第一章肌肉活动课件.ppt
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- 第一章 肌肉 活动 课件
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1、2023-2-81第一章 肌肉活动n第一节第一节 细胞生物电现象细胞生物电现象n第二节第二节 肌肉收缩原理肌肉收缩原理n第三节第三节 肌肉收缩的形式及力学特征肌肉收缩的形式及力学特征 n第四节第四节 肌纤维类型与运动能力肌纤维类型与运动能力n第五节第五节 肌电图肌电图2023-2-82第一节第一节 细胞生物电现象细胞生物电现象n一、兴奋和兴奋性的概念一、兴奋和兴奋性的概念n二、引起兴奋的刺激条件二、引起兴奋的刺激条件n三、兴奋性的评价指标三、兴奋性的评价指标n四、兴奋后恢复过程的兴奋性变化四、兴奋后恢复过程的兴奋性变化n五、神经肌肉的生物电现象五、神经肌肉的生物电现象n六、兴奋在神经肌肉接头的
2、传递六、兴奋在神经肌肉接头的传递2023-2-83一、兴奋和兴奋性概念一、兴奋和兴奋性概念兴奋:兴奋:在生理学中,将组织受刺激后产生动在生理学中,将组织受刺激后产生动作电位的过程或动作电位本身称为兴奋。作电位的过程或动作电位本身称为兴奋。兴奋性:兴奋性:组织这种受刺激后产生兴奋的能力组织这种受刺激后产生兴奋的能力称为兴奋性。称为兴奋性。2023-2-84二、引起兴奋的刺激条件二、引起兴奋的刺激条件三条件缺一不可:三条件缺一不可:1、刺激强度(阈刺激或以上)刺激强度(阈刺激或以上)2、刺激作用时间(最短作用时间)、刺激作用时间(最短作用时间)3、一定的刺激变化速率一定的刺激变化速率(反比反比)2
3、023-2-85(一)阈强度与阈刺激(一)阈强度与阈刺激阈强度:阈强度:通常把在一定刺激作用时间和通常把在一定刺激作用时间和强度强度时间变化率下,引起组织兴奋的时间变化率下,引起组织兴奋的这个临界刺激强度,称为这个临界刺激强度,称为阈强度或阈值。阈强度或阈值。阈刺激阈刺激:具有这种临界强度的刺激,称具有这种临界强度的刺激,称为为阈刺激,阈刺激,强度小于阈值的刺激为强度小于阈值的刺激为阈下阈下刺激,刺激,强度大于阈值的刺激为强度大于阈值的刺激为阈上刺激阈上刺激2023-2-86(二)强度(二)强度时间曲线时间曲线n强度强度-时间曲线:时间曲线:以刺激强度变化为纵坐标,刺激以刺激强度变化为纵坐标,
4、刺激的作用时间为横坐标,将引起组织兴奋所需的刺激的作用时间为横坐标,将引起组织兴奋所需的刺激强度和时间的变化关系,描绘在直角坐标系中,可强度和时间的变化关系,描绘在直角坐标系中,可得到一条曲线,称得到一条曲线,称强度强度-时间曲线时间曲线。n基强度:基强度:刺激的强度低于某一强度时,无论刺激的刺激的强度低于某一强度时,无论刺激的作用时间怎样延长,都不能引起组织兴奋,这个最作用时间怎样延长,都不能引起组织兴奋,这个最低的或者最基本的阈强度,称为低的或者最基本的阈强度,称为基强度基强度。n意义:意义:强度强度-时间曲线揭示了组织兴奋的普遍规律,时间曲线揭示了组织兴奋的普遍规律,在体内一切可兴奋组织
5、都可以绘制出类似的曲线。在体内一切可兴奋组织都可以绘制出类似的曲线。2023-2-87强度时间基强度时值(二)强度(二)强度时间曲线时间曲线2023-2-88三、兴奋性的评价指标三、兴奋性的评价指标(一)阈强度(一)阈强度:是评定组织兴奋性高低的是评定组织兴奋性高低的最简易指标。最简易指标。测定阈强度时只须固定一适测定阈强度时只须固定一适中的刺激作用时间,再由低向高逐渐增加中的刺激作用时间,再由低向高逐渐增加刺激的强度,便能获得刚能引起组织反应刺激的强度,便能获得刚能引起组织反应所需的最低刺激强度,这就是阈强度。兴所需的最低刺激强度,这就是阈强度。兴奋性与阈强度呈倒数关系,即引起组织兴奋性与阈
