动物生理学-肌肉的收缩
动物生理学第四节肌细胞的功能修改
轴突末梢 精品医学ppt
N型Ach受体 胆碱酯酶
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（二）传递过程（电-化学-电过程）：
神经冲动到达末稍，接头前膜去极化
电压门控Ca2＋通道开放、Ca2＋内 流
囊泡向接头前膜移动、融合、 破裂，ACh释放至接头间隙
AChE
AC膜h与对终Na板＋膜和NK2＋受通体透结性合↑ 、
胆碱、 乙酸
Na＋内流使终板膜去极化→EPP
EPP电紧张性扩布至周围肌膜
使其达到阈电位、爆发动作电位
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神经－肌肉接头处兴奋传递的特征：
① 单向传递； ② 终板电位是局部电位，可以总和产生动作电位； ③ 神经-肌肉接头处兴奋的传递存在传导延搁 ； ④ 对内外环境变化的敏感与易疲劳性。
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（三）影响神经-肌肉接头传递的因素
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（一） 横纹肌的结构
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➢ 肌管系统
肌管系统由两套结构、功能各不相同的膜质管状系统组成： 一套走行方向与肌原纤维垂直，称为横管系统又称横管或T管；另 一套走行方向与肌原纤维平行，称为纵管系统也称纵管或L管，又 称肌质网。
横管是兴奋传递的通路。兴奋时出现在肌细胞膜上的动作电位， 能沿着横管系统迅速传进细胞内部。纵管系统是肌细胞内的Ca2+库， 膜上有钙泵，能通过对Ca2+的贮存、释放和回收，触发和终止肌原 纤维收缩。三联管是横管和纵管衔接的部位，能使横管系统传递的 膜电位变化与纵管终池释放回收Ca2+的活动耦联起来。
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（二） 横纹肌的收缩机制
➢ 横纹肌的微细结构——肌微丝
骨骼肌单收缩的分析
华南师范大学实验报告学生姓名：学号：200425010**专业：生物科学年级、班级：200*生物科学1班课程名称：动物生理学实验实验项目：骨骼肌单收缩的分析实验类型：验证实验时间：2007年4月17日实验指导老师：实验评分：【目的要求】1.观察骨骼肌单收缩过程。
2.分析骨骼肌单收缩的3个时期。
3.了解骨骼肌收缩的总和现象。
4.观察不同频率的阈上刺激引起肌肉收缩形式的改变。
【基本原理】肌组织对于一个阈上强度的刺激，发生一次迅速的收缩反应，称为单收缩。
单收缩的过程可分为3个时期：潜伏期、收缩期和舒张期。
两个相同强度的阈上刺激，相继作用与神经－肌肉标本，如果刺激间隔大于单收缩的时程，肌肉则出现两个分离的单收缩；如果刺激间隔小于单收缩的时程而大于不应期，则出现两个收缩反应的重叠，称为收缩的总和。
当同等强度的连续阈上刺激作用与标本时，则出现多个收缩反应的叠加，此为强直收缩。
当后一收缩发生在前一收缩的舒张期时，称为不完全强直收缩；后一收缩发生在前一收缩的收缩期时，各自的收缩则完全融合，肌肉出现持续的收缩状态，此为完全强直收缩。
【动物与器材】蛙的坐骨神经－腓肠肌标本、常用手术器械、计算机采集系统、双针形露丝刺激电极、支架、双凹夹、肌槽、不锈钢盘或培养皿、滴管、任氏液、橡皮泥、棉线。
【方法与步骤】1、制作标本2、安装连接设备3、打开powerlab，打开桌面软件chart54、设置桥式放大器（5mv，10Hz，调零）5、设置刺激器（脉冲等，设置为手动，标记左通道1等），调出刺激面板6、点开始，单收缩7、收缩总和启动波形显示图标，调节扫描速度为5～10mm/s,调节单收缩幅度为1.5cm左右。
调节刺激设置为双刺激方式，并使两个阈上刺激强度相等。
先调节刺激间隔大于单收缩的时程，然后逐渐缩短刺激间隔，分别观察并记录肌肉收缩形式的变化。
【注意事项】实验过程中要经常用任氏液湿润标本，每次刺激后应使肌肉休息30s。
连续刺激不可超过5s。
肌肉细胞的收缩机制
4.影响N-M接头处兴奋传递的因素：
