第四节肌细胞的功能讲述
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横管是兴奋传递的通路。兴奋时出现在肌细胞膜上的动作电位， 能沿着横管系统迅速传进细胞内部。纵管系统是肌细胞内的Ca2+库， 膜上有钙泵，能通过对Ca2+的贮存、释放和回收，触发和终止肌原 纤维收缩。三联管是横管和纵管衔接的部位，能使横管系统传递的 膜电位变化与纵管终池释放回收Ca2+的活动耦联起来。
TnI与肌动蛋白 的结合减弱
横桥头部 能量释放
肌动蛋 白和横 桥结合
暴露出肌 动蛋白和 横桥的结 合位点
原肌球蛋白构型 发生改变，深陷 于肌动蛋白的双 股螺旋沟中
横桥向M线方向摆 动，拖动细肌丝向 粗肌丝中滑行
肌节缩短 肌肉收缩
肌质中的Ca2+浓度↓
肌钙蛋白与Ca2+分离
肌钙蛋白与原肌凝蛋 白构型恢复
肌肉的收缩能力提高的表现：
1）长度-张力曲线上移
2）张力-速度曲线右上移位
➢ 肌肉的总和效应 运动单位数量总和
骨骼肌的收缩受运动神经纤维支配，一个脊髓前角运动神经元及其所 有轴突末梢分支所支配的全部肌纤维，总称为一个运动单位。肌肉收缩的 强度可通过参与收缩的运动单位的数量来调节。 频率效应总和
① 单向传递； ② 终板电位是局部电位，可以总和产生动作电位； ③ 神经-肌肉接头处兴奋的传递存在传导延搁 ； ④ 对内外环境变化的敏感与易疲劳性。
（三）影响神经-肌肉接头传递的因素
①细胞外液Ca2+浓度：细胞外液Ca2+浓度升高时，乙酰胆碱释放量增
加，有利于兴奋传递；相反，Ca2+浓度降低时，则影响兴奋传递。
④自身免疫性疾病：重症肌无力（抗体破坏ACh受体），肌无力综
合征（抗体破坏N末梢Ca2+通道）。
二、横纹肌的收缩和舒张
（一） 横纹肌的结构
➢ 肌管系统
肌管系统由两套结构、功能各不相同的膜质管状系统组成： 一套走行方向与肌原纤维垂直，称为横管系统又称横管或T管； 另一套走行方向与肌原纤维平行，称为纵管系统也称纵管或L管， 又称肌质网。
②阻断ACh受体：乙酰胆碱与受体结合是触发终板电位的关键，而
受体阻断剂，如美洲箭毒和α-银环蛇毒可特异性阻断后膜乙酰胆碱受体 通道，从而造成传递阻滞，使肌肉松弛。
③抑制胆碱酯酶活性：胆碱酯酶能及时清除乙酰胆碱，保证兴奋由神
经向肌肉传递。如有机磷制剂（敌敌畏、乐果、敌百虫）、新斯的明等， 均有抑制胆碱酯酶的作用，使乙酰胆碱在体内蓄积，导致后膜持续性去极 化，引起胆碱能神经和部分中枢功能亢进，传递受阻。
（二） 横纹肌的收缩机制
➢ 横纹肌的微细结构——肌微丝
粗肌丝 肌球（凝）蛋白
横桥的主要功能
①能在一定条件下，与细肌丝中的肌动蛋白可逆结合，并随之发生构 型改变，出现横桥向M线扭动。
②当它与肌动蛋白结合后，可被激活而具有ATP酶活性，能分解ATP 为横桥扭动和做功提供能量。
细肌丝 肌球蛋白
细肌丝 组成
肌动蛋白（肌纤蛋白， 球形大分子蛋白）
两串球 状缠绕 的肌丝
骨架 主体
原肌球蛋白
(2条肽链缠绕 成双螺旋）
肌肉舒张时，阻止肌 动蛋白与横桥的结合
亚单位C 4Ca2+
