生理学课件第五章

三、心肌的收缩
钙离子移动的机制：必须有外援Ca2+供给和启动
心肌的主动张力和被动张力
心肌中，有titin蛋白，使得肌节在很短时其
被动张力已开始缓慢上升，对心肌的过度牵 拉有保护作用。 骨骼肌：肌节在μm张力变化平缓 心肌：主动张力形成一个较陡的峰
147. 肌细胞中的三联管结构是指: ( )
大多平滑肌中，这两种平滑肌的特性是共同
存在的
三、平滑肌的收缩
Ca2+影响肌球蛋白，收缩活动受肌球蛋白的
调节。 （一）收缩机制 1、4个Ca2+与钙调蛋白结合形成复合体 2、钙调蛋白复合体与肌球蛋白轻链激酶 （MLCK）结合（激活） 3、激活的MLCK利用ATP肌球蛋白轻链磷酸化 4、磷酸化的横桥被激活，与肌动蛋白结合
第五章 骨骼肌、心肌 和平滑肌细胞生理
有三种不同类型的肌细胞：骨骼肌、平滑肌、心肌
按形态分类：
横纹肌——骨骼肌和心肌 非横纹肌——平滑肌 按神经支配的性质和功能分类： 随意肌——骨骼肌 非随意肌——心肌和平滑肌
第一节 骨骼肌生理
第二节 平滑肌生理
第三节 心肌生理
第一节 骨骼肌生理
骨骼肌是机体最大的组织，接受神经纤维的
二、平滑肌的电活动
平滑肌动作电位的发生以来于Ca2+，而不是
Na+，除极化开放的电压门控的Ca2+通道。 （一）单位平滑肌和自发电活动电位 单位平滑肌：能产生自发动作电位，无恒定 的静息膜电位，主要存在于腔器官壁和内脏 器官中，如消化道、呼吸道、生殖器官等。
起搏点电位和慢波电位
起搏点电位：膜自动除极化达到阈电位的膜
↓
原肌凝蛋白发生位移 暴露出细肌丝上与横桥结合位点
横桥与结合位点结合 激活ATP酶作用,分解ATP 横桥摆动 牵拉细肌丝朝肌节中央滑行
↓ ↓ ↓ ↓
↓
EPP引起肌膜AP
肌节缩短=肌细胞收缩
三、骨骼肌收缩的机械特性
负荷：牵拉肌肉的力
两相反的力
张力：肌肉收缩时可对接触物体 产生的力
肌肉收缩表现为长度的缩短和张力的增加。
A 每个横管及其两侧的肌小节 B 每个横管及其两侧的终末池
C 横管、纵管和肌质网
D 每个纵管及其两侧的横管
E每个纵管及其两侧的肌小节
148. 骨骼肌兴奋-收缩耦联不包括: ( ) A 电兴奋通过横管系传向肌细胞的深部 B 三联管结构处的信息传递,导致终末池Ca2+
释放 C 肌浆中的Ca2+与肌钙蛋白结合 D 肌浆中的Ca2+浓度迅速降低,导致肌钙蛋白 和它所结合的Ca2+解离 E 当肌浆中的Ca2+与肌钙蛋白结合后,可触发 肌丝滑行
1相 快速复极化初期 2相 平台期
3相 快速复极化末期 4相 静息期
+30mV至0mV （持续时间10mS） 0mV附近 （持续100至150mS)
0mV至-90mV (持续时间约100-150mS） 复极完毕，静息电位恢复
K+外流 Ca2+缓慢内流 和K+外流
K+ 大量外流 Na+-K+ 泵活动 增加、 Na+Ca2+交换
心室肌细胞动作电位的特征
与骨骼肌细胞或神经纤维相比，心室肌细胞动 作电位的特征： 存在平台期 动作电位时程长 复极过程复杂 参与活动 的离子种类多 有效不应期长
心室肌AP的时相、形态特点及离子基础
时 相 形态特点 -90mV至+30mV （持续时间1mS） 离子基础 Na+快速内流 0相 去极化期
149. 肌肉的初长度取决于: ( )
A 被动张力 B 前负荷 C 后负荷 D 前负荷 与后负荷之和 D 前负荷和后负荷之差 151.神经-肌肉接头的处的化学递质是: ( ) A 肾上腺素 B 去甲肾上腺素 C γ-氨基丁酸 D 乙酰胆碱 E 5-羟色胺

156. 肌肉在收缩后,肌小节的( )
(二) 骨骼肌的肌膜系统 横管系统： T管(肌膜内凹而成。肌膜 AP沿T管传导)。 纵管系统： L管(也称肌浆网。肌节两 端的L管称终池，富含Ca2+)。 三联管：T管+终池×2
二、肌肉收缩的机理
（一） 滑行理论 肌肉收缩时肌肉缩短，不 是肌丝的缩短而是肌小节的 缩短。 肌肉收缩时，从Z线伸出 的细肌丝在某种力量的作用 下向暗带中央滑行而使肌小 节缩短。
(二)钙离子浓度的调节
细胞外Ca2+是启动平滑肌收缩的主要来源
第三节 心肌生理
横纹肌
非随意肌
一、心肌光镜结构特点
１.短圆柱形，
有分支。
２.单核， 位于细胞中央。
３.周期性横纹。
４.有闰盘。
５.有肌原纤维。
心肌纤维光镜结构
心肌(纵切)
心肌(横切)
二、心肌电镜结构特点 １.肌原纤维粗细不等，分界不清； ２.肌原纤维之间有丰富的线粒体； ３.T小管粗大，位于Z线水平；
