 肌微丝排列:①肌球蛋白微丝极其横突;②肌动蛋白微丝;A、A带及过A带横切面;I、I带及过I 带横切面;H、H带及过H带横切面;M、M线及过M线横切面;Z、Z线
(2)肌节 相邻两条Z线之间的肌原纤维,称为一个肌节。包括一个 完整暗带(A)和两个1/2的明带(I)。 EM下,肌原纤维由肌微丝形成,肌动蛋白细丝和肌球蛋 白粗丝相间平行排列,明带中只有细丝,暗带中有粗、细两 种丝,H带中只有粗丝。
组织学 — 骨骼肌的显微结构
(3)横小管与肌浆网 在明带与暗带交界处,由肌纤维膜下陷形成横小管 (T管)。肌浆网紧贴肌原纤维外面沿纵轴排列,在横小 管两侧形成终池。两侧终池与中间的横管形成三联体。 肌浆网上有Ca2+泵,可将肌浆内Ca2+泵入肌浆网内。
组织学 — 骨骼肌的显微结构
(1)肌原纤维 细丝状,与肌纤维长轴平行排一肌原纤维上的明带 与暗带平行排列在同一平面上,故肌纤维上有整齐的纹。
明带(I)中有一条较深的线,叫Z线(间线); 暗带(A)中有一较浅的区,叫H带,其中有一细线叫M线(中线)
组织学 — 骨骼肌的显微结构
骨骼肌的显微结构
组织学 — 骨骼肌的显微结构
一、骨骼肌的显微结构
组织结构(横纹肌,受意识支配) 肌纤维呈长圆柱状,长1~4 mm,直径10~100μm, OM下,肌纤维上可见到横纹,细胞核可多达几百个,紧贴 在肌纤维膜下。肌浆内有大量肌原纤维,基质内含肌红蛋 白,维持肌肉的颜色,并贮存肌肉收缩时需要的氧气。
骨骼肌细胞结构
骨骼肌细胞结构一、概述骨骼肌是人体内最常见的肌肉类型之一,也是人体力量和运动的主要来源。
骨骼肌主要由骨骼肌细胞构成,这些细胞具有特定的结构和功能。
本文将对骨骼肌细胞的结构进行全面、详细、完整且深入地探讨。
二、骨骼肌细胞的形态骨骼肌细胞是一种多核肌肉细胞,其形状长而细长,具有特定的结构。
2.1 细胞膜骨骼肌细胞的外层由细胞膜包裹,细胞膜也称为肌纤维膜。
细胞膜具有很高的弹性和可塑性,能够保护细胞内部结构并与外部环境进行交互。
2.2 肌原纤维骨骼肌细胞内部由肌原纤维组成。
肌原纤维是由肌纤维蛋白组成的细长纤维束,每个肌原纤维都有一系列相互重叠的肌小节。
2.3 肌小节肌小节是肌原纤维的基本组成单位。
每个肌小节由一对相对应的长蛋白纤维组成,其中包括肌球蛋白和肌原纤维蛋白。
肌小节在骨骼肌细胞的收缩和放松过程中起到关键作用。
三、骨骼肌细胞的内部结构骨骼肌细胞内部具有复杂而有序的结构,包括肌质网、肌小管和肌原纤维等组成部分。
3.1 肌质网肌质网是一种细胞内网状结构,位于肌小节之间。
肌质网能够存储和释放钙离子,这对于肌肉的收缩和放松至关重要。
3.2 肌小管肌小管是一种细胞内管状结构,与肌质网相连。
肌小管通过整个骨骼肌细胞,起到传递电信号的作用。
这些电信号是肌肉收缩的触发因素。
四、骨骼肌细胞的功能骨骼肌细胞具有许多重要的功能,其中包括肌肉收缩、力量产生和运动控制等。
4.1 肌肉收缩骨骼肌细胞通过微观结构的退行性改变以及神经信号的刺激来进行肌肉收缩。
当神经传递的信号到达肌小管时,肌小管内的钙离子会释放出来,并与肌球蛋白结合,从而使肌原纤维收缩。
4.2 力量产生骨骼肌细胞的收缩导致肌肉产生力量。
通过不同数量和类型的肌纤维细胞的协同作用,人体可以产生不同程度的力量。
4.3 运动控制骨骼肌细胞通过神经系统的控制,参与整个身体的运动控制。
当神经传递的信号发出时,骨骼肌细胞会相应地收缩和放松,从而实现人体各种运动。
五、结论骨骼肌细胞的结构与功能密切相关。
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过程的收缩期,就会出现完全性强直收缩
(complete tetanus)
20
1
2
3
落在舒
张期
12 3 落在收 缩期
1 23 动作电位始终不会融合
单收缩
不完全强 直收缩
完全强 直收缩
21
六、平滑肌
(一)单个单位平滑肌
也称内脏平滑肌(visceral smooth muscle),包括 小血管、消化道、输尿管和子宫的平滑肌,其功能类 似于心肌,即肌肉中所有的肌纤维作为一个单位对刺 激发生反应,所有细胞的电活动和机械活动近于同步
度(initial length) • 最适初长度:2.0 2.2m,其粗、细肌丝之间
重叠程度最适、可相互作用的横桥数最多, 其 等长收缩所产生的主动张力最大
16
A:肌肉长度-张力关系曲线; B:肌小节长度-张力曲线
被动张力:肌肉受牵拉而产生的弹性回位力
主动张力:肌肉主动收缩产生的张力
17
2.后负荷 (afterload)
• 等张收缩:isotonic contraction,肌肉收缩时, 只有长度缩短而张力不变的收缩
• 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
15
(二)影响骨骼肌收缩的因素
1.前负荷 (preload)
• 肌肉在收缩前所承受的负荷 • 决定了肌肉在收缩前的长度,亦即肌肉的初长
– 纵行肌质网
– 连接肌质网:终池 (terminal cisterna)
3
2. 肌管系统
肌细胞膜向内凹 入形成横管系统 (T管)
管腔与细胞 外液相通
纵行肌浆网(LSR) (L管)
连接肌浆网(JSR) 或终池
三联管
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三、骨骼肌的收缩和舒张机制
肌丝滑行理论
(sliding theory): • 内容:肌肉的缩短和
