第 05 章 肌细胞生理

复习题 一、名词解释 1、兴奋-收缩偶联 二、简答论述题 1、试比较心室肌细胞与骨骼肌细胞动作电位的异同点。 2、简述骨骼肌收缩的横桥周期的主要过程。 3、试比较骨骼肌、心肌和平滑肌收缩过程中钙离子的 作用。 2、三联体
第二节
平滑肌生理
三、平滑肌细胞的电活动
（一）单位平滑肌和自发电活动
单位平滑肌也称内脏平滑肌
1.静息电位
平滑肌RP较小(-50～-60mV)，主要由K+外流形成
的；也与钠泵的生电作用有关。
第二节
平滑肌生理
2.自动去极化波 （1）起搏点电位 （2）慢波电位 在胃肠不收缩的情况下，记录到一种自发的、节律性的 去极化波，也称为基本电节律(basic electrical rhythm)。或起步电位。
④磷酸化的横桥被激活，与肌动蛋白结合。
钙调蛋白的结构与肌钙蛋白相似。
第二节
平滑肌生理
四、平滑肌的收缩
（二）肌浆中Ca2+浓度的调节 1.Ca2+有两个来源：①细胞外液（主要） ②肌质网 2.细胞外Ca2+是启动平滑肌细胞收缩的主要来源。
第三节
心肌生理
第三节 心肌生理
一、心肌细胞的形态结构
纵断
心肌 闰盘
第三节
心肌生理
闰盘
心肌纤维EM纵断
线粒体
第三节
心肌生理
二、心肌细胞的动作电位
3
细胞的跨膜电位及其形成机制
组成
除极化 0期 过程
第三节
心肌生理
分期
范 围
-90 mv ~ +30 mv
时 间
持续1 ~ 2 ms，
约占10 ms
形成机制
钠通道开放 Na+内流
钠通道失活 钾通道被激活 It0外流
①ICa-L内流 ②IKl内流（内向整流K电流）
第一节
骨骼肌生理
一、骨骼肌的超微结构
（二）肌微丝的分子组成 1、粗丝的分子组成：肌球蛋白 肌球蛋白分子有一个致密的头和一个长的尾。
第一节
骨骼肌生理
1、粗丝的分子组成
X衍射法证明：
前一对横桥与后一对横桥夹角 60º，间距14.3nm，第一对横 桥与第四对横桥相距42.9nm， 夹角为0º；这样，一条粗丝正 好和6条细丝相对。
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第一节
骨骼肌生理
2、强直收缩
肌肉收缩与刺激频率有关， 相继两次超最大刺激若间 隔时间变短，则先后两次 收缩可呈现重叠，甚至变 成一次更大的收缩，此称 为总和。不完全强直收缩、 完全强直收、临界融合频 率。
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第二节
平滑肌生理
第二节 平滑肌生理
一、平滑肌的结构
1、形态大小： 呈梭形，长50-100µm，直径210 µm，有单个核。
第一节
骨骼肌生理
二、骨骼肌的收缩机制
横桥周期
第一节
骨骼肌生理
二、骨骼肌的收缩机制
兴奋-收缩偶联：肌膜的电变化和肌节间的机械缩短之
间的中介性过程。
第一节
骨骼肌生理
Relaxation mechanism of skeletal muscle
骨骼肌舒张机制
第一节
骨骼肌生理
三、骨骼肌收缩的机械特性
第二节
平滑肌生理
3.动作电位
在慢波电位 的基础上产生，引 起平滑肌收缩。每 个慢波电位上的AP 数目越多，肌肉收 缩的幅度和张力就 越大。
动作电位产生机制：
刺激→Ca2+通道开放→Ca2+内流→AP 。
第二节
平滑肌生理
四、平滑肌的收缩
（一）平滑肌收缩机制 ① 4个Ca2+ + 钙调蛋白→Ca2+-钙调蛋白复合物→ ② 激活肌球蛋白轻链激酶（MLCK）→ ③ 肌球蛋白轻链（MLC）磷酸化→
第二节
平滑肌生理
慢波电位产生机制：尚未完全阐明，一般认为慢波电 位起源于纵行肌和环行肌之间的卡哈尔细胞 (Cajal cell, 是一种兼有成纤维细胞和平滑肌细胞特性的间质 细胞)，可能与生电作用钠泵的周期活动有关。 慢波电位作用：本身不引起肌肉收缩，但能降低AP产 生的阈值；是控制胃肠运动(蠕动的方向、节律、速度) 的起步电位。动作电位只发生在基本电节律的去极化 波上，并随后引起肌肉收缩。基本电节律是平滑肌收 缩节律的控制波。
（一）肌原纤维的结构组成 直径：1-2μ m， 光学显微镜下：
A带、H带、M线、I带、Z线
肌节：1/2I A1/2I，
长度约1.5-3.5μ m
2. 骨骼肌
第一节
骨骼肌生理
骨骼肌 电镜低倍
肌ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
原
纵断
纤
维
明 带
暗 带
第一节
骨骼肌生理
肌
节
暗 (A) 带
明 (I) 带
H带
Z线
M 带 （线）
½I +
1A
1期 +30 mv ~ （快速复极初期） 0 mv 复 极 化 过 程 2期 （平台期） 接近于0电 位水平
持续100 ~ 150 ms
③IK外流（延迟整流K电流）
3期 （快速复极末期）
4期 （静息期）
0 mv ~ -90 mv
约占100 ~ 150 ms
慢钙通道失活 ② IK外流逐步增强 ③IKl外流（外向背景K电流） Na+ _K+ 泵、 Na+ _Ca2+ 交换
二、平滑肌在功能上的分类
名称 别名 单位平滑肌细胞 肌源性平滑肌细胞 自发电活动细胞 功能合胞体细胞 多单位平滑肌细胞 神经源性平滑肌细胞
亚类
功能 分布 活动 特性
起搏点电位细胞 慢波电位细胞
自律性、收缩性、能产生动作 收缩性、不能产生动作电位 电位 消化道、呼吸道和生殖器官 自动去极化 大血管管壁、虹膜肌，气管、竖毛肌 受外来神经支配或受扩散到各细胞的 激素的影响
-90 mv
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第三节
心肌生理
三、心肌的收缩
心肌收缩的Ca2+移动机制
见Page82.