6、强度呈倒数关系,即引起组织兴奋所需要的奋所需要的阈强度越低,表明组织的兴奋阈强度越低,表明组织的兴奋性越高,性越高,反之则反。反之则反。2023-2-89三、兴奋性的评价指标三、兴奋性的评价指标(二)时值(二)时值:以倍基强度刺激组织,:以倍基强度刺激组织,刚能引起组织兴奋所需的最短作用时间。刚能引起组织兴奋所需的最短作用时间。兴奋性与时值亦呈倒数关系,兴奋性与时值亦呈倒数关系,即时值越即时值越小,组织的兴奋性越高小,组织的兴奋性越高,反之则反。反之则反。2023-2-810四、兴奋性变化过程四、兴奋性变化过程5个时期:个时期:绝对不应期绝对不应期相对不应期相对不应期超常期超常期低常期低常期恢
7、复正常恢复正常 2023-2-811四、兴奋后恢复过程兴奋性变化四、兴奋后恢复过程兴奋性变化兴奋性:兴奋性:(0)(较低)(较低)(较高(较高)(较低)较低)(正常)(正常)绝对绝对 不应期不应期相对相对 不应期不应期超常期超常期低常期低常期恢复恢复2023-2-812四、兴奋后恢复过程兴奋性变化四、兴奋后恢复过程兴奋性变化时期时期历时历时兴奋性兴奋性刺激刺激绝对不应期绝对不应期 0.3ms0不反应不反应相对不应期相对不应期3ms高于正常高于正常 超常期超常期12msmax低于正常低于正常低常期低常期70ms高于正常高于正常2023-2-813五、神经肌肉细胞的生物电现象五、神经肌肉细胞的生物
8、电现象n(一)静息电位(一)静息电位(RP Resting Potential)和动作电位(和动作电位(AP Action Potential)n(二)静息电位和动作电位产生机制(二)静息电位和动作电位产生机制n(三)动作电位的传导(三)动作电位的传导n(四)局部兴奋(四)局部兴奋2023-2-814(一)静息电位和动作电位(一)静息电位和动作电位静息电位(静息电位(跨膜电位、膜电位、平衡电位跨膜电位、膜电位、平衡电位)定义:细胞未受到刺激时存在于细胞膜内外两侧的电位差。人体神经、肌肉细胞的静息电位是90毫伏,其机制是K离子外流所致。基本概念基本概念:外正内负(:外正内负(-70-90mv)细
9、胞膜内外离子的分布细胞膜内外离子的分布(膜内(膜内K+,A-;膜外;膜外Na+,Cl-)细胞膜的离子通道细胞膜的离子通道(电压依从式与化学依从式)(电压依从式与化学依从式)细胞膜离子通道的选择性通透细胞膜离子通道的选择性通透(静息时对(静息时对K+通透,受通透,受到刺激后对到刺激后对Na+通透)。通透)。2023-2-8152023-2-816(一)静息电位和动作电位(一)静息电位和动作电位动作电位动作电位定义:指可兴奋组织接受刺激而兴奋时,在静息电位的基础上发生的膜电位由去极化到反极化与复极化的过程,其机制是细胞受到刺激后,该处对Na的通透性突然增加,对K的通透性暂时降低,造成膜两侧电位差减
10、少基本概念:基本概念:内正外负(内正外负(-90mv+30mv-90mv)细胞膜内外离子的分布细胞膜内外离子的分布(膜内(膜内Na+,A-;膜外;膜外K+,Cl-)细胞膜的离子通道细胞膜的离子通道(电压依从式与化学依从式)(电压依从式与化学依从式)细胞膜离子通道的选择性通透细胞膜离子通道的选择性通透(静息时对(静息时对K+通透,受通透,受到刺激后对到刺激后对Na+通透)。通透)。2023-2-8172023-2-818图图1-2 静息电位和动作电位静息电位和动作电位2023-2-819图图1-3 单一神经动作电位的实验模式图单一神经动作电位的实验模式图2023-2-820(二)静息电位产生机制
