动物生理学肌肉的收缩(课堂PPT)
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第二章-肌肉的收缩功能PPT课件
肌纤维
肌丝 2021
肌浆网
肌肉 肌纤维束
4
肌纤维
肌纤维 → 肌原纤维
肌原纤维
2021
5
1.肌原纤维和肌节
每条肌原纤维(myofibril)的全长都呈现规则的明 暗交替,分别为明带和暗带;明带的中央有一条横向 的暗线,称为Z线。
2021
6
明带
电镜下肌小节: 明带中含有细肌丝; 暗带中含有粗肌丝; 粗细肌丝在空间上呈
第四节 肌肉的收缩功能
2021
1
本节要求
掌握骨骼肌兴奋-收缩耦联概念。 熟悉骨骼肌的收缩机制；骨骼肌收缩的形式和影
响骨骼肌收缩的Biblioteka 素。 了解骨骼肌的微细结构。2021
2
骨骼肌
肌肉 心肌
（结构特性）
平滑肌
横纹肌
2021
3
（一）横纹肌的超微结构
结构特点：
大量肌原纤维 高度发达的肌管系统
肌原纤维
横桥与肌动蛋白结合、扭动、复位和新位点的再结合的过程， 称为横桥周期。
2021
26
2021
27
肌丝滑行两点说明
横桥循环摆动非同步，肌肉恒定张力和连续缩短 参与摆动的横桥数目、循环的速率可影响
肌肉产生的张力 肌肉缩短的程度 肌肉的缩短速度
2021
28
(三 ) 横纹肌的兴奋-收缩耦联
概念: 将细胞膜以电变化为特征的兴奋和以肌丝滑行为基础的机械收缩联系
概念：骨骼肌受到连续刺激时出现单收缩的复合，肌肉表现 为持续的收缩状态。
（1）不完全强直收缩 连续刺激→后续刺激落在前次收缩的舒张期→多次收缩的总和。
特点：①刺激频率较低； ②舒张不完全，呈锯齿状； ③幅度大于单收缩。
肌肉收缩
（4）骨骼肌纤维类型组成的年龄变化。 （5）遗传因素对骨骼肌纤维类型分布的影响。 四、肌纤维类型与运动能力 运动员的肌纤维百分组成具有明显的运动项目特异性。 快肌百分比与速度、爆发力素质有关，慢肌百分比与一般耐 力和力量耐力有关。
五、训练对肌纤维的影响
（一）运动能引起肌纤维组成的改变。 ① 快肌亚型（Ⅱa和Ⅱb）在训练影响下可相互转化。 ② 专门性的训练可使慢肌纤维和快肌纤维互相转 变，这种转变的中介是快C纤维，即：慢肌纤维 → 快C纤维 →快肌纤维 （二）不同训练形式对肌纤维影响 经常进行体育锻炼或系统的运动训练，可使肌肉 功能得以改善：肌纤维增粗、肌原纤维增多。
二、两类肌纤维的形态、代谢和生理特征
1.形态特征 FT
① 直径大、肌浆网发达
② 大α神经元 ③ 肌红蛋白含量高
ST
直径小、线粒体多而大 毛细血管密度大 小α神经元 肌红蛋白含量低
2.代谢特征： FT ① 无氧代谢酶活性高 ② 糖原含量多
ST 有氧代谢酶活性高 甘油三酯含量高
3.生理特征
①收缩速度：肌肉中快肌纤维收缩速度较快。
（二）兴奋在神经-肌肉接点传递的机制 运动神经纤维在到达神经末梢处时先失去髓鞘，以裸露 的轴突末梢嵌入到肌细胞膜上称作骨骼肌神经-肌接头。
二 、肌维的兴奋-收缩耦联
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 横桥与结合位点结合 分解ATP释放能量 横桥摆动 牵拉细肌丝朝肌节中央滑行 肌细胞收缩
第三节 细胞的生物电现象
（一）静息电位：安静时存在于细胞膜内外两侧的电位差 。 特点：内负外正、相对恒定 （二）动作电位：接受刺激后，在细胞膜两侧发生一次可 传 播的电位变化。 （三）膜的极化：生理学将静息电位存在时膜两侧所保持 的 内负外正状态，称为膜的极化。在一定条 件下如细胞受到刺激，膜的极化状态就可 能发生改变。 如膜内电位负值减小，称 为去极化；相反，如膜内电位负值增大， 称超极化；膜去极化后，又恢复到安静时 的极化状态，则称复极化。
五、训练对肌纤维的影响
（一）运动能引起肌纤维组成的改变。 ① 快肌亚型（Ⅱa和Ⅱb）在训练影响下可相互转化。 ② 专门性的训练可使慢肌纤维和快肌纤维互相转 变，这种转变的中介是快C纤维，即：慢肌纤维 → 快C纤维 →快肌纤维 （二）不同训练形式对肌纤维影响 经常进行体育锻炼或系统的运动训练，可使肌肉 功能得以改善：肌纤维增粗、肌原纤维增多。
二、两类肌纤维的形态、代谢和生理特征
1.形态特征 FT
① 直径大、肌浆网发达
② 大α神经元 ③ 肌红蛋白含量高
ST
直径小、线粒体多而大 毛细血管密度大 小α神经元 肌红蛋白含量低
2.代谢特征： FT ① 无氧代谢酶活性高 ② 糖原含量多
ST 有氧代谢酶活性高 甘油三酯含量高
3.生理特征
①收缩速度：肌肉中快肌纤维收缩速度较快。