肌钙蛋白 构型改变
肌钙蛋白
（肌宁蛋白）
亚单位T
传递 信息
亚单位I
使肌钙蛋 白与原肌 球蛋白结 合
原肌球蛋白 构型改变
收缩蛋白 调节蛋白
*钙结合蛋白亚基（TnC），具有双负电菏的结合位点；原肌球蛋白结合亚基（TnT） 附着于原肌球蛋白上；抑制亚基（TnI），附着在肌动蛋白上。
✓ 单收缩 ✓ 强直收缩：不完全强直收缩和完全强直收缩
第四节 肌细胞生理
横纹肌
肌肉组织
平滑肌
骨骼肌
平滑肌
心肌
骨骼肌的活动受躯体神经的直接控制。它的功能是控 制各种关节的活动，借以完成躯体运动、呼吸动作，保 持各种正常姿势以及维持躯体平衡和其他各种复杂的运 动等。
平滑肌大都可自主收缩，并接受自主神经系统的调节， 其功能是参与构成各种空腔器官如胃肠道、膀胱、血管 等的管壁，维持这些器官的形态并产生运动。
一、骨骼肌神经－肌肉接头处兴奋的传递
（一）神经－肌肉接头的结构特点
神经-肌肉接头，也叫运动终板，是运动神经纤维末梢 抵达骨骼肌时失去髓鞘，末端膨大附着在所支配的肌细胞 （肌纤维）上形成的卵圆形的板状结构，称之为…
囊泡
接头前膜 接头间隙 接头后膜
轴突末梢
N型Ach受体 胆碱酯酶
（二）传递过程（电-化学-电过程）：
肌动蛋白上的结合位点被覆盖
横桥头部不能与结合位点结合
★综上所述，触发和终止肌丝 滑行的关键是Ca2+与肌钙蛋 白的结合和分离，即Ca2+的 浓度是高还是低，其与骨骼肌 的兴奋收缩偶联有关。
细肌丝从粗肌丝中退出并复位
肌肉舒张
（三）兴奋—收缩耦联
将肌细胞的电兴奋和机械收缩联系起来的中介机制，就称之兴 奋-收缩耦联 。
动作电位通过横管系统传向肌细胞深部
三联管部位的信息传递
纵管系统对Ca2+贮存、释放和再聚集
（四）影响横纹肌收缩效能的因素
➢ 前负荷
肌肉在收缩前所承受的负荷 长度-张力关系曲线
最适前负荷时，粗、细肌 丝处于最适重叠状态，粗肌 丝的横桥与细肌丝结合位点 最多，做功效率最高。
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➢ 后负荷
肌肉在收缩过程中所承受的负荷
TnC TnI TnT
➢横纹肌的收缩机理
“肌丝滑行理论 ” ：肌肉收缩时肌细胞内的肌丝并未缩短，只是 细肌丝向粗肌丝内滑行，使相邻的各Z线互相靠近，肌小节长度变 短，从而导致肌原纤维以至整个肌细胞和整块肌肉的收缩。肌肉 的收缩源自文库舒张均耗能。
肌质中Ca2+
TnC与Ca2+结 合，肌钙蛋白 构型发生改变
神经冲动到达末稍，接头前膜去极化
电压门控Ca2＋通道开放、Ca2＋内 流
囊泡向接头前膜移动、融合、 破裂，ACh释放至接头间隙
AChE
AC膜h与对终Na板＋膜和NK2＋受通体透结性合↑ 、
胆碱、 乙酸
Na＋内流使终板膜去极化→EPP EPP电紧张性扩布至周围肌膜 使其达到阈电位、爆发动作电位
3
神经－肌肉接头处兴奋传递的特征：
✓ 等长收缩 ✓ 等张收缩 张力-速度曲线 ✓ 最大缩短速度（Vmax） ✓ 最大收缩张力（P0） 肌肉的缩短速度取决于横桥周期的 长短，而收缩张力则取决于每瞬间与肌 动蛋白结合的横桥数目。 后负荷为最大张力的30%时才能获 得肌肉做功的最佳效率。
