骨骼肌的特性

1、Seaction4 Muscle Contraction,骨骼肌的特性,1.1 骨骼肌的物理特性 展性、彈性、粘性 1.2 骨骼肌的生理特性 興奮性：（1）顯著高于心肌和平滑肌 （2）依賴于神經(jīng)沖動(dòng)的興奮 傳導(dǎo)性: 興奮可在同一肌纖維上傳導(dǎo)，但不能跨膜傳遞，而且傳導(dǎo)速度較快。 收縮性: 速度快、強(qiáng)度大、但不能持久,Types of muscle:,Skeletal m

2、uscle,Cardiac muscle,Smooth muscle,2 骨骼肌的收縮,2.1 骨骼肌的收縮形式（錄象） 2.1.1 等長(zhǎng)收縮和等張收縮 等長(zhǎng)收縮：肌肉收縮時(shí),只有張力增加而長(zhǎng)度不變的收縮,稱為等長(zhǎng)收縮。 等張收縮：肌肉收縮時(shí),只有長(zhǎng)度縮短而張力不變的收縮,稱為等張收縮。,2.1.2 單收縮（錄象） 肌肉受到一次刺激，引起一次收縮和舒張的過程。,2.1.3 復(fù)合收縮 肌肉受到連續(xù)刺激，前一次收

3、縮和舒張尚未結(jié)束，新的收縮在此基礎(chǔ)上出現(xiàn)的過程。 不完全強(qiáng)直收縮：在刺激頻率較低時(shí)，描記的收縮曲線呈鋸齒狀。 完全強(qiáng)直收縮： 當(dāng)新刺激落在前一次收縮的縮短期,所出現(xiàn)的強(qiáng)而持久的收縮過程。機(jī)制：強(qiáng)直收縮是各次單收縮的機(jī)械疊加現(xiàn)象(并非動(dòng)作電位的疊加，動(dòng)作電位始終是分離的)，所以,強(qiáng)直收縮的收縮幅度和收縮力比單收縮大。,臨界融合頻率:引起完全強(qiáng)直收縮所需的最低刺激頻率,骨骼肌收縮的形式,Structure of Skele

4、tal Muscle,光學(xué)顯微鏡下觀察 1）I band(明帶)和A band(暗帶) 2）H zone，M line，Z line 3）sarcoma(肌小節(jié)),Myofibril (肌原纖維),肌原纖維肌小節(jié)： 1/2明帶 暗帶 1/2明帶,電子顯微鏡下觀察,Thick filaments,Thin filaments,粗肌絲,細(xì)肌絲,Thin filaments(細(xì)肌絲)

5、 肌動(dòng)蛋白 原肌球蛋白 肌鈣蛋白 亞單位C、亞單位T、 亞單位I,Thick filaments由myosin(肌球蛋白)組成，呈端部膨大(橫橋)的長(zhǎng)桿狀。,Thick filaments: 由myosin組成,Cross bridge(橫橋)特性：Actin binding site forms cross bridge2 Nucleotide binding site binds ATP (Myosi

6、n ATPase),Thin filaments(細(xì)肌絲)由actin(肌動(dòng)蛋白)、tropomyosin(原肌凝蛋白)和Troponin肌鈣蛋白組成,粗肌絲：由肌球或稱肌凝蛋白組成，其頭部有一膨大部--橫橋：①能與細(xì)肌絲上的結(jié)合位點(diǎn)發(fā)生可逆性結(jié)合；②具有ATP酶的作用，與結(jié)合位點(diǎn)結(jié)合后,分解ATP提供橫橋扭動(dòng)(肌絲滑行)和作功的能量。 細(xì)肌絲：肌動(dòng)蛋白：表面有與橫橋結(jié)合的位點(diǎn)，靜息時(shí)被原肌球蛋白掩蓋；原肌球蛋白：靜息時(shí)

7、掩蓋橫橋結(jié)合位點(diǎn)；肌鈣蛋白：與Ca2+結(jié)合變構(gòu)后,使原肌球蛋白位移，暴露出結(jié)合位點(diǎn)。,亞單位C :與Ca2+結(jié)合亞單位T:把肌鈣蛋白與原肌球蛋白結(jié)合在一起亞單位I:傳遞信息當(dāng)亞單位C與Ca2+結(jié)合時(shí),把信息傳遞給原肌球蛋白,使后者構(gòu)型改變和位置移動(dòng),從而解除對(duì)肌動(dòng)蛋白與橫橋結(jié)合的抑制作用.,肌管系統(tǒng),橫管系統(tǒng)： T管(肌膜內(nèi)凹而成。肌膜AP沿T管傳導(dǎo))。 縱管系統(tǒng)： L管(也稱肌漿網(wǎng)。肌節(jié)兩端的L管稱終池，富含C