（1）阻断ACh受体：箭毒和α银环蛇毒，肌 松剂（驰肌碘）。 （ 2 ）抑制胆碱酯酶活性：有机磷农药，新 斯的明。 （ 3 ）自身免疫性疾病：重症肌无力（抗体 破坏ACh受体），肌无力综合征（抗体破坏N末 梢Ca2+通道）。 （4）接头前膜Ach释放↓：肉毒杆菌中毒。 5.EPP 的特征： 无“全或无”现象；无不 应期；有总和现象；EPP的大小与Ach释放量呈 正相关。
白的 ATP 酶活性，增强心肌收缩力。老年人因心肌肌 球蛋白分子结构的改变， ATP 酶活性降低，心肌收缩 力减弱。
肌丝滑行几点说明: 1.肌细胞收缩时肌原纤维的缩短 ,并不是 肌丝本身缩短 , 而是细肌丝向肌节中央 ( 粗肌 丝内)滑行。因①相邻Z线靠近,即肌节缩短；②暗
带长度不变,即粗肌丝长度不变；③从Z线到H带边缘 的距离不变 ,即细肌丝长度不变 ; ④明带和 H带变窄。
2. 横桥的循环摆动，细肌丝向肌节中央 ( 粗肌丝内 ) 滑行，滑行中由于肌肉的负荷而 受阻，便产生张力。
接头间隙
2.N-M接头处的兴奋传递过程
当神经冲动传到轴突末
膜Ca2＋通道开放，膜外Ca2＋向膜内流动
接头前膜内囊泡移动、融合、破裂， 囊泡中的ACh释放(量子释放)
ACh与终板膜上的N2受体结合， 受体蛋白分子构型改变 终板膜对Na＋、K＋ (尤其是Na＋)通透性↑ 终板膜去极化→终板电位（EPP） EPP电紧张性扩布至肌膜 去极化达到阈电位 爆发肌细胞膜动作电位
粗肌丝 : 由肌球或称肌凝蛋
白组成，其头部有一膨大部 —— 横 桥:①能与细肌丝上的结合位点发 生可逆性结合 ;②具有 ATP 酶的作 用 , 与结合位点结合后 ,• 分解 ATP 提供横桥扭动（肌丝滑行）和作 功的能量。 细肌丝: 肌动蛋白：表面有 与横桥结合的位点，静息时被 原肌球蛋白掩盖；原肌球蛋白： 静息时掩盖横桥结合位点；肌 钙蛋白：与 Ca2+ 结合变构后 , 使 原肌球蛋白位移，暴露出结合 位点。
人体及动物生理学-第五章肌细胞收缩、心肌、平滑肌生理
★三联管triad：
骨骼肌的T管与其两侧的终池
2.肌原纤维及其肌丝的分子组成
1）粗肌丝thick filament 肌球蛋白(肌凝蛋白,myosin),属收缩蛋白
杆状部—朝向M线成主干 头部—横桥cross-bridge :
可与肌动蛋白可逆性结合, 具有ATP酶活性 2）细肌丝thin filament (构成主干)
AP在运动神经纤维上的传导 N-M接头处兴奋的传递
AP在骨骼肌cell上的传导（局部电流） 骨骼肌的兴奋收缩耦联
骨骼肌的肌丝滑行收缩
(一)神经—骨骼 肌接头处兴奋的 传递
neuromuscular transmission
1.神经肌接头(neuromuscular junction) 的结构：
⑴接头前膜prejunctional membrane: ①突触囊泡synaptic vesicle,内含ACh; ②电压门控Ca2+通道；
速度(Vmax)。
图B:张力－速度曲线
既产生张力，又 出现缩短，且每 一收缩开始后， 张力不再增加， 故为等张收缩
等长收缩
P0—— 产生最大张力 而不出现缩短 W=0
Vmax—— 后负荷为零时， 产生最大缩短速 度 W=0
曲线最弯处—— W最大
*肌肉收缩的缩短速度:取决于横桥周 期的长短； *肌肉收缩的收缩张力：取决于每一瞬 间与肌动蛋白结合的横桥的数目。
(注：肌肉收缩或AP频率与刺激频率有关)
1)运动单位及其总和
① 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。
②motor unit summation:大小原则
★ 3、ACh的分解： ACh在刺激终板膜产生终板电位的同时，
动物生理学名词解释简答整理版
B靶细胞：激素作用的特定效应细胞称靶细胞胞吐作用：指某些大分子物质或物质果位从细胞内排出胞外的过程补呼气量：平和呼气末，再尽力呼气，多呼出的气体量称为补呼气量。
补吸气量：平和吸气末，再尽力吸气，多吸入的气体量称为补吸气量。
不完全强直收缩：加大对肌肉的刺激频率时，在肌肉的舒张期并开始新的收缩，所描记的曲线呈锯齿状，称不完全强直收缩C肠胃反射:食物进入肠道后,抑制胃的排空的反射。
超极化：膜内负电位增大的状态潮气量：平静呼吸时,每次吸入或呼出的气体量。
垂体门脉系统：下丘脑促垂体区神经元的轴突末梢与垂体门脉的初级毛细血管网相接，下丘脑分泌的激素从这里释放入血液，再沿门脉血管到达腺垂体，形成次级毛细血管网。