三种肌纤维光镜比较
名称
形状 细胞核 横纹 闰盘 肌原纤维 T小管 L小管、终池
骨骼肌
长圆柱形 多个，C周边 有，明显 没有 明显 有，AI交界处 发达、发达
心肌
短圆柱形 一个，C中央 有，不明显 有 不明显 有，Z线水平 稀疏、稀疏
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第一节
骨骼肌生理
2、细丝的分子组成
③肌钙蛋白：在细肌丝上每隔38.5nm有一该分子，可分 为原肌球蛋白结合亚基（TNT）、钙结合亚基（TNC） 、抑制亚基（TNI）。
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第一节
骨骼肌生理
（三）骨骼肌的肌膜系统
第一节
骨骼肌生理
（三）骨骼肌的肌膜系统
第一节
骨骼肌生理
二、骨骼肌的收缩机制
（一）肌丝滑行学说：
（一）等张收缩和等长收缩 等张收缩：肌肉的长度缩短而 张力维持恒定的收缩形式。 等长收缩：肌肉在收缩时其长 度不变而只有张力增加。
第一节
骨骼肌生理
三、骨骼肌收缩的机械特性
（一）等张收缩和等长收缩 （二）单收缩和强直收缩
1、单收缩
单刺激 最大刺激 串刺激（串长、串间隔） 潜伏期（蛙10ms)、收缩期(40 ms)、舒张期(50 ms)
安静状态
AT
胞浆[Ca2+]
第一节
骨骼肌生理
4.肌动蛋白与肌球蛋白形成肌动球蛋白； 5.肌动球蛋白一旦形成，横桥即向M线方向摆动，细丝即 被拉向A带中央，横桥每摆动一次，细丝便向M线方向滑 动10nm；而后横桥与细丝脱开，再在细丝新的作用位点 处形成新的肌动球蛋白，进而发生新的摆动；这样，反 复的结合、摆动、解离和再结合，便可使肌纤维明显缩 短。
+
½I
第一节
骨骼肌生理
一、骨骼肌的超微结构
（一）肌原纤维的结构组成
A带和I带又是由肌
微丝—粗丝和细丝 相嵌排列而成的。
粗丝：长1.5 μ m；直径：10nm 细丝：长1.95μ m；直径：6nm
第一节
骨骼肌生理
一、骨骼肌的超微结构
（二）肌微丝的分子组成
1、粗丝的分子组成：肌球蛋白
肌球蛋白分子有一个致密的头和一个长的尾。
2、肌丝类型：
粗丝（肌球蛋白）
细丝（肌动蛋白、无肌钙蛋白）
中间丝
第二节
平滑肌生理
3、细胞连接： 缝隙连接：（2-4nm）使 兴奋快速传到另一个细胞 机械连接：（60nm）连接 处膜增厚，且有细丝深入其 中，使一个肌细胞收缩的力 传到另一个细胞。
第二节
平滑肌生理
平滑肌纵断面（EM）
第二节
平滑肌生理
平滑肌
细长梭形 一个，C中央 没有 没有 没有 小凹 很少，无
纵横小管连接
肌节 特殊结构 分布 功能
形成三联体
有 粗肌丝、细肌丝 附着于骨骼
形成二联体
有 粗肌丝、细肌丝 闰盘 心壁
没有
没有 粗、细肌丝，中间 丝，密斑，密体 内脏、血管壁
随意肌，迅速有力收 不随意肌，持久有节 不随意肌，缓慢持 缩，易疲劳 律收缩 久收缩
第一节
骨骼肌生理
2、细丝的分子组成 ①肌动蛋白：细丝之主要成分，其单体呈球形，聚合成双 螺旋结构，有方向性，在Z线两侧方向相反；
第一节
骨骼肌生理
2、细丝的分子组成
②原肌球蛋白：由两条多肽链相互缠绕而成，分子呈棒
状，当分子处于松弛状态时 ，每分子的原肌球蛋白掩盖 着7个肌动蛋白单体，阻碍肌动蛋白与肌球蛋白的结合；
第一节
骨骼肌生理
二、骨骼肌的收缩机制
（二）肌丝滑行的基本过程
1.兴奋通过横管传导到肌细胞深部；
2.横管的电变化导致终池释放Ca2+ 3.Ca2+与肌钙蛋白结合，肌钙蛋白构象改变→原肌球蛋白 → 解除了原肌球蛋白对肌动蛋白的掩盖作用；
MS
TM I T C AT
MS MS
I C Ca2+ T Ca2+ TM Ca2+
人体及动物生理学 human and animal physiology
河南大学生命科学学院 College of life science
第五章 骨骼肌、心肌和平滑肌细胞生理
第一节 骨骼肌生理 第二节 平滑肌生理 第三节 心肌生理
第五章 骨骼肌、心肌和平滑肌细胞生理
第一节 骨骼肌生理
一、骨骼肌的超微结构