（二）兴奋在神经-肌肉接点传递的机制 运动神经纤维在到达神经末梢处时先失去髓鞘，以裸露 的轴突末梢嵌入到肌细胞膜上称作骨骼肌神经-肌接头。
二 、肌维的兴奋-收缩耦联
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 横桥与结合位点结合 分解ATP释放能量 横桥摆动 牵拉细肌丝朝肌节中央滑行 肌细胞收缩
第三节 细胞的生物电现象
（一）静息电位：安静时存在于细胞膜内外两侧的电位差 。 特点：内负外正、相对恒定 （二）动作电位：接受刺激后，在细胞膜两侧发生一次可 传 播的电位变化。 （三）膜的极化：生理学将静息电位存在时膜两侧所保持 的 内负外正状态，称为膜的极化。在一定条 件下如细胞受到刺激，膜的极化状态就可 能发生改变。 如膜内电位负值减小，称 为去极化；相反，如膜内电位负值增大， 称超极化；膜去极化后，又恢复到安静时 的极化状态，则称复极化。
动物生理学肌肉的收缩ppt课件
肌肉的兴奋性
肌肉的兴奋性受到多种因素的影响，如刺激强度、刺激频率等，肌 肉兴奋性的变化直接影响肌肉的收缩反应。
肌肉收缩的化学传导
1 2
神经递质的释放与作用
当神经冲动传导到神经末梢时，神经递质被释放 到突触间隙，与突触后膜上的受体结合，引起肌 肉收缩。
乙酰胆碱的作用
乙酰胆碱是主要的神经递质之一，通过与突触后 膜上的乙酰胆碱受体结合，触发肌肉收缩。
动物的繁殖行为与肌肉收缩的关系
பைடு நூலகம்求偶
雄性动物在求偶过程中，会展示其肌 肉的力量和灵活性，以吸引雌性。例 如，雄性鸟类在求偶时，会展示其胸 部和颈部肌肉收缩产生的飞行技巧。
生产
雌性动物在生产过程中，子宫肌肉的 收缩有助于将胎儿推出体外。产后， 雌性动物通过收缩其子宫肌肉来帮助 胎盘和死胎的排出。
06
能量储备
肌肉中储存的能量形式包括糖原、 脂肪和蛋白质，这些储备在能量需 求增加时释放。
03
肌肉的收缩机制
肌肉收缩的分子基础
肌肉纤维的结构
肌肉纤维由肌原纤维和肌管系统 组成，肌原纤维是肌肉收缩的基 本单位，由粗、细两种肌丝构成
。
肌丝滑行的原理
肌肉收缩时，粗、细两种肌丝发 生相对位移，引起肌肉缩短。
肌肉恢复是指肌肉在疲劳后通过休息和营养补充等方式 恢复原有功能的过程。
肌肉疲劳的产生与能量消耗、代谢产物积累、神经传导 抑制等多种因素有关。
合理的休息和营养补充有助于提高肌肉恢复速度和运动 表现。
05
动物行为中的肌肉收缩
动物的行走与奔跑
行走
动物行走时，腿部肌肉的收缩使足部离开地面，推动身体向 前移动。不同动物具有不同结构的腿部肌肉，以适应其特定 的行走方式。例如，四足动物通过交替收缩其前肢和后肢来 行走。
肌肉的兴奋性受到多种因素的影响，如刺激强度、刺激频率等，肌 肉兴奋性的变化直接影响肌肉的收缩反应。
肌肉收缩的化学传导
1 2
神经递质的释放与作用
当神经冲动传导到神经末梢时，神经递质被释放 到突触间隙，与突触后膜上的受体结合，引起肌 肉收缩。
乙酰胆碱的作用
乙酰胆碱是主要的神经递质之一，通过与突触后 膜上的乙酰胆碱受体结合，触发肌肉收缩。
动物的繁殖行为与肌肉收缩的关系
பைடு நூலகம்求偶
雄性动物在求偶过程中，会展示其肌 肉的力量和灵活性，以吸引雌性。例 如，雄性鸟类在求偶时，会展示其胸 部和颈部肌肉收缩产生的飞行技巧。
生产
雌性动物在生产过程中，子宫肌肉的 收缩有助于将胎儿推出体外。产后， 雌性动物通过收缩其子宫肌肉来帮助 胎盘和死胎的排出。
06
能量储备
肌肉中储存的能量形式包括糖原、 脂肪和蛋白质，这些储备在能量需 求增加时释放。
03
肌肉的收缩机制
肌肉收缩的分子基础
肌肉纤维的结构
肌肉纤维由肌原纤维和肌管系统 组成，肌原纤维是肌肉收缩的基 本单位，由粗、细两种肌丝构成
。
肌丝滑行的原理
肌肉收缩时，粗、细两种肌丝发 生相对位移，引起肌肉缩短。
肌肉恢复是指肌肉在疲劳后通过休息和营养补充等方式 恢复原有功能的过程。
肌肉疲劳的产生与能量消耗、代谢产物积累、神经传导 抑制等多种因素有关。
合理的休息和营养补充有助于提高肌肉恢复速度和运动 表现。
05
动物行为中的肌肉收缩
动物的行走与奔跑
行走
动物行走时，腿部肌肉的收缩使足部离开地面，推动身体向 前移动。不同动物具有不同结构的腿部肌肉，以适应其特定 的行走方式。例如，四足动物通过交替收缩其前肢和后肢来 行走。
《肌肉收缩》PPT课件
（4）接头前膜Ach释放↓：肉毒杆菌中毒。
（二）横纹肌的细微结构
主要特点:含有大量的肌原纤维和发达的肌管系统， 且在排列上是高度规则有序的。
1.肌原纤维和肌节：
肌节——指肌原纤维上相邻两条Z线之间的区域，
是肌细胞收缩、舒张的最基本结构和功能单位。
