肌细胞收缩与舒张原理

骨骼肌的肌原纤维由粗、细肌丝构 成。肌肉的缩短和伸长均是通过粗、细 肌丝在肌小节内的相互滑动而发生，肌 丝本身的长度不变。
骨骼肌纤维的收缩原理
兴奋
三联管信息传递
终池钙离子释放 原肌凝蛋白构象改变， 横桥与肌动
肌钙蛋白结合钙离子 肌动蛋白活性位点暴露 蛋白结合 肌小节缩短
拉动细肌丝向M线方向滑动
兴奋-收缩耦联—— 三个主要步骤：
2.后负荷：
在等张收缩条件下观察
后 负 荷 为 0→ 肌 缩 速 度 、 幅度↑和张力最小； 后负荷↑ → 肌缩速度、 幅度↓和张力↑； 后负荷↓ → 肌缩速度、 幅度↑和张力↓。
曲线1：张力-速度曲线 曲线2：速度×张力=功率
3.肌缩能力：
肌缩能力↑→肌缩速度、幅度和张力↑； 肌缩能力↓→肌缩速度、幅度和张力↓。 ①决定肌缩效应的内在特性主要是： Ⅰ.兴奋-收缩耦联期间胞浆内Ca2+的水平； Ⅱ.肌球蛋白的ATP酶活性。 ②调节和影响肌缩效应内在特性的因素： 许多神经递质、体液物质、病理因素和 药物。
明 带
Z
Z线
细 肌 丝
M线
细 肌 丝
Z线
粗肌丝
◎肌肉收缩的滑动机制
骨 骼 肌 收 缩 原 理
滑行 过程
(二)影响收缩因素 1.前负荷：
∵ 前负荷 → 肌节初长度 → 粗细肌丝的重叠程度→肌张力。 肌节最适初长 （ 2.0-2.2m ） 时，粗细肌丝重叠佳，肌缩速 度、幅度和张力最大；
前负荷对肌肉收缩的影响
1、在一定范围内，前负荷愈大， 初长度愈长，收缩力愈大；
2、最适初长度时，肌肉收缩能 使肌肉产生最大张力； 3、前负荷过大，初长度过长， 收缩力降低。
神经－肌 接头
神经轴突
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复 习
暗带 纵管 明带
三联管
终池 横管 终池
肌原纤维
骨骼肌纤维 肌 束 肌原纤维
细肌丝
细肌丝 粗肌丝
肌小节
（myosin） 粗肌丝：由肌凝蛋白组成
细肌丝（thin filament）
原肌凝蛋白 肌动蛋白
TnI: 肌钙蛋白 TnC:
肌小节
½ 明 带 ZБайду номын сангаас½
暗带
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
（五）、影响横纹肌收缩效能的因素
•
等长收缩:肌肉收缩时,只有张力增加而长度不
变的收缩,称为等长收缩。 • 等张收缩:肌肉收缩时,只有长度缩短而张力不 变的收缩,称为等张收缩。 • 注：①当负荷小于肌张力时,出现等张收缩； ②当负荷等于或大于肌张力时,出现等长收缩； ③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。
N-M接头处的兴奋传递过程
膜Ca2＋通道开放，膜外Ca2＋向膜内流动
接头前膜内囊泡移动、融合、破裂，
囊泡中的ACh释放(量子释放)
ACh与终板膜上的N2受体结合， 受体蛋白分子构型改变
终板膜对Na＋、K＋ (尤其是Na＋)通透性↑
二、骨骼肌收缩的分子机制
肌丝滑行理论◎
（myofilament sliding theory）
肌肉收缩与舒张原理
一、肌肉的细微结构 二、肌肉收缩与舒张过程 三、肌肉的收缩形式 四、肌肉的力学特征
一、神经－肌接头处的兴奋传递*
（一）神经－肌接头的结构
2、
兴奋
（二）
接头前膜
电
神经
肌接 头处 兴奋 传递 过程
钙通道开放 Ach量子释放★
化学
结合终板膜N型受体
终板电位
电
爆发AP引起肌细胞兴奋
①肌膜电兴奋的传导 • ②三联管处的信息传递 ③肌浆网（纵管系统）中Ca2+的释放 是兴奋-收缩耦联的耦联物
Ca2+
小结
神经细胞电活动（电）
神经肌肉接头处的化学传递（化学）
骨骼肌细胞电活动（电） 终末池Ca++释放（化学） 骨骼肌细胞收缩（机械）
（四）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
2、单收缩与强直收缩
单收缩（single twitch）:肌肉受到一次 刺激时，爆发一次动作 电位，引起一次收缩。
潜伏期、收缩期和 舒张期
单收缩：肌肉受低频刺激 而出现的独立收缩。
复合收缩：肌肉受 高频刺激而出现的 叠加收缩。 强直收缩 （tetanus）:连续 刺激下，肌肉产生 单收缩的复合。 1、不完全强直收 缩 2、完全强直收缩