11、(二)静息电位产生机制外 正静息(膜)电位静息(膜)电位2023-2-821(二)静息电位产生机制(二)静息电位产生机制n神经和肌肉细胞膜内、外某些离子的浓度神经和肌肉细胞膜内、外某些离子的浓度膜内外离子分布的不均匀性膜内外离子分布的不均匀性K+Cl-Na+A-细胞细胞细胞内浓度细胞内浓度/mmoll-1细胞外浓度细胞外浓度/mmoll-1 Na+K+CL-Na+K+CL-枪乌贼巨轴突枪乌贼巨轴突5040011042010540蛙神经和肌肉蛙神经和肌肉1512031202.5120哺乳运动肌肉哺乳运动肌肉10140 15041402023-2-822(二)静息电位产生机制(二)静息电位产生机制
12、K+Cl-Na+A-膜通道的选择性通透膜通道的选择性通透2023-2-823(二)静息电位产生机制(二)静息电位产生机制K+Cl-Na+A-K+K+K+K+-静息膜电位的形成静息膜电位的形成2023-2-824(二)静息电位产生机制(二)静息电位产生机制K+借浓度差外流,动力(浓度差)借浓度差外流,动力(浓度差)越来越小,阻力(电位差)越来越越来越小,阻力(电位差)越来越大)。大)。动力动力=阻力,阻力,K+停止外流,形成内停止外流,形成内负外正的膜电位。负外正的膜电位。静息膜电位是静息膜电位是K+外流所造成外流所造成。2023-2-8252023-2-826(二)动作电位产生机制(二)动作电
13、位产生机制K+Cl-Na+A-+-Na+Na+Na+Na+动作电位的形动作电位的形成成2023-2-8272023-2-828(二)动作电位产生机制(二)动作电位产生机制2023-2-829(二)动作电位产生机制(二)动作电位产生机制分期分期机制机制锋电锋电位位去极去极化化细胞受刺激,细胞受刺激,Na通道开放,通道开放,Na快速快速内流(内正外负)内流(内正外负)复极复极化化去极化一定程度,去极化一定程度,Na通道关闭,通道关闭,K通道开放,通道开放,K外流外流后电位后电位Na泵:排泵:排Na保保K,形成微小电位波动,形成微小电位波动2023-2-830(二)动作电位产生机制(二)动作电位产生
14、机制动作电位的形成动作电位的形成Na+借浓度差内流,阻力(浓度差)越来借浓度差内流,阻力(浓度差)越来越小,动力(电位差)越来越大)。越小,动力(电位差)越来越大)。动力动力=阻力,阻力,Na+停止内流,形成外负内停止内流,形成外负内正的膜电位。正的膜电位。动作电位是动作电位是Na+内流所造成内流所造成。2023-2-831n动动作作电电位位机机制制小小结结2023-2-832Na-K泵2023-2-833小结:二种电位的比较小结:二种电位的比较比较项目比较项目静息电位静息电位动作电位动作电位定义定义见上见上见上见上产生条件产生条件未受刺激未受刺激阈刺激以上阈刺激以上大小范围大小范围0-90m
15、V-90-+30mV状态状态极化状态(外正内极化状态(外正内负)负)除极化态、超极化除极化态、超极化态。复极化态态。复极化态产生机制产生机制K+外流外流Na+内流内流联系过程:静息电位联系过程:静息电位 动作电位(阈电位动作电位(阈电位 峰电位峰电位 后电位)后电位)2023-2-834(三)动作电位的传导(三)动作电位的传导n机理:局部电流机理:局部电流n见图见图1-4 动作电位传导原理示意图动作电位传导原理示意图2023-2-835(三)动作电位的传导(三)动作电位的传导+-+-+-+刺 激2023-2-836(三)动作电位的传导(三)动作电位的传导-2023-2-837(三)动作电位的传