（二） 单收缩 肌肉受到一次刺激，引起一次收缩和舒张的过程。 （三） 复合收缩 肌肉受到连续刺激，前一次收缩和舒张尚未结束， 新的收缩在此基础上出现的过程。（兴奋与收缩不同 步 1ms 100ms) 不完全强直收缩： 在刺激频率较低时，描记的收缩曲线呈锯齿状。 完全强直收缩： 当新刺激落在前一次收缩的缩短期,所出现的强而持 久的收缩过程。 机制：强直收缩是各次单收缩的机械叠加现象(并非 • 动作电位的叠加，动作电位始终是分离的)，所以,强 直收缩的收缩幅度和收缩力比单收缩大。
支配，因而能将神经信号转变为肌细胞的收 缩。过程涉及电信号——化学信号——电信 号间的转换，最后表现为骨骼肌收缩。
一、骨骼肌的超微结构
骨骼肌由大量成束的肌纤维组成，每条肌纤
维就是一个肌细胞，骨骼肌纤维呈长圆柱形， 直径10-100μm，是多核细胞，其最主要的形 态结构特征是含有大量的肌原纤维，每条肌 原纤维被肌管围绕。
亚单位T
粗肌丝：由肌球或称肌凝蛋白
组成，其头部有一膨大部 -- 横桥： ①能与细肌丝上的结合位点发生 可逆性结合；②具有ATP酶的作 用，与结合位点结合后,• 分解ATP 提供横桥扭动 ( 肌丝滑行 ) 和作功 的能量。•
细肌丝：肌动蛋白：表面有与
横桥结合的位点，静息时被原肌 球蛋白掩盖；原肌球蛋白：静息 时掩盖横桥结合位点；肌钙蛋白： 与Ca2+结合变构后,使原肌球蛋白 位移，暴露出结合位点。
骨骼肌纤维 (skeletal muscle)
纵断
明带
暗带
2. 骨骼肌
肌
节
暗 (A) 带
明 (I) 带
H带
Z线
M 带 （线）
½I +
1A
+
½I
电子显微镜下观察 粗肌丝 肌凝蛋白(肌球蛋白) 组成，呈端部膨大(横 桥)的长杆状。 细肌丝 肌动蛋白 原肌球蛋白
亚单位C 肌钙蛋白 亚单位I
（三） 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+]↓
原肌凝蛋白复盖的 横桥结合位点 Ca2+与肌钙蛋白解离 骨骼肌舒张
小结：骨骼肌收缩全过程
1.兴奋传递 运动神经冲动传至末梢
N末梢对Ca2+通透性增加 Ca2+内流入N末梢内 接头前膜内囊泡 向前膜移动、融合、破裂
2）横桥的循环摆动，细肌丝向肌节中央(粗肌丝内) 滑行，滑行中由于肌肉的负荷而受阻，便产生张力。
3 ）横桥的循环摆动在肌肉中是非同步的，从而肌 肉产生恒定的张力和连续的缩短。 4 ）横桥循环摆动的参入数目及摆动速率，是决定 肌肉缩短程度、速度和肌张力的关键因素。
（二） 兴奋-收缩偶联
①肌膜电兴奋的传导：指肌膜产生AP后,AP由横管系 统迅速传向肌细胞深处，到达三联管和肌节附近。 ②三联管处的信息传递：（尚不很清楚） ③肌浆网（纵管系统）中Ca2+的释放：指终池膜上的 钙通道开放，终池内的Ca2+ 顺浓度梯度进入肌浆，触 发肌丝滑行，肌细胞收缩。 ∴Ca2+是兴奋-收缩耦联的耦联物
电位变化，一旦产生，便会传遍合胞体细胞， 并引起收缩（肌源性收缩）
慢波电位：膜自动周期性交替发生超极化和
复极化电位的波动
（二）多单位平滑肌和神经元性活动
多单位平滑肌：由多个分离的、功能上相互
独立的单位组成，每个单位都需受到刺激才 能收缩，属于神经源性活动，与骨骼肌不同 的是它受自主神经支配，主要存在于大血管 的管壁、气管、眼肌和毛囊基部等。
骨骼肌收缩的形式
（三） 肌长-肌张力关系
肌肉遇到的负荷有两种：
前负荷：使肌肉具有一定的初长度 后负荷： 不增加肌肉的初长度，但能阻止肌肉的缩短 只有在具有一定后负荷的条件下进行等张收缩， 肌肉收缩才能有效做功
最适前负荷：张力最大，做功最大（自然长度）
最适长度：产生最大等长收缩肌张力时的肌长。
肌丝滑行的过程
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 肌钙蛋白的构型
按任意键 飞入横桥摆动动画
原肌球蛋白位移，暴露 细肌丝上的结合位点
横桥与结合位点结合， 分解ATP释放能量 横桥摆动 肌节缩短=肌细胞收缩
横桥周期：
结 合 解 离
摆 动
肌丝滑行几点说明: 1 ）肌细胞收缩时肌原纤维的缩短 , 并不是肌丝本身 缩短,而是细肌丝向肌节中央(粗肌丝内)滑行。因①相 邻 Z 线靠近 , 即肌节缩短；②暗带长度不变 , 即粗肌丝 长度不变；③从Z线到H带边缘的距离不变,即细肌丝 长度不变; ④明带和H带变窄。
↓ ↓
2.兴奋-收缩（肌丝滑行）耦联
肌膜AP沿横管膜传至三联管 终池膜上的钙通道开放 终池内Ca2+进入肌浆 Ca2+与肌钙蛋白结合 引起肌钙蛋白的构型改变