生理学课件7本科第四章1

Effect of after load on the velocity of muscle contraction (force-velocity relationship ) 后负荷afterload：指肌肉开始收缩时承受的 负荷，是肌肉收缩时的阻力。
１） 后负荷变大时： 张力变大 收缩速度变慢 （取决于横桥周期的长短） 缩短程度小 肌肉开始缩短的时间变晚 见图
前负荷 preload：指肌肉收缩前存在的负荷。使肌 肉处在某种被拉长的状态，使它在一定的初长度的情 况下进入收缩。 １） 前负荷与初长度的关系 ２） 长度－张力曲线 图 2-13 被动张力曲线 总张力曲线 主动张力曲线
最适初长度：能产生最大Po的肌肉初长度 称为最适初长，此时的前负荷称为最适前负荷。 肌肉处于最适初长度时 Po 最大、同样的后 负荷时，缩短程度大、速度快、作功和功率高 ３）机制 粗细肌丝处于最理想的重叠状 态（可以被激活的横桥数目多）
一、心肌细胞的跨膜电位及其形成机制
心脏有不同的心肌细胞
心肌的四大特性
兴奋性 (excitability)
自律性 (autorhythmicity)
传导性 (conductivity) 收缩性 (contractivity)
兴奋性
窦房结 心房肌 房室交界 房结区 结区 结希区 房室束 浦肯野纤维末梢 + + + + + + +
前负荷、后负荷和收缩速度的关系
（由对应于不同前负荷的一组张力-速度关系 曲线构成的立体坐标系统） 此图说明： 因为粗细肌丝相互重叠程度大，可能被激 活的横桥数目多 最适初长度和其他初长度相比： 后负荷相同时，缩短速度快、程度大、作 功大、功率大、 Po大
图中所的结论换言之：
在不同大小的前负荷中可以找出最适前负荷 肌肉在最适前负荷条件下工作时，可以产生最佳 的收缩效果，其所对应的那条张力-速度曲线位置最高； 进行等长收缩时P0最大；无负荷时最大收缩速度最大； 在每一具体的后负荷情况下进行等张收缩时，收缩速 度比其他前负荷大 最适前负荷时，收缩所表现的效果最好，初长度 大于或小于此值，皆非所宜。
舒张活动完成
左心→体循环
右心→肺循环
1. The function of the heart 2. Cardiomyocytes
a. ① Working cardiac cell (atrial and
ventricular cell ) ② cardiac conduction system b. ① Rhythmic cardiac cell ② non-autorhymic cardiac cell c. Preferential优势的 pathway
There is one response to one stimulus
单收缩分为：潜伏期 Latent period
收缩期 Contraction
舒张期 Relaxation
２复合收缩 （summation of contraction )： ① 不完全强直收缩(incomplete tetanus ) ：
（五）影响横纹肌收缩效能的因素
肌肉收缩时表现为张力force改变或/和缩短shortening a 只产生张力，不缩短 b 只缩短，不产生张力（理论上，即负荷为0时） c 产生张力、并发生缩短（前者在先）
等长收缩与等张收缩的概念
等长收缩 isometric contraction ：指肌肉收缩时只有张 力的增加而无长度的缩短。如抗重力肌的收缩 When the two ends of a muscle are held at fixed points , stimulation causes the development of force (tension )without change in muscle length. 等张收缩 isotonic contraction ：指肌肉收缩时只有长 度的缩短而无张力的增加。 Stimulation of a muscle causes a shortening while exerting a constant force (tension )
兴奋 – 收缩耦联 钙内流和肌桨网释放钙
平滑肌细胞收缩机制：
兴奋→细胞外钙进入肌桨 递质、激素和膜受体结合→ 激活G蛋白→ 产生第 二信使→ 肌桨网释放钙入肌桨 →钙结合并激活钙调蛋白→钙-钙调蛋白复合物结合 并激活胞桨中肌球蛋白轻链激酶→使肌球蛋白轻链 磷酸化→ 肌动蛋白构象改变→横桥与肌动蛋白结合 →横桥摆动→细肌丝滑行→肌细胞收缩
*Duration of AP is 200~300ms for ventricular cell , for atrial cell it is only about 150ms .
2 ）张力（后负荷）－ 速度曲线 肌肉一旦开始缩短，张力就不会再增加 最大张力 P0
根据张力－速度曲线
肌肉收缩时的功率和后负荷的关系是 抛物线
若描记 张力—缩短程度曲线
发现作功情况和后负荷的关系是抛物 线
2. 前负荷（初长度）对肌肉收缩的影响： —— 长度－张力曲线 Effect of preload on force of contraction (effect of muscle length on force of contraction)
Action potential
1) AP configuration波形 and 5 phases 2) Ion mechanism of 5 phases
a. Phase 0: (120mv, 1-2ms ,200-300v/S)fast Na+ channel) b. Phase 1: (+30 → 0mv, Ito) c. Phase 2 , plateau: ① Ca2+- channel: T type : ( TP:-50 ~-60mv, fast activation and inactivation, small current) L type: ( TP: -30 ~-40mv,Long-lasting , Mn2+ verapamil act as blocker) inward currents.