16、导(三)动作电位的传导n动作电位传导的特点动作电位传导的特点n1、生理完整性、生理完整性n2、双向传导、双向传导n3、不衰减性、不衰减性n4、绝缘性、绝缘性2023-2-838(四)局部兴奋(四)局部兴奋n定义:定义:n低于阈刺激水平的刺激使得受刺激的局部低于阈刺激水平的刺激使得受刺激的局部Na+通道通道可被可被少量少量激活,使膜对激活,使膜对Na+的通透性的通透性轻度轻度增加,造增加,造成原有的静息电位成原有的静息电位轻度轻度减少,此种电位变化只局限减少,此种电位变化只局限在受刺激的局部范围,故称在受刺激的局部范围,故称局部反应或局部兴奋。局部反应或局部兴奋。n特点特点(1)不是全或无()不
17、是全或无(2)递减式传播:只向邻近)递减式传播:只向邻近细胞膜作电紧张性扩布(细胞膜作电紧张性扩布(3)没有不应期()没有不应期(4)有总)有总和现象和现象2023-2-8392023-2-840小结:小结:比较项目比较项目静息电位静息电位动作电位动作电位局部电位局部电位定义定义:见上见上见上见上见上见上产生条件产生条件未受刺激未受刺激阈刺激以上阈刺激以上阈下刺激阈下刺激大小范围大小范围0-90mV-90-+30mV/状态状态极化状态(外极化状态(外正内负)正内负)除极化态、复除极化态、复极化态极化态/产生机制产生机制K+外流外流Na+内流内流/特点特点见上见上见上见上见上见上联系过程:静息电
18、位联系过程:静息电位 动作电位(阈电位动作电位(阈电位 峰电位峰电位 后电位)后电位)2023-2-841补:运动单位补:运动单位与肌电图与肌电图n1、运动单位:一个运动神经元连同它的全、运动单位:一个运动神经元连同它的全部神经末梢所支配肌纤维,从功能上是肌部神经末梢所支配肌纤维,从功能上是肌肉活动的基本单位,称为运动单位。它可肉活动的基本单位,称为运动单位。它可大可小,眼内肌中,每一运动单位只有大可小,眼内肌中,每一运动单位只有3条条肌纤维,腓肠肌中,有上千条纤维。肌纤维,腓肠肌中,有上千条纤维。n2、肌电图:肌肉兴奋时产生的动作电位通、肌电图:肌肉兴奋时产生的动作电位通过引导放大后,在肌电
19、图仪上记录下来的过引导放大后,在肌电图仪上记录下来的图形称为肌电图。图形称为肌电图。2023-2-842二、肌肉收缩原理二、肌肉收缩原理n一、肌纤维的微细结构一、肌纤维的微细结构n二、肌肉的收缩机制二、肌肉的收缩机制n三、单收缩与强直收缩三、单收缩与强直收缩2023-2-843一、肌纤维的微细结构一、肌纤维的微细结构n(一)肌原纤维与肌小节(一)肌原纤维与肌小节n(二)肌管系统(二)肌管系统n(三)肌丝的分子组成(三)肌丝的分子组成2023-2-844(一)肌原纤维和肌小节(一)肌原纤维和肌小节 骨骼肌超微结构示意图骨骼肌超微结构示意图 l每个肌细胞含有数每个肌细胞含有数百至数千条与肌纤百至数
20、千条与肌纤维长轴平行排列的维长轴平行排列的肌原纤维肌原纤维。直径约。直径约1-21-2微米,纵贯肌微米,纵贯肌细胞全长。细胞全长。l肌小节:肌小节:两条两条Z Z线线之间的结构。之间的结构。2023-2-845(一)肌原纤维与肌小节(一)肌原纤维与肌小节n肌肉肌肉肌束肌束 肌纤维肌纤维 肌原纤维肌原纤维 肌小节肌小节n肌原纤维:由许多肌小节组成,肌小节是肌原纤维:由许多肌小节组成,肌小节是实现肌肉收缩和舒张的最基本功能单位。实现肌肉收缩和舒张的最基本功能单位。n 暗带(粗肌丝)暗带(粗肌丝)M线连接,中间较明为线连接,中间较明为H带带n肌原纤维肌原纤维n 明带(细肌丝)明带(细肌丝)Z线连接,