一个肌节 = 1/2明带 + 中间的暗带 + 1/2 明带 每个肌节的长度可变 1.5 ~ 3.5 µm （在体安静时 2.0 ~ 2.2 µm ）
N末梢AP→ACh＋受体→EPP→肌膜AP 5、易受各种内、外环境因素影响：
影响N-M接头处兴奋传递的因素：
（1）阻断ACh受体：箭毒和α银环蛇毒，肌松剂 （驰肌碘）。
（2）抑制胆碱酯酶活性：有机磷农药，新斯的 明。
（3）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）。
1、肌丝的分子组成
粗肌丝 肌凝蛋白（肌球蛋白）
收缩蛋白
细肌丝 ① 肌动蛋白（肌纤蛋白）
② 原肌凝蛋白
调节蛋白
③ 肌钙蛋白（原宁蛋白）
（1）粗肌丝：由肌球（肌凝蛋白）组成，
其头部有一膨大部——横桥
粗 肌 丝
பைடு நூலகம்
横桥的特性
（1）可与细肌丝上肌动蛋白的结合位点呈可 逆性结合，并向M线方向摆动，完成横桥周期
五、影响横纹肌收缩效能的主要因素
肌肉收缩效能表现为收缩时产生的张 力和（或）缩短程度，以及产生张力或缩 短的速度。
骨骼肌的收缩形式
1、等长收缩（isometric contraction）
肌肉收缩时,长度不变(缩短速度=0),而张力 增加。如颈后部肌肉的收缩。
（发生在负荷≧肌肉收缩产生的张力时 ） 特点：无位移，维持姿势和体位
（二）横纹肌的细微结构
主要特点:含有大量的肌原纤维和发达的肌管系统， 且在排列上是高度规则有序的。
1.肌原纤维和肌节：
肌节——指肌原纤维上相邻两条Z线之间的区域，
是肌细胞收缩、舒张的最基本结构和功能单位。
一个肌节 = 1/2明带 + 中间的暗带 + 1/2 明带 每个肌节的长度可变 1.5 ~ 3.5 µm （在体安静时 2.0 ~ 2.2 µm ）
N末梢AP→ACh＋受体→EPP→肌膜AP 5、易受各种内、外环境因素影响：
影响N-M接头处兴奋传递的因素：
（1）阻断ACh受体：箭毒和α银环蛇毒，肌松剂 （驰肌碘）。
（2）抑制胆碱酯酶活性：有机磷农药，新斯的 明。
（3）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）。
1、肌丝的分子组成
粗肌丝 肌凝蛋白（肌球蛋白）
收缩蛋白
细肌丝 ① 肌动蛋白（肌纤蛋白）
② 原肌凝蛋白
调节蛋白
③ 肌钙蛋白（原宁蛋白）
（1）粗肌丝：由肌球（肌凝蛋白）组成，
其头部有一膨大部——横桥
粗 肌 丝
பைடு நூலகம்
横桥的特性
（1）可与细肌丝上肌动蛋白的结合位点呈可 逆性结合，并向M线方向摆动，完成横桥周期
五、影响横纹肌收缩效能的主要因素
肌肉收缩效能表现为收缩时产生的张 力和（或）缩短程度，以及产生张力或缩 短的速度。
骨骼肌的收缩形式
1、等长收缩（isometric contraction）
肌肉收缩时,长度不变(缩短速度=0),而张力 增加。如颈后部肌肉的收缩。
（发生在负荷≧肌肉收缩产生的张力时 ） 特点：无位移，维持姿势和体位
第三章 第四节 肌肉的收缩功能PPT课件
47
刺激频率改变时收缩的总和：
• 单收缩（twitch） • 不完全强直收缩（incomplete tetanus） • 完全强直收缩（complete tetanus）
连续刺激的频率低(间隔>单收缩的时 程)→多个分离AP→连续分离单收缩
编辑版pppt
48
incomplete tetanus：连续刺激频率增加→后续刺激落在 前次收缩的舒张期→发生的多次收缩的总和。
不同运动单位所包含的肌纤维数不同,可以从几根到上千根。
编辑版pppt
46
大小原则 (size principle):
• 收缩时: 弱收缩时,小运动单位先参与；随着收缩 的增强,会有多个和大的运动单位参与。
• 舒张时:共处五项原则最大运动单位先停止放电、 收缩, 最后才是小运动单位停止活动。
编辑版pppt
40
① 随着后负荷增加→收缩张力增加,而缩短速度减小。
② 当后负荷增加到肌肉不能缩短时(缩短速度=0), 可产生最大的
张力(P0), 此种收缩为等长收缩;当张力< P0时, 肌肉收缩既产生
张力, 又出现缩短且每次收缩开始后,张力即不再增加,直至收缩
完成(等张收缩)。
③ 当后负荷=0时，肌肉缩短可达最大缩短速度(Vmax)。
编辑版pppt
41
横桥摆动及与细动蛋 白解离快，所以速度 快。瞬间处于产生、 维持张力状态的横桥 少。
横桥摆动速度缓慢， 横桥周期长，瞬间处 于产生、维持张力状 态的横桥多。
*肌肉收缩的缩短速度: 取决于横桥周期的长短； *肌肉收缩的收缩张力：取决于每一瞬间与肌动蛋白结合 的横桥的数目。
编辑版pppt
