《生理学》肌细胞的收缩-课件.ppt

1、ppt课件1Physiology生生 理理 学学 ppt课件2 第四节第四节 肌细胞的收缩功能肌细胞的收缩功能 Contraction of muscle cellppt课件3 肌的不同分类肌的不同分类 横纹肌横纹肌 平滑肌平滑肌 骨骼肌骨骼肌 心肌心肌 平滑肌平滑肌 随意肌随意肌 非随意肌非随意肌 根据根据功能功能特性特性根据根据神经神经支配支配根据根据形态形态学特点学特点ppt课件4（一）骨骼肌神经（一）骨骼肌神经-肌接头处兴奋的传递肌接头处兴奋的传递 1 1结构基础：结构基础：ppt课件5神经肌接头的结构：神经肌接头的结构：接头前膜接头前膜 prejunctionalprejunctio

2、nal membrane membrane:突触囊泡突触囊泡synaptic vesiclesynaptic vesicle,内含内含AChACh;电压门控电压门控CaCa2+2+通道；通道；接头间隙接头间隙 junctionaljunctional cleft cleft:50nm50nm宽，与细胞外液相通宽，与细胞外液相通;接头后膜接头后膜 postjunctionalpostjunctional membrane membrane:又称又称 终板膜终板膜 endplate membraneendplate membrane，是肌膜特化，是肌膜特化 部分部分,上有上有N N2 2型型ACh

3、ACh受体受体;AChEAChE;ppt课件6神神经经肌肌接接头头结结构构ppt课件7(接头前神经末梢接头前神经末梢)(接头间隙接头间隙)ppt课件8(接头后膜接头后膜,终板膜终板膜)ppt课件92.2.传递过程传递过程 神经纤维动作电位神经纤维动作电位接头前膜去极化接头前膜去极化 电压门控钙通道开放电压门控钙通道开放 囊泡与接头前膜融合、囊泡与接头前膜融合、AChACh释放释放CaCa2+2+进入神经末梢进入神经末梢 AChACh结合并激活结合并激活AChACh受体通道受体通道 终板膜对终板膜对NaNa、K K 通透性通透性终板终板电位电位 肌膜动作电位肌膜动作电位ppt课件10N-MN-M

4、接头处的兴奋传递过程接头处的兴奋传递过程ppt课件11CaCa2 2通道开放通道开放CaCa2 2向膜内流动向膜内流动 ppt课件12囊泡与接头前膜融合、囊泡与接头前膜融合、AChACh释放释放 ppt课件13AChACh结合并激活结合并激活AChACh受体通道受体通道 ppt课件14终板膜对终板膜对NaNa、K K通透性通透性ppt课件153.神经肌接头的总结和问题神经肌接头的总结和问题（1）支配肌肉的神经兴奋，钙离子流入神经轴突末梢）支配肌肉的神经兴奋，钙离子流入神经轴突末梢（2）轴突末梢中）轴突末梢中Ach量子形式释放、扩散量子形式释放、扩散（3）Ach与终板膜上受体结合与终板膜上受体结

5、合（4）通道开放钠离子内流大于钾离子外流，终板膜去极）通道开放钠离子内流大于钾离子外流，终板膜去极化（终板电位化（终板电位 局部电位）局部电位）（5）局部电位扩布到肌细胞膜、叠加达阈电位、产生）局部电位扩布到肌细胞膜、叠加达阈电位、产生AP（电压门控钠通道）（电压门控钠通道）（6）间隙中存在的胆碱酯酶可破坏未与受体结合的）间隙中存在的胆碱酯酶可破坏未与受体结合的Achppt课件16（7 7）肌无力综合征肌无力综合征自身免疫抗体自身免疫抗体CaCa2+2+通道通道 肉毒杆菌毒素肉毒杆菌毒素接头前膜接头前膜AChACh释放释放 （8 8）筒箭毒筒箭毒和和银环蛇毒银环蛇毒阻断阻断AChACh受体通道

6、受体通道 重症肌无力重症肌无力自身免疫抗体自身免疫抗体AChACh受体通道受体通道（9 9）影响胆碱酯酶的作用：影响胆碱酯酶的作用：有机磷农药有机磷农药，新斯的明新斯的明抑制抑制胆碱酯酶胆碱酯酶活性活性ppt课件17(二二)骨骼肌的微细胞结构骨骼肌的微细胞结构 1.骨骼肌细胞的结构骨骼肌细胞的结构：1)肌原纤维肌原纤维myofibril 肌节肌节 sarcomere：每两个相邻每两个相邻 Z 线之间的区线之间的区域域，是肌肉收缩和舒张的基本是肌肉收缩和舒张的基本单位。单位。ppt课件18纵纵横横ppt课件192)肌管系统肌管系统 sarcotubular system：横管横管 transve