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➢ 肌肉的收缩能力
与前、后负荷无关的能决定肌肉收缩效能的内在特性
TnI与肌动蛋白 的结合减弱
横桥头部 能量释放
肌动蛋 白和横 桥结合
暴露出肌 动蛋白和 横桥的结 合位点
原肌球蛋白构型 发生改变，深陷 于肌动蛋白的双 股螺旋沟中
横桥向M线方向摆 动，拖动细肌丝向 粗肌丝中滑行
肌节缩短 肌肉收缩
肌质中的Ca2+浓度↓
肌钙蛋白与Ca2+分离
肌钙蛋白与原肌凝蛋 白构型恢复
肌肉的收缩能力提高的表现：
1）长度-张力曲线上移
2）张力-速度曲线右上移位
➢ 肌肉的总和效应 运动单位数量总和
骨骼肌的收缩受运动神经纤维支配，一个脊髓前角运动神经元及其所 有轴突末梢分支所支配的全部肌纤维，总称为一个运动单位。肌肉收缩的 强度可通过参与收缩的运动单位的数量来调节。 频率效应总和
① 单向传递； ② 终板电位是局部电位，可以总和产生动作电位； ③ 神经-肌肉接头处兴奋的传递存在传导延搁 ； ④ 对内外环境变化的敏感与易疲劳性。
（三）影响神经-肌肉接头传递的因素
①细胞外液Ca2+浓度：细胞外液Ca2+浓度升高时，乙酰胆碱释放量增
加，有利于兴奋传递；相反，Ca2+浓度降低时，则影响兴奋传递。
④自身免疫性疾病：重症肌无力（抗体破坏ACh受体），肌无力综
合征（抗体破坏N末梢Ca2+通道）。
二、横纹肌的收缩和舒张
（一） 横纹肌的结构
➢ 肌管系统
肌管系统由两套结构、功能各不相同的膜质管状系统组成： 一套走行方向与肌原纤维垂直，称为横管系统又称横管或T管； 另一套走行方向与肌原纤维平行，称为纵管系统也称纵管或L管， 又称肌质网。
②阻断ACh受体：乙酰胆碱与受体结合是触发终板电位的关键，而
受体阻断剂，如美洲箭毒和α-银环蛇毒可特异性阻断后膜乙酰胆碱受体 通道，从而造成传递阻滞，使肌肉松弛。
③抑制胆碱酯酶活性：胆碱酯酶能及时清除乙酰胆碱，保证兴奋由神
经向肌肉传递。如有机磷制剂（敌敌畏、乐果、敌百虫）、新斯的明等， 均有抑制胆碱酯酶的作用，使乙酰胆碱在体内蓄积，导致后膜持续性去极 化，引起胆碱能神经和部分中枢功能亢进，传递受阻。
（二） 横纹肌的收缩机制
➢ 横纹肌的微细结构——肌微丝
粗肌丝 肌球（凝）蛋白
横桥的主要功能
①能在一定条件下，与细肌丝中的肌动蛋白可逆结合，并随之发生构 型改变，出现横桥向M线扭动。
②当它与肌动蛋白结合后，可被激活而具有ATP酶活性，能分解ATP 为横桥扭动和做功提供能量。
细肌丝 肌球蛋白
细肌丝 组成
肌动蛋白（肌纤蛋白， 球形大分子蛋白）
两串球 状缠绕 的肌丝
骨架 主体
原肌球蛋白
(2条肽链缠绕 成双螺旋）
肌肉舒张时，阻止肌 动蛋白与横桥的结合
亚单位C 4Ca2+
肌钙蛋白 构型改变
肌钙蛋白
（肌宁蛋白）
亚单位T
传递 信息
亚单位I
使肌钙蛋 白与原肌 球蛋白结 合
原肌球蛋白 构型改变
收缩蛋白 调节蛋白