横管系统或称T管：是由肌细胞的表面膜向 内凹入而形成，管腔通过肌膜凹入处的小 孔与细胞外液相通。
动物生理学第九章肌肉-PPT课件
放映结束！！ 谢 谢！！
① 粗肌丝
由肌球（凝）蛋白分子聚合而成，每个肌球蛋白由一 双螺旋状长杆部和一双球状头部（横桥）组成。生理 状态下，肌球蛋白分子的杆状部平行排列成束，组成 粗肌丝的主干；球状部则有规则的凸出在粗肌丝主干 表面形成横桥，横桥中含有丰富的ATP酶，能与肌动 蛋白结合而使肌肉收缩。
② 细肌丝
由肌动（纤）蛋白、原肌球（凝）蛋白和肌钙蛋白 组成。肌动蛋白直接参与肌肉收缩，与粗肌丝的肌 球蛋白均称为收缩蛋白；原肌球蛋白和肌钙蛋白对 收缩蛋白活动有调节作用，合成调节蛋白。
⑵ 单收缩
在实验条件下，肌肉受到单个刺激就产生一次收缩， 称▲单收缩，它是一切复杂肌肉活动的基础。一个 单收缩包括潜伏期、缩短期和舒张期。潜伏期是从 刺激到肌肉开始收缩的一段时间，从肌肉开始收缩 到收缩至最大程度的时期称为缩短期，随后出现舒 张期是肌肉收缩的恢复期。（如图）
⑶ ※※强直收缩
机体内来自运动神经的冲动不是单一的，而是一连 串的，如果成串冲动的间隔时间很短，那么在前一 次单收缩没有完成之前就接受又一次冲动刺激而发 生再一次收缩。冲动或刺激的频率增加到一定数值 时，使许多单收缩融合在一起，肌肉持续处于收缩 状态，称为※▲强直收缩。正常机体内骨骼肌的收 缩都是不同程度的强直收缩。（如图）
③ 随着乙酰胆碱Ach释放量增加，终板电位 随之增大，当超过邻近肌膜阈电位时，使邻 近肌膜去极化，产生动作电位，并传播到整 个肌细胞，使肌肉收缩。
④ 终板膜上的胆碱酯酶使乙酰胆碱Ach迅速 水解成乙酸和胆碱而失去作用。
终板电位的形成
㈣ 骨骼肌的类型和生长发育
1. 骨骼肌的类型 ⑴红肌 指骨骼肌中红肌纤维占优势。特点是：收缩比 较缓慢但持久、不易疲劳、效率高。主要与红 肌肌红蛋白ATP的活性较低，分解速度慢有关。
实验六肌肉收缩动物学实验PPT课件
如鲤鱼等，用于研究肌肉收缩特性。
哺乳动物
如小鼠、大鼠等，用于研究肌肉收缩 机制。实验器材Βιβλιοθήκη 010203
04
显微镜
用于观察肌肉细胞和组织结构 。
肌肉收缩记录仪
用于记录肌肉收缩的幅度和频 率。
手术器械
包括解剖刀、镊子、止血钳等 ，用于进行动物手术。
恒温浴槽
用于保持实验温度的恒定。
实验试剂
生理盐水
用于维持动物体内环境 的稳定。
探讨实验中使用的药物对肌肉收缩的作用和影响，分析其作用机制 和效果。
不同条件对肌肉收缩的影响
比较不同刺激强度、频率等因素对肌肉收缩的影响，分析其生理意 义。
误差分析
误差来源分析
分析实验过程中可能存在的误差来源，如仪器误 差、操作误差等。
误差对结果的影响
评估误差对实验结果的影响程度，如对收缩幅度 、频率等指标的影响。
续时间等指标。
肌肉组织切片图
展示实验后肌肉组织的显微结构 ，观察肌肉纤维的排列、形态和
病理变化。
数据表格
整理实验过程中记录的各项数据 ，包括收缩幅度、频率、持续时
间等，以便进行后续分析。
结果分析
肌肉收缩机制分析
根据实验结果，分析肌肉收缩的生理机制，如兴奋-收缩耦联、肌 肉类型等。
药物对肌肉收缩的影响
误差控制与减小
提出减小误差的方法和措施，以提高实验结果的 准确性和可靠性。
05
CATALOGUE
结论与讨论
实验结论总结
肌肉收缩是动物体内重要的生理过程 ，通过实验观察和分析，可以深入了 解其机制和影响因素。
实验结果表明，肌肉收缩受到多种因 素的影响，如刺激强度、刺激频率、 肌肉类型和生理状态等。
肌肉收缩性质PPT课件
是产生一次动作电位，紧接着出现 一次机械收缩，称为单收缩。 最大收缩：将刺激强度逐步增大， ① 肌肉收缩反应也相应增大，当肌肉
②
收缩不再随刺激强度增加而增大的 收缩，称为最大收缩。
③
阈下刺激 阈强度
4
最适刺激强度
（2）强直收缩(tetanus)
如果给肌肉以连续的脉冲刺激，当刺激频率增加到某一 限度时，后来的刺激在前一次收缩行为结束前即到达肌 肉，于是肌肉在自身还处于一定程度的缩短或张力存在 的基础上进行新的收缩，发生所谓的收缩融合，称为强 直收缩。
强度和刺激频率对肌肉收缩的影响； 明确阈刺激、阈下刺激、阈上刺激的概念。
2
二、相关理论知识
（一）基本概念 1.阈刺激：如果刺激时间一定，引起组织兴奋 所必需的最小强度的刺激。 2.阈下刺激：强度小于阈值的刺激。 3.阈上刺激：强度大于阈值的刺激。
3
（二）骨骼肌的收缩形式
单收缩和强直收缩
（1）单收缩（single twitch) 骨骼肌受到一次短促的刺激时，先
