动物生理学-肌肉的收缩ppt课件
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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
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
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+ 。
.
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）。
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。
• 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)
• 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
• 平滑肌Smooth
– Walls of hollow organs, blood vessels, eye, glands, skin
– Single nucleus centrally located – Not striated, involuntary, gap junctions in visceral
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。
内部结构:
终池
肌膜
肌原纤维 细肌丝 粗肌丝
三联体
肌质网 T管
肌质
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。
.
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。
.
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Excitability
– Capacity 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
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。
.
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）
• 涉及： – 肌膜 – 橫管 – 终池 – 肌质网
– Ca2Hale Waihona Puke Baidu – 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。
• 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
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
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+ 。
.
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）。
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。
• 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)
• 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
• 平滑肌Smooth
– Walls of hollow organs, blood vessels, eye, glands, skin
– Single nucleus centrally located – Not striated, involuntary, gap junctions in visceral
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。
内部结构:
终池
肌膜
肌原纤维 细肌丝 粗肌丝
三联体
肌质网 T管
肌质
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。
.
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。
.
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Excitability
– Capacity 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
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。
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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）
• 涉及： – 肌膜 – 橫管 – 终池 – 肌质网
– Ca2Hale Waihona Puke Baidu – 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。