•AP通过横管系统传向肌细胞深处 三(二-心肌细胞)联管处的信息传递 肌浆网(纵管系统)对Ca2+ 的释放(触发
肌缩)和再聚积
•结构基础:三(二)联管;耦联因子:Ca2+
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钙释放通道 又称 ryanodine 受体
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四、横纹肌的兴奋-收缩耦联
肌浆中
Ca2+↑
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横纹肌舒张
• 骨骼肌:胞浆中升高的Ca2+几乎全部被 肌质网膜上的钙泵回收
(二)多单位平滑肌
包括睫状肌、虹膜肌、竖毛肌以及气道和大血管的平 滑肌,肌细胞之间很少缝隙连接,因此每个肌细胞的 活动都是彼此独立的
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•原肌球(凝)蛋白:静息时掩盖 横合变构后,
使原肌球蛋白位移,暴露出
结合位点
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T亚单位连接肌钙蛋白和原 肌球蛋白,I亚单位保持原肌 球蛋白在肌动蛋白双螺旋沟 壁上,保持“位阻效应”, C是与Ca2+结合的亚单位
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2.肌丝滑行的过程
Ca2+与肌钙蛋白结合 原肌球蛋白位移, 暴露细肌丝上的结合位点
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(三)单收缩和强直收缩
当骨骼肌受到一次短促刺激时,可发生一次AP, 随后出现一次收缩和舒张,这种收缩称为单收 缩(single twitch)
如果刺激频率较低,总和过程发生于前一次收 缩过程的舒张期,会出现不完全强直收缩 (incomplete tetanus)
如提高刺激频率,总和过程发生在前一次收缩
伸长均通过粗、细肌 丝在肌节内的相互滑 动而发生,肌丝本身 的长度不变 • 证据:肌肉收缩时暗 带长度不变,只有明 带、H带发生缩短
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1、肌丝的分子组成
粗肌丝: 肌球(凝)蛋白组成
具有ATP酶作用,与 肌动(纤)蛋白结合, 摆动
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1. 肌丝的分子组成
细肌丝:
•肌动蛋白:有与横桥结合的位 点,静息时被原肌球蛋白掩盖
• 心肌:则大部分Ca2+被纵行肌质网上的 钙泵回收,另外10%~20%经Na+-Ca2+交 换和肌膜上的钙泵排出胞外
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五、骨骼肌收缩的表现及影响因素
(一)骨骼肌收缩的表现
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(二)影响骨骼肌收缩的因素
• 等长收缩:isometric contraction,肌肉收缩时, 只有张力增加而长度不变的收缩
• 收缩后所承受的负荷
张力-速度曲线:通过测定在不 同后负荷情况下肌肉收缩时缩短 的速度,可绘成张力-速度曲线
若负荷为零,缩短速度V最快, 可达Vmax。随负荷增加,V减慢; 当后负荷大于肌肉所能产生的最 大张力Fmax时,肌肉不能缩短, V为0
当后负荷约为骨骼肌产生最大张
力1/3时,骨骼肌对外做功最大
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(二)影响骨骼肌收缩的因素
3、肌肉收缩能力(Contractility)
是指与负荷无关的、决定肌肉收缩效能的内 在特性
肌肉收缩能力产生的张力和缩短的速度
内在特性取决于Ca2+水平、ATP酶活性 如茶碱、咖啡因则可以增加肌钙蛋白对Ca2+的亲 和力,使Ca2+利用率↑,活化横桥数↑ ,使肌肉 收缩能力↑
横桥与结合位点结合
横桥摆动 牵拉细肌丝向肌节中央滑行
肌节缩短,肌细胞收缩
横桥周期 : 横桥与肌动蛋 白结合、摆动、复位的过程
收缩蛋白:肌动蛋白,肌球蛋白 调节蛋白:原肌球蛋白,肌钙蛋白
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四、横纹肌的兴奋-收缩耦联 excitation-contraction coupling
•从肌细胞出现AP到产生机械收缩的中介过程
二、骨骼肌细胞的微细结构
1、肌原纤维和肌节
肌节:
两个相邻Z线间的区域 肌肉收缩和舒张的基本单位
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肌节
粗肌丝 细肌丝
明带
M线 H带 暗带
肌节
Z线
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2、肌管系统
• 横管 (transverse tubule):
T管(T tubule)
• 纵管 (longitudinal tubule): L管,肌质网 (sarcoplasmic reticulum, SR)SR)