阈强度最适刺激强度阈下刺激2强直收缩tetanus如果给肌肉以连续的脉冲刺激当刺激频率增加到某一限度时后来的刺激在前一次收缩行为结束前即到达肌肉于是肌肉在自身还处于一定程度的缩短或张力存在的基础上进行新的收缩发生所谓的收缩融合称为强直收缩
肌肉收缩性质
1
一、实验目的
学会坐骨神经-腓肠肌标本制备； 通过观察骨骼肌的收缩形式，了解不同刺激
a.不完全强直收缩 b.完全强直收缩 单收缩
5
（三）坐骨神经-腓肠肌标本在组织细胞兴奋性 和骨骼肌收缩观察中的作用
刺激坐骨神经-腓肠 肌标本的神经游离端， 在经过一个极短的潜 伏期后，可以看到肌 肉出现一次快速的缩 短和舒张。
②
收缩不再随刺激强度增加而增大的 收缩，称为最大收缩。
③
阈下刺激 阈强度
4
最适刺激强度
（2）强直收缩(tetanus)
如果给肌肉以连续的脉冲刺激，当刺激频率增加到某一 限度时，后来的刺激在前一次收缩行为结束前即到达肌 肉，于是肌肉在自身还处于一定程度的缩短或张力存在 的基础上进行新的收缩，发生所谓的收缩融合，称为强 直收缩。
强度和刺激频率对肌肉收缩的影响； 明确阈刺激、阈下刺激、阈上刺激的概念。
2
二、相关理论知识
（一）基本概念 1.阈刺激：如果刺激时间一定，引起组织兴奋 所必需的最小强度的刺激。 2.阈下刺激：强度小于阈值的刺激。 3.阈上刺激：强度大于阈值的刺激。
3
（二）骨骼肌的收缩形式
单收缩和强直收缩
（1）单收缩（single twitch) 骨骼肌受到一次短促的刺激时，先
阈强度最适刺激强度阈下刺激2强直收缩tetanus如果给肌肉以连续的脉冲刺激当刺激频率增加到某一限度时后来的刺激在前一次收缩行为结束前即到达肌肉于是肌肉在自身还处于一定程度的缩短或张力存在的基础上进行新的收缩发生所谓的收缩融合称为强直收缩
肌肉收缩性质
1
一、实验目的
学会坐骨神经-腓肠肌标本制备； 通过观察骨骼肌的收缩形式，了解不同刺激
a.不完全强直收缩 b.完全强直收缩 单收缩
5
（三）坐骨神经-腓肠肌标本在组织细胞兴奋性 和骨骼肌收缩观察中的作用
刺激坐骨神经-腓肠 肌标本的神经游离端， 在经过一个极短的潜 伏期后，可以看到肌 肉出现一次快速的缩 短和舒张。
《肌肉收缩性质及A》PPT课件
电位，都可沿着细胞膜向周围传播，使整个细胞都经历一次类似 于被刺激部位的离子通透性的改变，表现为动作电位沿整个细胞 膜的传导（conduction）。
二、相关理论知识
• （四）神经干动作电位的记录 • 双相、单相动作电位记录，如图所示。
二、相关理论知识
逐步增大，肌肉收缩反应也相应增大，当肌肉收缩不
再随刺激强度增加而增大时的收缩，称最大收缩。
二、相关理论知识
• （2）强直收缩（composite contraction）
• 如果给肌肉以连续的脉冲刺激，当刺激频率增加到 某一限度时，后来的刺激在前一次收缩未结束前即到 达肌肉，于是肌肉在自身尚处于一定程度的缩短或张 力存在的基础上进行新的收缩，发生所谓的收缩融合 ，称强直收缩。
二、相关理论知识
• （二）动作电位（Action potential ，AP）的特点
• 1、概念 • 可兴奋组织细胞受刺激后，产生的可传
播的电位变化过程，称动作电位。 • 2、特点 • ①“全或无”现象：膜通道激活特性决
定。 • ②可传播：峰电位反极化特性决定。
二、相关理论知识
• （三）兴奋在同一细胞上的传导机制 • 可兴奋细胞的特征之一，就是它在膜的任何一处产生的动作
，剪断股骨（保留约1cm），在跟腱处结扎并剪断腓肠肌腱，将 膝关节以下小腿部分全部剪除，剩下即为坐骨神经—腓肠肌标本 。 • （6）标本检验 用锌铜弓轻轻刺激坐骨神经，腓肠肌收缩即表示 标本制备完好。（播放视频）
２．肌肉收缩的性质
• （1）连接刺激器和记录装置 • 将张力换能器和肌槽固定在铁支架上，张力换能器的输出端连接放
• （一）基本概念 • １．阈值：如果刺激时间一定，引起组织兴奋所必需
的最小刺激强度，称为阈值(threshold) 或阈强度（t hreshold intensity）。 • ２．强度小于阈值的刺激，称为阈下刺激(sublimina l)。 • ３．强度大于阈值的刺激，称为阈上刺激（suprali minal stimulus ）。
二、相关理论知识
• （四）神经干动作电位的记录 • 双相、单相动作电位记录，如图所示。
二、相关理论知识
逐步增大，肌肉收缩反应也相应增大，当肌肉收缩不
再随刺激强度增加而增大时的收缩，称最大收缩。
二、相关理论知识
• （2）强直收缩（composite contraction）
• 如果给肌肉以连续的脉冲刺激，当刺激频率增加到 某一限度时，后来的刺激在前一次收缩未结束前即到 达肌肉，于是肌肉在自身尚处于一定程度的缩短或张 力存在的基础上进行新的收缩，发生所谓的收缩融合 ，称强直收缩。
