《肌细胞的收缩》PPT课件.ppt
第二章 细胞的基本功能Function of cell,第四节 肌细胞的收缩功能Contraction of muscle cell,肌肉的分类,局部电位与动作电位的比较：,骨骼肌细胞兴奋、收缩过程,1.AP在神经纤维上传导。,2.N-M接头处兴奋传递。,3.AP在骨骼肌细胞上传导。,4.骨骼肌的兴奋-收缩耦联。,5.骨骼肌的肌丝滑行收缩。,局部电流流动传导,电化学-电传导,局部电流流动传导,一、骨骼肌神经-肌接头处兴奋的传递,接头前膜(prejunctional membrane):,突触囊泡,内含ACh;Ca2+通道.,神经-肌肉接头(neuromuscular junction)的结构：,接头后膜(postjunctional membrane)又称终板膜(endplate membrane):,接头间隙(junctional cleft),N2型ACh受体;AChE；,一、骨骼肌神经-肌接头处兴奋的传递,神经-肌肉接头处兴奋的传递过程：,运动神经末梢去极化（AP）Ca2+进入前膜 ACh释放(量子释放)ACh扩散至终板膜,与R结合,K+、Na+通道(化学门控)终板电位（电紧张扩布）电压门控Na+通道激活（肌膜上）AP,一、骨骼肌神经-肌接头处兴奋的传递,神经-肌接头处兴奋传递的特点：,单向传递；1对1传递；时间延搁，0.51.0ms；易受药物影响。,二、横纹肌的收缩,局部电位与动作电位的比较：,横纹肌细胞的微细结构：肌原纤维和肌节,Z线,局部电位与动作电位的比较：,横纹肌细胞的微细结构：肌管系统,横管系统:肌细胞膜从表面垂直肌原纤维向内凹入形成，穿行在肌原纤维之间。纵管系统:肌质网系统。终池:肌质网在接近横小管处形成特殊的膨大。三联管结构:每一个横小管和来自两侧的终末池构成复合体。,二、横纹肌的收缩,局部电位与动作电位的比较：,横纹肌的收缩机制：,二、横纹肌的收缩,肌丝滑行理论,肌丝的分子组成粗肌丝,肌球蛋白(myosin),局部电位与动作电位的比较：,二、横纹肌的收缩,肌丝的分子组成细肌丝,肌动蛋白（actin）可与横桥可逆结合，被拖动滑行 原肌球蛋白（tropomyosin）阻止横桥与肌动蛋白 肌钙蛋白（troponin）结合Ca+,启动收缩过程,肌肉收缩的过程：,终池膜上的钙通道开放终池内的Ca2+进入肌浆,二、横纹肌的收缩,横桥周期,三、横纹肌的兴奋收缩耦联,局部电位与动作电位的比较：,定义：以肌细胞膜的电变化为特征的兴奋过程和以肌丝的滑行为基础的机械收缩过程联系起来的中介过程。兴奋-收缩耦联的关键物质 Ca2+关键结构三联管,三、骨骼肌的兴奋收缩耦联,局部电位与动作电位的比较：,AP,沿肌膜传到T管膜,T管膜L型Ca2通道激活,L型Ca2变构,激活终池钙释放通道(RYR),终池Ca2释放入胞浆,胞浆Ca2,Ca2与肌钙蛋白结合,肌肉收缩,四、影响横纹肌收缩效能的因素,局部电位与动作电位的比较：,缩短程度（shortening）张力（force）缩短速度（velocity）,肌肉收缩效能的表现,等长收缩（isometric contraction）肌肉收缩时,长度不变(缩短速度=0),关节不发生活动，而张力增加。等张收缩（isotonic contraction）肌肉收缩时,长度缩短(缩短速度0)，关节角度发生改变，而张力不变。,四、影响横纹肌收缩效能的因素,等长收缩与等张收缩的区别,四、影响横纹肌收缩效能的因素,局部电位与动作电位的比较：,影响肌肉收缩效能的因素,前负荷后负荷肌肉的收缩能力收缩的总和,四、影响横纹肌收缩效能的因素,初长度（initial length）,前负荷使肌肉在收缩前就处于某种拉长状态，使之具有一定的长度。,前负荷的大小决定了初长度，因而前负荷可用初长度表示。,同一肌肉不同初长度时，产生张力的变化,骨骼肌的长度张力关系曲线,四、影响横纹肌收缩效能的因素,肌肉收缩存在一个最适初长度(即最适前负荷)，此时，肌肉收缩产生的主动张力最大。大于或小于最适初长度，肌肉收缩产生的张力均下降。,四、影响横纹肌收缩效能的因素,肌节长度-张力关系曲线,四、影响横纹肌收缩效能的因素,后负荷（afterload）,定义：是肌肉开始收缩时才遇到的负荷或阻力。不能改变肌肉初长，但阻碍肌肉收缩时的短缩，是收缩的阻力。研究方法：把前负荷固定在最适前负荷，逐次改变后负荷，研究肌肉产生张力的大小与速度的关系。,张力速度曲线,P0产生最大张力而不出现缩短,Vmax后负荷为零时，产生最大缩短速度,等长收缩,四、影响横纹肌收缩效能的因素,四、影响横纹肌收缩效能的因素,肌肉的收缩能力(contractility),定义：是指与负荷无关,但可影响肌肉收缩效能的肌肉的内在特性和功能状态。影响因素：(1)兴奋-收缩耦联过程,特别是Ca2；(2)肌肉蛋白质或横桥功能特性的改变,特别是ATP酶活性；(3)神经、体液、药物及病理因素。,四、影响横纹肌收缩效能的因素,收缩的总和（summation）,运动单位数量总和（motor unit summation）肌肉收缩频率的总和（wave summation）,四、影响横纹肌收缩效能的因素,运动单位及其总和：,运动单位（motor unit）:一个脊髓前角运动神经元及其轴突分支所支配的全部肌纤维。,四、影响横纹肌收缩效能的因素,运动单位总和（motor unit summation）:大小原则,收缩时:弱收缩时,小运动单位先参与,随着收缩的增强,会有多个大的运动单位参与。,舒张时:最大运动单位先停止放电和收缩,最后才是小运动单位停止活动。,四、影响横纹肌收缩效能的因素,单收缩（twitches）:A.受单一刺激一个AP一次肌肉收缩;B.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,四、影响横纹肌收缩效能的因素,不完全强直收缩（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。,四、影响横纹肌收缩效能的因素,完全强直收缩（complete tetanus）：连续刺激频率再增加后续刺激落在前次收缩的收缩期发生的多次收缩的总和。,四、影响横纹肌收缩效能的因素,强直收缩张力远大于单收缩的张力原因：胞质内Ca2+浓度持续升高,The End,