8、a2+)。 三聯(lián)管：T管+終池×2,縱管 橫管,L,T,肌管的作用橫 管：傳AP至肌細(xì)胞深部縱 管：貯存、釋放、聚積鈣三聯(lián)管：興奮- 收縮耦聯(lián)部位,,肌肉收縮時(shí)肌肉縮短，不是肌絲的縮短而是肌小節(jié)的縮短。 肌肉收縮時(shí)，從Z線伸出的細(xì)肌絲在某種力量的作用下向暗帶中央滑行而使肌小節(jié)縮短。,Molecular Mechanism of Muscular Contraction,The

9、sliding filament modelMuscle shortening is due to movement of the actin filament over the myosin filamentReduces the distance between Z-lines,Changes in the appearance of a Sarcomere during the Contraction of a Skeleta

10、l Muscle Fiber,按任意鍵飛入橫橋擺動(dòng)動(dòng)畫,肌節(jié)縮短=肌細(xì)胞收縮,橫橋擺動(dòng),橫橋與結(jié)合位點(diǎn)結(jié)合，分解ATP釋放能量,Ca2+與肌鈣蛋白結(jié)合肌鈣蛋白的構(gòu)型,終池膜上的鈣通道開放終池內(nèi)的Ca2+進(jìn)入肌漿,肌絲滑行的過程,,,,,原肌球蛋白位移，暴露細(xì)肌絲上的結(jié)合位點(diǎn),,Sarcoma shorten,Cross bridge pivoting,Cross bridge bind to actin,and hydrolysi

11、s of ATP provides energy,Ca2+binds to troponin,Ca2+ channel openCa2+released from cisternae into sarcoplasm,肌絲滑行的過程(video),,,,,Tropomyosin moves and exposing myosin binding site on actin,,肌絲滑行幾點(diǎn)說明: 1）肌細(xì)胞收縮時(shí)肌原纖維的縮短,并不是

12、肌絲本身縮短,而是細(xì)肌絲向肌節(jié)中央(粗肌絲內(nèi))滑行。因①相鄰Z線靠近,即肌節(jié)縮短；②暗帶長(zhǎng)度不變,即粗肌絲長(zhǎng)度不變；③從Z線到H帶邊緣的距離不變,即細(xì)肌絲長(zhǎng)度不變; ④明帶和H帶變窄。,2）橫橋的循環(huán)擺動(dòng)，細(xì)肌絲向肌節(jié)中央(粗肌絲內(nèi))滑行，滑行中由于肌肉的負(fù)荷而受阻，便產(chǎn)生張力。 3）橫橋的循環(huán)擺動(dòng)在肌肉中是非同步的，從而肌肉產(chǎn)生恒定的張力和連續(xù)的縮短。 4）橫橋循環(huán)擺動(dòng)的參入數(shù)目及擺動(dòng)速率，是決定肌肉縮短程度、速度和肌張力的關(guān)

13、鍵因素。,Excitation-Contraction Coupling興奮-收縮耦聯(lián) ①肌膜電興奮的傳導(dǎo)：指肌膜產(chǎn)生AP后,AP由橫管系統(tǒng)迅速傳向肌細(xì)胞深處，到達(dá)三聯(lián)管和肌節(jié)附近。 ②三聯(lián)管部位的信息傳遞：（尚不很清楚） ③肌漿網(wǎng)（縱管系統(tǒng)）對(duì)Ca2+的貯存、釋放與再聚集： ∴Ca2+是興奮-收縮耦聯(lián)的耦聯(lián)物,,骨骼肌舒張機(jī)制,興奮-收縮耦聯(lián)后,肌膜電位復(fù)極化,終池膜對(duì)Ca2+通透性↓肌漿網(wǎng)膜Ca2+泵激活,肌漿網(wǎng)膜[Ca2+

14、]↓,Ca2+與肌鈣蛋白解離,原肌凝蛋白復(fù)蓋的橫橋結(jié)合位點(diǎn),骨骼肌舒張,,,,,,,運(yùn)動(dòng)神經(jīng)沖動(dòng)傳至末梢↓N末梢對(duì)Ca2+通透性增加 Ca2+內(nèi)流入N末梢內(nèi)↓接頭前膜內(nèi)囊泡向前膜移動(dòng)、融合、破裂↓ACh釋放入接頭間隙↓ ACh與終板膜受體結(jié)合↓受體構(gòu)型改變↓終板膜對(duì)Na+、K+(尤其Na+)的通透性增加↓產(chǎn)生終板電位(EPP)↓EPP引起肌膜AP,↓肌膜AP沿橫管膜傳至三聯(lián)管↓終池膜上的鈣通道開