7、rse tubule（T管管）纵管纵管 longitudinal tubule（肌质网肌质网）纵行肌质网纵行肌质网 LSR 连接肌质网连接肌质网 JSR终池终池三联管三联管triad：骨骼肌的骨骼肌的T管与其两侧的终池管与其两侧的终池ppt课件20（三）骨骼肌的兴奋、收缩耦联（三）骨骼肌的兴奋、收缩耦联 概念：概念：将以膜的电变化为特征的兴奋过程和以肌纤维机械变化为基础的收缩过程联系起来的中介过程。实现该中介过程的关键结构部位：三联管结构 实现该中介过程的关键物质：钙离子ppt课件21骨骼肌肌质网骨骼肌肌质网Ca2+释放机制释放机制(构象变化触发钙释放构象变化触发钙释放)ppt课件221.1.

8、肌原纤维及其肌丝的分子组成肌原纤维及其肌丝的分子组成1 1）粗肌丝粗肌丝 thick filamentthick filament 肌球蛋白肌球蛋白(肌凝蛋白肌凝蛋白,myosinmyosin),属属收缩蛋白收缩蛋白 杆状部杆状部朝向朝向M M线成主干线成主干 头部头部横桥横桥cross-bridgecross-bridge :可与肌动蛋白可逆性结合可与肌动蛋白可逆性结合,具有具有ATPATP酶活性酶活性2 2）细肌丝细肌丝thin filamentthin filament (构成主干构成主干)肌动蛋白肌动蛋白(肌纤蛋白肌纤蛋白,actinactin):属属收缩蛋白收缩蛋白 肌钙蛋白肌钙蛋白

9、(troponintroponin):属属调节蛋白调节蛋白 原肌球蛋白原肌球蛋白(原肌凝蛋白原肌凝蛋白,tropomyosintropomyosin):属属调节蛋白调节蛋白（四）骨骼肌收缩的分子机制（四）骨骼肌收缩的分子机制ppt课件23-肌球蛋白肌球蛋白原肌球蛋白原肌球蛋白肌动蛋白肌动蛋白原肌球蛋白原肌球蛋白肌球蛋白肌球蛋白肌动蛋白肌动蛋白粗肌丝分子组成粗肌丝分子组成肌钙蛋白肌钙蛋白ppt课件242.2.肌肉的收缩过程肌肉的收缩过程：ppt课件253.3.肌肉的舒张过程肌肉的舒张过程：ppt课件26横桥周期横桥周期 cross-bridge cyclincross-bridge cyclin

10、 肌肉的缩短速度肌肉的缩短速度 肌肉产生的张力肌肉产生的张力 肌肉缩短的程度肌肉缩短的程度 参与摆动的参与摆动的横桥数目横桥数目、循环进行的速率循环进行的速率可决定：可决定：指指横桥与肌动蛋白结合、摆动、复位与再结合的过程。横桥与肌动蛋白结合、摆动、复位与再结合的过程。周期的长短决定肌肉的缩短速度。周期的长短决定肌肉的缩短速度。ppt课件27二、骨骼肌收缩的外部表现和力学分析二、骨骼肌收缩的外部表现和力学分析（一）前负荷或肌肉初长度对肌肉收缩的影响（一）前负荷或肌肉初长度对肌肉收缩的影响ppt课件28 定义定义：肌肉收缩前遇到的负荷：肌肉收缩前遇到的负荷 初长度初长度：前负荷使肌肉在收缩前就处

11、于某种拉长状态，：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，即肌肉的使之具有一定的长度，即肌肉的初长度初长度 initial lengthinitial length 前负荷的大小决定了初长度，因而前负荷可用初长度表前负荷的大小决定了初长度，因而前负荷可用初长度表示。示。前负荷前负荷 初长度初长度 收缩力收缩力 ，最适前负荷，最适前负荷 最适初长度（最适初长度（2.2um2.2um）肌肉张力最大。因为此时参与肌肌肉张力最大。因为此时参与肌丝滑行的横桥数目最多。丝滑行的横桥数目最多。1.1.前负荷前负荷 preloadpreloadppt课件29ppt课件30（二）（二）后负荷

12、后负荷 afterloadafterload 研究方法研究方法：把前负荷固定在最适前负荷，逐次改变后：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。负荷，研究肌肉产生张力的大小与速度的关系。定义定义：是肌肉开始收缩时才遇到的负荷或阻力。它：是肌肉开始收缩时才遇到的负荷或阻力。它 不能改变肌肉初长，但能阻碍肌肉收缩时的短缩，不能改变肌肉初长，但能阻碍肌肉收缩时的短缩，。ppt课件31后负荷与缩短速度ppt课件32 随着后负荷随着后负荷增加增加收缩张力收缩张力增加增加,而缩短而缩短 速度速度减小减小。当后负荷增加到肌肉不能缩短时当后负荷增加到肌肉不能缩短时(缩短速