二、相关理论知识
• （二）动作电位（Action potential ，AP）的特点
• 1、概念 • 可兴奋组织细胞受刺激后，产生的可传
播的电位变化过程，称动作电位。 • 2、特点 • ①“全或无”现象：膜通道激活特性决
定。 • ②可传播：峰电位反极化特性决定。
二、相关理论知识
• （三）兴奋在同一细胞上的传导机制 • 可兴奋细胞的特征之一，就是它在膜的任何一处产生的动作
，剪断股骨（保留约1cm），在跟腱处结扎并剪断腓肠肌腱，将 膝关节以下小腿部分全部剪除，剩下即为坐骨神经—腓肠肌标本 。 • （6）标本检验 用锌铜弓轻轻刺激坐骨神经，腓肠肌收缩即表示 标本制备完好。（播放视频）
２．肌肉收缩的性质
• （1）连接刺激器和记录装置 • 将张力换能器和肌槽固定在铁支架上，张力换能器的输出端连接放
• （一）基本概念 • １．阈值：如果刺激时间一定，引起组织兴奋所必需
的最小刺激强度，称为阈值(threshold) 或阈强度（t hreshold intensity）。 • ２．强度小于阈值的刺激，称为阈下刺激(sublimina l)。 • ３．强度大于阈值的刺激，称为阈上刺激（suprali minal stimulus ）。
动物生理学第四章-肌肉的兴奋与收缩PPT课件
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9
4.3 兴奋收缩耦联(excitation-contraction coupling): 由肌膜上的动作电位触发肌纤维收缩的一系列过程。
横管(T)：肌膜在Z线内凹形成，并环绕肌原纤维。
•肌管系统： （图5） 纵管(L)：每一肌小节有一个肌质网，在 Z线附近
管腔变宽，相互 吻合成终末池。
三联体 （图）：分属两个肌节的相邻两个终池，其中间隔以横 管形成。
2、等长收缩（isometric contraction）：
张力变化，而长度不变的收 缩。 （图）
3、张力与肌肉长度的关系：
最适初长度：肌肉在此长度下收缩，所表现的效果最好，即 产生最大张力。
最适初长度正好是使肌小节保持在2.0~2.2μm的负荷，这 时粗细肌丝处于最理想的重叠状态，因而能表现出最好的收 缩效果。
1、结构：
• 肌纤维 (muscle fiber) 肌原纤维（myofibril）：直径1-2微米，贯穿整个肌纤维。 •暗带（A带）：固定、静止
粗肌丝（thick myofilament）：肌球蛋白（myosin） •明带（I带）：长度可变
细肌丝(thin myofilament)：60%肌动蛋白（actin）
•横桥（cross bridge）： （图） ①横桥与细肌丝上的肌动蛋白分子呈可逆结合，向M线方
向扭动； （图） ②具ATP分解酶的活性
•myosin的三种重要功能： ①分子聚合成粗肌丝； ②具有ATP酶活性； ③与actin结合
-
4
3、细肌丝的分子结构
•肌动蛋白（actin）占 60% ：单体呈球状（G-actin)，在细肌丝 中聚合成双螺旋(F-actin)，成为细肌丝之主干（图）
-
动物生理学课件：肌肉
肌管系統
肌肉
肌肉
肌肉
肌微絲的分子結構： 每條肌原纖維
由許多肌微絲組成。 粗肌絲
肌微絲 細肌絲
肌肉
肌球蛋白 （myosin）
由肌球蛋白組成。 大約200-300個肌球聚 合而成一條粗絲。
杆狀部（rod portion）
球狀部（heads）
肌球蛋白的外形 為一根主幹，頭部有 兩個圓球，似“豆芽 形”。
整體內的肌肉是兩種形式不同程度的複合。
肌肉
在實驗條件下，肌肉受到一次刺激所引起的一次收 縮稱為單收縮。
潛伏期——從刺激開始到肌肉收 縮所經歷的一段時間。
包括三個時期： 縮短期——從開始縮短到產生最 大收縮的時間間隔。
舒張期——從肌肉最大縮短到恢 復原來初長的一段時間。
肌肉
肌肉
（1）收縮總和——
15.Binding of new ATP molecule causes myosin to release actin and return to the “cocked” forward position, ready to repeat the cycle
14.Myosin remains flexed and bound to actin until another ATP molecule bind to it.
22.Tropomyosin blocks active sites of actin, preventing actin-myosin cross bridges from forming.