长反馈调节：指外周靶腺所分泌的激素对下丘脑所起的调节作用。
D代偿间歇：在一次期前收缩之后，有一段较长的心脏舒张期，称代偿间歇单纯扩散：脂溶性物质由高浓度向低浓度的净移动单收缩：肌肉受到一次刺激所引起的一次收缩胆盐的肠肝循环：胆盐排出小肠后，绝大部分可由小肠粘膜吸收入血，经门静脉回到肝脏重新组成胆汁排入十二指肠，这一过程称胆盐的肠肝循环。
等热范围：动物的代谢强度和产热量保持在生理最低水平时的环境温度。
等渗溶液：与细胞和血浆的渗透压相等的溶液等张收缩：肌肉张力不变而长度发生改变的收缩等长收缩：肌肉长度不变而张力发生改变的收缩第二信使：激素与细胞膜上受体结合后，将激素所携带的信息由胞外传递到胞内的物质，包括、、2+、3、等顶体反应：精子与卵子接触时，精子顶体中的酶系释放出来以溶解卵子外围的的放射冠及透明带，这一过程称为顶体反应。
动作电位：可兴奋细胞受到刺激而兴奋时，在原有静息电位基础上膜两侧电位发生快速而可逆的倒转和复原，并可向周围扩布的电位波动窦性节律：由窦房结发出冲动引起的心搏节律F发情周期：由一次发情开始到下次发情开始所经历的时期称一个发情周期反刍：反刍动物在摄食时，饲料不经充分咀嚼，就吞入瘤胃，在休息时返回到口腔，仔细地咀嚼，这种独特的消化活动称反刍。
动物生理学肌肉的收缩ppt课件
肌肉的兴奋性受到多种因素的影响，如刺激强度、刺激频率等，肌 肉兴奋性的变化直接影响肌肉的收缩反应。
肌肉收缩的化学传导
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神经递质的释放与作用
当神经冲动传导到神经末梢时，神经递质被释放 到突触间隙，与突触后膜上的受体结合，引起肌 肉收缩。
乙酰胆碱的作用
乙酰胆碱是主要的神经递质之一，通过与突触后 膜上的乙酰胆碱受体结合，触发肌肉收缩。
动物的繁殖行为与肌肉收缩的关系
பைடு நூலகம்求偶
雄性动物在求偶过程中，会展示其肌 肉的力量和灵活性，以吸引雌性。例 如，雄性鸟类在求偶时，会展示其胸 部和颈部肌肉收缩产生的飞行技巧。
生产
雌性动物在生产过程中，子宫肌肉的 收缩有助于将胎儿推出体外。产后， 雌性动物通过收缩其子宫肌肉来帮助 胎盘和死胎的排出。
06
能量储备
肌肉中储存的能量形式包括糖原、 脂肪和蛋白质，这些储备在能量需 求增加时释放。
03
肌肉的收缩机制
肌肉收缩的分子基础
肌肉纤维的结构
肌肉纤维由肌原纤维和肌管系统 组成，肌原纤维是肌肉收缩的基 本单位，由粗、细两种肌丝构成
。
肌丝滑行的原理
肌肉收缩时，粗、细两种肌丝发 生相对位移，引起肌肉缩短。
肌肉恢复是指肌肉在疲劳后通过休息和营养补充等方式 恢复原有功能的过程。
肌肉疲劳的产生与能量消耗、代谢产物积累、神经传导 抑制等多种因素有关。
合理的休息和营养补充有助于提高肌肉恢复速度和运动 表现。
05
动物行为中的肌肉收缩
动物的行走与奔跑
行走
动物行走时，腿部肌肉的收缩使足部离开地面，推动身体向 前移动。不同动物具有不同结构的腿部肌肉，以适应其特定 的行走方式。例如，四足动物通过交替收缩其前肢和后肢来 行走。
肌肉收缩 原理
肌肉收缩原理
肌肉收缩是指肌肉纤维在受到刺激时产生的收缩现象。
肌肉收缩的原理主要涉及肌肉结构和肌肉传递信号的过程。
肌肉由肌纤维构成，每个肌纤维又由许多肌原纤维组成。
肌原纤维中含有丰富的肌原纤维蛋白，其中最重要的是肌球蛋白和肌动蛋白。
肌球蛋白分为肌球蛋白I和肌球蛋白T，可以与肌
动蛋白结合形成肌球蛋白复合物。
在肌肉收缩过程中，神经冲动从中枢神经系统沿神经元传递到肌肉。
神经冲动通过神经传递到肌肉纤维的末梢，并释放出乙酰胆碱。
乙酰胆碱能够与肌细胞膜上的乙酰胆碱受体结合，从而引发肌细胞内部的一系列信号传导过程。
当乙酰胆碱与乙酰胆碱受体结合后，肌肉细胞内部的细胞质钙离子浓度会升高。
随着钙离子浓度的升高，肌球蛋白I上的钙
结合调节蛋白会与肌动蛋白结合，使肌动蛋白的结构发生改变，并暴露出可供肌肉收缩的结合位点。
肌动蛋白的结构改变引发了肌肉纤维的收缩。
肌肉纤维内部的肌原纤维开始滑动，肌球蛋白复合物与肌动蛋白结合位置的改变使得肌原纤维的重叠部分不断加大。
当肌原纤维滑动到一定程度时，肌肉纤维会缩短，同时产生力量。
这个力量可以应用于人体的骨骼系统，从而产生肢体的运动或维持姿势。
总之，肌肉收缩是通过神经冲动引发肌肉内部钙离子浓度的升高，进而激活肌肉纤维的收缩机制，最终使肌肉产生力量和运动。