可以受外来神经支配或激素的影响作单细胞独立活动
单个单位平滑肌 （single-unit smooth muscle）或内脏平滑肌： 小血管、 胃肠道、子宫、输尿管等
有自律性
并可通过电耦联作整体性反应，即肌肉中所有的肌纤维作为 一个单位对刺激发生较为同步的反应 可对牵张刺激起反应
时相性收缩：间断的或节律性收缩（时相性平滑肌）
自律细胞和非自律细胞
快反应细胞和慢反应细胞
工作细胞
（一）工作细胞的跨膜电位及其形成机制
波形configuration
除极过程 0期: （去极化期） 波幅 120 mV（-90 mV→+30 mV) 持续时间 1 ~ 2 ms 除极速度 200 ~ 400v/s
复极过程 ： （1） 1期复极 （快速复极化初期）波幅 +30→0mV 持续时间 10ms （2） 2期 （平台期 plateau ） 0mV左右 持续时间 100 ~ 150ms （3）3期 (快速复极末期） 0mV→－90mV 持续时间100 ~ 150ms 静息期（ 4期） 静息电位水平， - 90mv
细胞内钙浓度降低时→平滑肌细胞舒张
第 四 章 血液循环 Blood circulation
输送血液在体内流动的管道系统,称为血液循环系统
组成: 心脏→泵，动力器官．有内分泌功能 血管→分为肺循环、体循环、淋巴管
血液的运输功能的实现依赖于循环功能
心脏是推动血液循环的动力器官
主要靠两个心室节律性的收缩和
后来的刺激在舒张期结束前到达肌肉，于是 肌肉在尚处在一定程度缩短或张力的基础上进行 新的收缩，称为不完全强直收缩。 Incomplete tetanus : each new contraction occurs before the preceding one is over (The second contraction is added partially to the first)
L type Ca2+ channel closed
Ik1 and Ik increase.
e. Phase 4: -90mv ① Na+ -K+ pump (pump current) ② Na+ -Ca2+ exchange ( secondary active transport ) ③ Calcium pump at cell membrane and sarcoplsmic reticulum
3. 肌肉收缩能力的改变对肌肉收缩的影响 肌肉收缩能力 contractility：指与前、后负 荷无关的影响肌肉收缩效果的肌肉内部功能特 性 影响因素 正性变力因素：Ca2+ 、咖啡因、肾上腺 素，其他激素 负性变力因素：缺氧，酸中毒，ATP缺乏、 以及兴奋收缩耦联、肌肉内蛋白质或横桥功能 特性的改变等
（锋电位与肌肉强直收缩的关系）
正常体内由运动神经传到骨骼肌的 兴奋冲动是 快速连续的，骨骼肌的收缩几乎都属于完全强直收 缩
二、平滑肌
存在于消化道、呼吸道、血管、泌尿和生殖系统等 （一）平滑肌的分类 多单位平滑肌（multi-unit smooth muscle）：睫状肌、竖毛肌、 虹膜肌、气道和大血管的平滑肌等
收缩能力增强时，
1 任一同等前负荷条件下张力-速度曲线右移， 2 任一同等后负荷条件下长度-张力曲线上移 3 各个前负荷条件下Po 值加大 （不同前负荷的张力-速度关系曲线构成的立 体坐标系统表面上抬）
收缩能力减弱时，则相反。
何谓肌肉收缩能力？
4. 收缩的总和（单收缩与单收缩的复合） （ 阈上刺激频率对收缩活动的影响） 1. 单收缩（single twitch）：整块骨骼肌或 单个肌细胞受到一次短促的刺激时，发生一次 兴奋，引起一次收缩，称为单收缩。
自律性
+
传导性
收缩性
+
+
+
+ +
+
+ +
+
+
心室肌
+
+
+
Atrial and ventricular muscle (contractility ,
conductivity , and excitability ) Specialized excitatory and conductive muscle fibers (conductivity ,excitability and autorhythmicity
② 完全强直收缩 (complete tetanus )：
刺激频率增加到前一次收缩结束前即开始新的 收缩，则各次张力变化和长度缩短完全融合叠加起 来，称为完全强直收缩 。 Complete tetanus :The successive contraction are so rapid that they fuse together and appears to be completely smooth and continuous.
② Ik1 and Ik:
Ik1: -30mv Pk+ ↓↓↓→ 0
Ik: +20mv activation,-40 ~ -50mv inactivation ,slow at phase 2 , outward current of K+ insreases gradually
d. Phase 3: 0mv → - 90mv
通常为混合式 等长→等张
肌肉在体内或在实验条件下可能遇到的负荷主 要有两种：
前负荷 preload：指肌肉收缩前存在的负荷， 使肌肉处在某种被拉长的状态，使它在一定的 初长度的情况下进入收缩。也称为初长度。
后负荷afterload：指肌肉开始收缩时承受 的负荷。是肌肉收缩时的阻力。
1.肌肉后负荷对肌肉收缩的影响 —— 张力-速度曲线
紧张性收缩：持续性收缩（（紧张性平滑肌）
（二）平滑肌的微细结构
结构特点： 梭形、直径小、肌丝排列不规则但有序、肌小节 不明显、肌桨网不发达、 胞桨中的致密体
细肌丝上的附着点
细胞膜上的致密区
中间丝：把致密体和致密区连接起来形成网架
结蛋白desmin上存在类似粗、细肌丝的细肌丝不 含肌钙蛋白，但存在钙调蛋白