肌肉
四、骨骼肌的做功
（一）肌肉作功肌肉收縮時的產熱 （四）肌肉的能量代謝
2005年11月27日，中國選手錢吉成在第59屆世界 健美錦標賽60公斤級決賽中奪得冠軍，實現了中 國選手在健美世錦賽上的歷史性突破。
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• 涉及： – 肌膜 – 橫管 – 终池 – 肌质网
– Ca2+ – 肌钙蛋白
肌管系统
①横管(transverse tube)系统，简称T管。横管是由肌细胞膜 在肌纤维的Z线处向内凹陷而形成。其膜具有与肌膜相类似的 特性，可以产生以Na+为基础的去极化和动作电位。
②纵管系统，即肌浆网 (sarcoplasmic reticulum，SR)，简 称L管（纵管，gitudinal tubule）。L管与肌原纤维平行，包 绕于肌小节中间部。
内部结构:
终池
肌质
肌膜
肌原纤维 细肌丝 粗肌丝
三联体
肌质网 T管
横 纹:
肌联蛋白 细肌丝 粗肌丝
肌丝的结构 I:
肌小节
肌联蛋白
粗肌丝 细肌丝
肌丝的结构 II:
肌丝滑行学说 I:
• 肌肉收缩（时），肌小节缩短，细肌丝（肌纤蛋 白丝）在粗肌丝（肌凝蛋白丝）中间主动滑行的 收缩时，肌小节中的粗肌丝与细肌丝的长度均未 发生变化，只是细肌丝在向粗肌丝中央滑行时， 增加了其与粗肌丝重迭的区域，因此H区的宽度 减少直至消失，甚至出现细肌丝重迭的新区带， 相应肌小节的亮带也变窄。
• 肌肉舒张时，肌小节延长
肌丝滑行学说 II:
舒张时的肌小节
收缩时的肌小节
肌小节缩短
肌纤蛋白Actin 和肌凝蛋白（肌球 蛋白） Myosin的结构
细肌丝的结构:
肌纤蛋白分子
肌钙蛋白复合体
原肌凝蛋白，原肌球蛋白
肌肉收缩的机制
收缩蛋白： 肌凝（球）蛋白 肌纤蛋白
调节蛋白： 原肌凝（球）蛋白 肌钙蛋白
smooth
• 心肌Cardiac
– Heart – Single nucleus centrally located – Striations, involuntary, intercalated disks
骨骼肌的结构 I:
骨骼肌的结构 II:
骨骼肌的结构 III:
肌纤维:
肌膜
肌元纤维
肌质
• 弹性Elasticity
– Ability of muscle to recoil to original resting length after stretched
肌肉组织的分类
• 骨骼肌Skeletal
– Attached to bones – Nuclei multiple and peripherally located – Striated, Voluntary and involuntary (reflexes)
静息时，横管上的L型Ca2+通道对终末池膜上的释放通 道开口起到堵塞作用，只有当横管膜上的电信号到达此处时， L型通道发生构型变化，才消除对终末池膜上通道的堵塞作 用，Ca2+大量进入肌浆。
肌质网中还存在着一种Ca2+泵，是Ca2+-Mg2+依赖式 ATP酶的离子转运蛋白质酶，Ca2+的升高一方面引起肌丝的 相对滑行，另一方面又激活了L管上的Ca2+泵，可以将Ca2+ 主动转运入终末池。
23
动作电位和肌肉收缩
包括三个主要过程：
1 电兴奋通过横管系统传向肌细胞的深处； 2 三联管结构处信息的传递； 3 肌浆网（即纵管系统）对Ca2+的释放与再聚
积。
25
①当肌细胞膜兴奋时，动作电位可沿着凹入细胞内 的横管膜传导，引起横管膜产生动作电位。
②当动作电位传到终末池时，激活T管和L型Ca2+通 道，L型Ca2+通道发生构型改变，消除对终末池 膜上Ca2+释放通道的堵塞作用，
①当肌浆中Ca2+浓度升高时，Ca2+与肌钙蛋白C亚单位结合 引起肌钙蛋白构象的改变，
②这种改变也传递给原肌凝蛋白，同时引起原肌凝蛋白构象 发生扭转
③消除了静息时对肌纤蛋白与横桥结合的障碍
④肌纤蛋白与横桥两者的结合,并向M线方向的扭动，把细肌 丝拉向M线方向，肌小节缩短。
⑤Ca2+是触发肌丝相对滑行的因子，因此又称它为去抑制因 子。
• 兴奋性Exy of muscle to respond to a stimulus
• 伸展性Extensibility
– Muscle can be stretched to its normal resting length and beyond to a limited degree
• 平滑肌Smooth
– Walls of hollow organs, blood vessels, eye, glands, skin
– Single nucleus centrally located – Not striated, involuntary, gap junctions in visceral
③而使终末池内的Ca2+大量进入肌浆，足够与肌钙 蛋白（TnC）结合达到饱和；
④从而触发肌丝的相对滑行，肌肉收缩。
L管在接近肌小节两端的T管处，形成特殊的膨大，称为 终末池(或称连接肌浆网Junctional SR,JSR)，内贮存大量 Ca2+ 。
22
靠近T管的终末池上有释放Ca2+的通道（或称 ryanodine receptor, RYR）。
在与之对置的横管膜或肌膜上有一种L型的Ca2+通道 （L-type Ca2+ channel）。
1.5 肌肉的收缩
掌握
• 1.（骨骼肌的）肌丝滑行理论和肌丝滑行
•
机制—横桥周期（循环）
• 2.骨骼肌兴奋收缩耦联过程
肌肉组织的生理功能
• 移动身体 • 保持姿势 • 呼吸 • 机体产热 • 通信 • 缩窄器官和血管 • 心脏跳动
肌肉组织的特性
• 收缩性Contractility
– Ability of a muscle to shorten with force
⑥如果肌浆内Ca2+浓度仍很高,便又可出现横桥同细肌丝上 新位点的再结合、再扭动如此反复进行称为横桥循环或横桥 周期（cross-bridge cycling）,一旦肌浆中的Ca2+浓度减少 时，横桥与肌纤蛋白分子解离，则出现相反的变化，肌小节 恢复原状，肌肉舒张。
19
动作电位
兴奋收缩耦联