13、缩短速 度度=0=0可产生最大的张力可产生最大的张力(P P0 0),),此种收缩此种收缩 为为等长收缩等长收缩;当张力当张力 P P0 0时时,肌肉收缩既产肌肉收缩既产 生张力生张力,又出现缩短又出现缩短且且每次收缩开始后每次收缩开始后,张张 力即不再增加力即不再增加,直至收缩完成直至收缩完成(等张收缩等张收缩)。当当后负荷后负荷=0=0时，肌肉缩短可达最大缩短时，肌肉缩短可达最大缩短 速度速度(V Vmaxmax)。ppt课件33 肌肉在有后负荷下收缩时肌肉在有后负荷下收缩时:总是张力产生在总是张力产生在前前，缩短产生在，缩短产生在后；后；后负荷愈后负荷愈大大产生的张力愈产生的张力愈大大,

14、但缩短但缩短 开始的时间愈开始的时间愈晚晚，缩短的初速度，缩短的初速度和和缩短缩短 的总长度也愈的总长度也愈小。小。ppt课件34等张收缩等张收缩 isotonic contractionisotonic contraction：肌肉收缩时肌肉收缩时,张力不变张力不变,而长度缩短而长度缩短(缩短速缩短速度度。如与关节屈曲有关的肌肉的收缩。如与关节屈曲有关的肌肉的收缩。等长收缩等长收缩 isometric contraction：肌肉收缩时肌肉收缩时,长度不变长度不变(,而张力而张力增加增加。维持姿势的抗重力肌维持姿势的抗重力肌,如颈后部肌的收缩。如颈后部肌的收缩。ppt课件35（三）肌肉收缩能

15、力对肌肉收缩的影响（三）肌肉收缩能力对肌肉收缩的影响 指肌肉本身的功能状态对收缩效率的影响，与前后负 荷无关。ppt课件36（三）肌肉收缩能力对肌肉收缩的影响（三）肌肉收缩能力对肌肉收缩的影响 定义定义:是指与负荷无关是指与负荷无关,但可影响肌肉收缩效能的肌肉的内但可影响肌肉收缩效能的肌肉的内在特性和功能状态。在特性和功能状态。影响因素影响因素:(1)(1)兴奋兴奋-收缩耦联过程收缩耦联过程,特别是特别是CaCa2 2;(2)(2)肌肉蛋白质或横桥功能特性的改变肌肉蛋白质或横桥功能特性的改变,特别是特别是ATPATP酶活性；酶活性；(3)(3)神经、体液、药物及病理因素。神经、体液、药物及病理

16、因素。ppt课件37兴奋收缩耦联过程兴奋收缩耦联过程蛋白质或横桥功能特性蛋白质或横桥功能特性缺氧缺氧酸中毒酸中毒能源缺乏能源缺乏CaCa2 2咖啡因咖啡因肾上腺素肾上腺素提高收缩效果提高收缩效果降低收缩效果降低收缩效果ppt课件38ppt课件39（四）肌肉的单收缩和收缩的复合（四）肌肉的单收缩和收缩的复合 单收缩单收缩 twitchestwitches:ppt课件40（四）肌肉的单收缩和收缩的复合（四）肌肉的单收缩和收缩的复合 不完全强直收缩不完全强直收缩 incomplete tetanusincomplete tetanus：连续刺激频率增加连续刺激频率增加后续刺激落在前次收缩的舒张期后续

17、刺激落在前次收缩的舒张期发生的多次收发生的多次收缩的总和。缩的总和。(虽产生虽产生ppt课件41（四）肌肉的单收缩和收缩的复合（四）肌肉的单收缩和收缩的复合强直收缩强直收缩 tetanustetanus：连续刺激频率再增加连续刺激频率再增加后续刺激落在前次收缩的收缩期后续刺激落在前次收缩的收缩期发发生的多次收缩的总和。生的多次收缩的总和。ppt课件42强直收缩强直收缩 tetanus：连续刺激频率再增加连续刺激频率再增加后续刺激落在前次收后续刺激落在前次收缩的收缩期缩的收缩期发生的多次收缩的总和。发生的多次收缩的总和。收缩收缩频率的总和频率的总和wave summation ppt课件43强直收缩张力远大于单收缩的张力强直收缩张力远大于单收缩的张力原因原因：胞质内：胞质内Ca2+浓度持续升高浓度持续升高