动物生理学探索动物的运动呼吸与消化
动物生理学探索动物的运动呼吸与消化动物生理学探索动物的运动、呼吸与消化动物生理学是研究动物体内生命活动的科学，其中包括了对动物运动、呼吸和消化等方面的探索。
动物之所以能够生存和繁衍，离不开这些基本的生理功能。
本文将从运动、呼吸和消化三个方面来讨论动物的生理学特点和机制。
一、运动动物的运动是其适应环境和进行生活活动的基础。
运动可以分为两类，即肌肉运动和细胞运动。
肌肉运动既包括骨骼和平滑肌的收缩，也包括心肌的跳动。
细胞运动则是细胞内部的各种物质的运输和转变。
肌肉运动主要通过肌肉的收缩来实现。
肌肉细胞中的肌动蛋白和肌球蛋白的相互作用产生收缩力，从而带动骨骼运动和平滑运动。
同时，心肌的跳动也是由肌肉收缩引起的，通过心脏的收缩和舒张，血液可以被泵送到全身，满足各个器官组织的需求。
细胞运动则是细胞内部物质的运输和转变。
例如，细胞内的线粒体经过呼吸作用可以产生能量，这些能量通过细胞内的各种通道摄取和利用。
此外，细胞内的分子、离子和信号物质也需要通过各种方式在细胞内进行运输和转变。
二、呼吸呼吸是动物体内的重要生理过程，用于氧气摄入和二氧化碳排出。
动物根据其生活环境和生理特点，呼吸方式有所不同。
根据呼吸方式的不同，动物可以分为肺呼吸和鳃呼吸两种类型。
肺呼吸适用于陆地生活的动物，如人类和大多数哺乳动物。
它们通过鼻腔、气管和肺部将外界的氧气吸入体内，再通过肺泡和血液中的红细胞进行气体交换，将氧气输送到身体组织，同时将二氧化碳排出体外。
而鳃呼吸适用于水生动物，如鱼类。
它们通过鳃的表面与水中的氧气进行交换，以满足身体的氧气需要。
另外，还有一些动物采用皮肤呼吸或气管呼吸等其他呼吸方式。
例如，蚯蚓的呼吸通过皮肤进行，蠕虫的气体交换则通过气管完成。
三、消化消化是将摄取的食物分解为更小的分子和进行吸收的过程。
动物的消化系统根据其食性和生活习性的不同，结构和功能也有所差异。
消化系统主要由消化道和消化腺组成。
消化道包括口腔、食管、胃和肠道等，食物通过这些器官逐步消化和吸收。
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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（Ltype 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。
• 平滑肌Smooth
– Walls of hollow organs, blood vessels, eye, glands, skin – Single nucleus centrally located – Not striated, involuntary, gap junctions in visceral smooth
终池
肌质
肌膜
肌原纤维 细肌丝 粗肌丝
三联体
肌质网 T管
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。
• 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
内部结构:
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，
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。
• 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)
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
• 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
• 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
• 涉及： – 肌膜 – 橫管 – 终池 – 肌质网
– Ca2+ – 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。
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）