• 在以膜电位的变化为特征 的兴奋过程与以肌丝滑行为 基础的收缩活动之间，存在 的能把两者联系起来的中介 过程叫兴奋-收缩耦联 （excitation-contraction coupling）
– Ca2+ – 肌钙蛋白
肌管系统
①横管(transverse tube)系统，简称T管。横管是由肌细胞膜 在肌纤维的Z线处向内凹陷而形成。其膜具有与肌膜相类似的 特性，可以产生以Na+为基础的去极化和动作电位。
②纵管系统，即肌浆网 (sarcoplasmic reticulum，SR)，简 称L管（纵管，gitudinal tubule）。L管与肌原纤维平行，包 绕于肌小节中间部。
内部结构:
终池
肌质
肌膜
肌原纤维 细肌丝 粗肌丝
三联体
肌质网 T管
横 纹:
肌联蛋白 细肌丝 粗肌丝
肌丝的结构 I:
肌小节
肌联蛋白
粗肌丝 细肌丝
肌丝的结构 II:
肌丝滑行学说 I:
• 肌肉收缩（时），肌小节缩短，细肌丝（肌纤蛋 白丝）在粗肌丝（肌凝蛋白丝）中间主动滑行的 收缩时，肌小节中的粗肌丝与细肌丝的长度均未 发生变化，只是细肌丝在向粗肌丝中央滑行时， 增加了其与粗肌丝重迭的区域，因此H区的宽度 减少直至消失，甚至出现细肌丝重迭的新区带， 相应肌小节的亮带也变窄。
• 肌肉舒张时，肌小节延长
肌丝滑行学说 II:
舒张时的肌小节
收缩时的肌小节
肌小节缩短
肌纤蛋白Actin 和肌凝蛋白（肌球 蛋白） Myosin的结构
细肌丝的结构:
肌纤蛋白分子
肌钙蛋白复合体
原肌凝蛋白，原肌球蛋白
肌肉收缩的机制
收缩蛋白： 肌凝（球）蛋白 肌纤蛋白
调节蛋白： 原肌凝（球）蛋白 肌钙蛋白
smooth
• 心肌Cardiac
– Heart – Single nucleus centrally located – Striations, involuntary, intercalated disks
骨骼肌的结构 I:
骨骼肌的结构 II:
骨骼肌的结构 III:
肌纤维:
肌膜
肌元纤维
肌质
• 弹性Elasticity
– Ability of muscle to recoil to original resting length after stretched
肌肉组织的分类
• 骨骼肌Skeletal
– Attached to bones – Nuclei multiple and peripherally located – Striated, Voluntary and involuntary (reflexes)
静息时，横管上的L型Ca2+通道对终末池膜上的释放通 道开口起到堵塞作用，只有当横管膜上的电信号到达此处时， L型通道发生构型变化，才消除对终末池膜上通道的堵塞作 用，Ca2+大量进入肌浆。
肌质网中还存在着一种Ca2+泵，是Ca2+-Mg2+依赖式 ATP酶的离子转运蛋白质酶，Ca2+的升高一方面引起肌丝的 相对滑行，另一方面又激活了L管上的Ca2+泵，可以将Ca2+ 主动转运入终末池。
23
动作电位和肌肉收缩
包括三个主要过程：
1 电兴奋通过横管系统传向肌细胞的深处； 2 三联管结构处信息的传递； 3 肌浆网（即纵管系统）对Ca2+的释放与再聚
积。
25
①当肌细胞膜兴奋时，动作电位可沿着凹入细胞内 的横管膜传导，引起横管膜产生动作电位。
②当动作电位传到终末池时，激活T管和L型Ca2+通 道，L型Ca2+通道发生构型改变，消除对终末池 膜上Ca2+释放通道的堵塞作用，
①当肌浆中Ca2+浓度升高时，Ca2+与肌钙蛋白C亚单位结合 引起肌钙蛋白构象的改变，
②这种改变也传递给原肌凝蛋白，同时引起原肌凝蛋白构象 发生扭转
③消除了静息时对肌纤蛋白与横桥结合的障碍
④肌纤蛋白与横桥两者的结合,并向M线方向的扭动，把细肌 丝拉向M线方向，肌小节缩短。
⑤Ca2+是触发肌丝相对滑行的因子，因此又称它为去抑制因 子。
• 兴奋性Exy of muscle to respond to a stimulus
• 伸展性Extensibility
– Muscle can be stretched to its normal resting length and beyond to a limited degree
• 平滑肌Smooth
– Walls of hollow organs, blood vessels, eye, glands, skin
– Single nucleus centrally located – Not striated, involuntary, gap junctions in visceral
③而使终末池内的Ca2+大量进入肌浆，足够与肌钙 蛋白（TnC）结合达到饱和；
④从而触发肌丝的相对滑行，肌肉收缩。
L管在接近肌小节两端的T管处，形成特殊的膨大，称为 终末池(或称连接肌浆网Junctional SR,JSR)，内贮存大量 Ca2+ 。
22
靠近T管的终末池上有释放Ca2+的通道（或称 ryanodine receptor, RYR）。
在与之对置的横管膜或肌膜上有一种L型的Ca2+通道 （L-type Ca2+ channel）。
1.5 肌肉的收缩
掌握
• 1.（骨骼肌的）肌丝滑行理论和肌丝滑行
•
机制—横桥周期（循环）
• 2.骨骼肌兴奋收缩耦联过程
肌肉组织的生理功能
• 移动身体 • 保持姿势 • 呼吸 • 机体产热 • 通信 • 缩窄器官和血管 • 心脏跳动
肌肉组织的特性
• 收缩性Contractility
– Ability of a muscle to shorten with force
⑥如果肌浆内Ca2+浓度仍很高,便又可出现横桥同细肌丝上 新位点的再结合、再扭动如此反复进行称为横桥循环或横桥 周期（cross-bridge cycling）,一旦肌浆中的Ca2+浓度减少 时，横桥与肌纤蛋白分子解离，则出现相反的变化，肌小节 恢复原状，肌肉舒张。
19
动作电位
兴奋收缩耦联
• 在以膜电位的变化为特征 的兴奋过程与以肌丝滑行为 基础的收缩活动之间，存在 的能把两者联系起来的中介 过程叫兴奋-收缩耦联 （excitation-contraction coupling）