21、线连接,n肌小节:暗带肌小节:暗带+1/2明带明带2023-2-846图09 肌小节的示意图2023-2-847肌原纤维的结构示意图肌原纤维的结构示意图 2023-2-848图12 肌小节分子结构2023-2-849粗肌丝和细肌丝的空间排列示意图粗肌丝和细肌丝的空间排列示意图 2023-2-850(二)肌管系统(二)肌管系统n1、定义:由单位膜构成的囊管系统,包绕在每条肌纤维周围,、定义:由单位膜构成的囊管系统,包绕在每条肌纤维周围,分横管、纵管。分横管、纵管。n 2、组成:、组成:n横管系统(横管系统(T管):肌膜的延续,内为细胞外液,传递电信号横管):肌膜的延续,内为细胞外液,传递电信号横
22、行于肌原纤维之间。行于肌原纤维之间。n纵管系统(纵管系统(L管):(肌质网),末端称终末池,贮存、释放管):(肌质网),末端称终末池,贮存、释放Ca平行于肌原纤维之间。平行于肌原纤维之间。n终末池:纵管两端的膨大称终末池(终末池:纵管两端的膨大称终末池(Ca的贮库)。的贮库)。n三联管:每条横管和邻近两侧的终末池形成,但彼此并不相通。三联管:每条横管和邻近两侧的终末池形成,但彼此并不相通。n3、功能:、功能:n(1)肌原纤维内外物质交换)肌原纤维内外物质交换n(2)将动作电位传至肌纤维内部,终末池钙释放,肌肉收缩)将动作电位传至肌纤维内部,终末池钙释放,肌肉收缩2023-2-851(二)肌管系
23、统(二)肌管系统 n横小管系统横小管系统:肌细胞肌细胞膜从表面横向伸入膜从表面横向伸入肌纤维内部的膜小肌纤维内部的膜小管系统。管系统。n纵小管系统纵小管系统:肌质网肌质网系统系统 。n终池终池:肌质网在接近肌质网在接近横小管处形成特殊横小管处形成特殊的膨大。的膨大。n三联管结构三联管结构:每一个每一个横小管和来自两侧横小管和来自两侧的终末池构成复合的终末池构成复合体体。肌管系统结构示意图肌管系统结构示意图 2023-2-852骨骼肌纤维骨骼肌纤维超微结构立体模式图超微结构立体模式图横小管横小管肌浆网肌浆网肌原纤维肌原纤维终池终池纵小管纵小管三三联联体体肌膜肌膜终池终池A带带 I 带带横小管横小
24、管的开口的开口血管血管肌核肌核2023-2-853(三)肌丝的分子组成(三)肌丝的分子组成1、粗肌丝:由肌球蛋白(又称肌凝蛋白)分子构成、粗肌丝:由肌球蛋白(又称肌凝蛋白)分子构成(杆(杆+头)头),(200-300个)。个)。横桥:肌球蛋白分子的球状头部称为横桥。横桥:肌球蛋白分子的球状头部称为横桥。功能:功能:(1)有能与)有能与ATP结合的位点,具有结合的位点,具有ATP酶活性,当它酶活性,当它与肌动蛋白结合量使与肌动蛋白结合量使ATP迅速水解释放出能量。迅速水解释放出能量。(2)在一定条件下,可和细肌丝上的肌动蛋白呈可逆)在一定条件下,可和细肌丝上的肌动蛋白呈可逆性结合。性结合。202
25、3-2-8542023-2-8552023-2-856(三)肌丝的分子组成(三)肌丝的分子组成2、细肌丝:由三种蛋白组成、细肌丝:由三种蛋白组成 肌动蛋白(又称肌纤蛋白):肌动蛋白(又称肌纤蛋白):60%,长纤维状的双螺,长纤维状的双螺旋结构,能与横桥可逆结合,被拖动滑行。旋结构,能与横桥可逆结合,被拖动滑行。原肌球蛋白:位于肌动蛋白的双螺旋结构的沟边,安原肌球蛋白:位于肌动蛋白的双螺旋结构的沟边,安静时掩盖位点,隔离横桥与肌动蛋白。静时掩盖位点,隔离横桥与肌动蛋白。肌钙蛋白:以一定间隙位于原肌球蛋白之上,肌肉安肌钙蛋白:以一定间隙位于原肌球蛋白之上,肌肉安静时,钩住原肌球蛋白,肌肉兴奋时,与
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