*钙结合蛋白亚基（TnC），具有双负电菏的结合位点；原肌球蛋白结合亚基（TnT） 附着于原肌球蛋白上；抑制亚基（TnI），附着在肌动蛋白上。
✓ 单收缩 ✓ 强直收缩：不完全强直收缩和完全强直收缩
第四节 肌细胞生理
横纹肌
肌肉组织
平滑肌
骨骼肌
平滑肌
心肌
骨骼肌的活动受躯体神经的直接控制。它的功能是控 制各种关节的活动，借以完成躯体运动、呼吸动作，保 持各种正常姿势以及维持躯体平衡和其他各种复杂的运 动等。
平滑肌大都可自主收缩，并接受自主神经系统的调节， 其功能是参与构成各种空腔器官如胃肠道、膀胱、血管 等的管壁，维持这些器官的形态并产生运动。
一、骨骼肌神经－肌肉接头处兴奋的传递
（一）神经－肌肉接头的结构特点
神经-肌肉接头，也叫运动终板，是运动神经纤维末梢 抵达骨骼肌时失去髓鞘，末端膨大附着在所支配的肌细胞 （肌纤维）上形成的卵圆形的板状结构，称之为…
囊泡
接头前膜 接头间隙 接头后膜
轴突末梢
N型Ach受体 胆碱酯酶
（二）传递过程（电-化学-电过程）：
肌动蛋白上的结合位点被覆盖
横桥头部不能与结合位点结合
★综上所述，触发和终止肌丝 滑行的关键是Ca2+与肌钙蛋 白的结合和分离，即Ca2+的 浓度是高还是低，其与骨骼肌 的兴奋收缩偶联有关。
细肌丝从粗肌丝中退出并复位
肌肉舒张
（三）兴奋—收缩耦联
将肌细胞的电兴奋和机械收缩联系起来的中介机制，就称之兴 奋-收缩耦联 。
动作电位通过横管系统传向肌细胞深部
三联管部位的信息传递
纵管系统对Ca2+贮存、释放和再聚集
（四）影响横纹肌收缩效能的因素
➢ 前负荷
肌肉在收缩前所承受的负荷 长度-张力关系曲线
最适前负荷时，粗、细肌 丝处于最适重叠状态，粗肌 丝的横桥与细肌丝结合位点 最多，做功效率最高。
16
➢ 后负荷
肌肉在收缩过程中所承受的负荷
TnC TnI TnT
➢横纹肌的收缩机理
“肌丝滑行理论 ” ：肌肉收缩时肌细胞内的肌丝并未缩短，只是 细肌丝向粗肌丝内滑行，使相邻的各Z线互相靠近，肌小节长度变 短，从而导致肌原纤维以至整个肌细胞和整块肌肉的收缩。肌肉 的收缩源自文库舒张均耗能。
肌质中Ca2+
TnC与Ca2+结 合，肌钙蛋白 构型发生改变
神经冲动到达末稍，接头前膜去极化
电压门控Ca2＋通道开放、Ca2＋内 流
囊泡向接头前膜移动、融合、 破裂，ACh释放至接头间隙
AChE
AC膜h与对终Na板＋膜和NK2＋受通体透结性合↑ 、
胆碱、 乙酸
Na＋内流使终板膜去极化→EPP EPP电紧张性扩布至周围肌膜 使其达到阈电位、爆发动作电位
3
神经－肌肉接头处兴奋传递的特征：
✓ 等长收缩 ✓ 等张收缩 张力-速度曲线 ✓ 最大缩短速度（Vmax） ✓ 最大收缩张力（P0） 肌肉的缩短速度取决于横桥周期的 长短，而收缩张力则取决于每瞬间与肌 动蛋白结合的横桥数目。 后负荷为最大张力的30%时才能获 得肌肉做功的最佳效率。
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18
➢ 肌肉的收缩能力
与前、后负荷无关的能决定肌肉收缩效能的内在特性