细胞生理4骨骼肌收缩
骨骼肌收缩原理
骨骼肌收缩原理
骨骼肌收缩原理是指骨骼肌在接收到神经冲动的刺激后，产生力量并引起肌肉收缩的过程。
骨骼肌由肌纤维组成，肌纤维又由肌节组成，肌节由肌原纤维构成。
肌原纤维含有许多肌纤维束，肌纤维束中的肌纤维束由肌原丝组成。
每个肌原纤维都有许多肌节，在肌节中含有大量的肌球蛋白。
肌球蛋白由肌动蛋白和肌球蛋白组成。
当神经冲动到达肌肉时，神经元释放出乙酰胆碱，使得肌肉纤维膜上的乙酰胆碱受体激活。
这样，肌肉纤维膜上的电荷会发生变化，从而使得肌肉纤维膜上的钙离子通道打开。
钙离子进入肌肉纤维膜后，与肌球蛋白的肌动蛋白结合，从而引起肌球蛋白与肌动蛋白的排列方式发生改变。
这种排列改变会引起肌纤维的收缩。
当骨骼肌收缩时，肌球蛋白与肌动蛋白的排列会滑动，这样肌纤维的长度就会缩短，从而引起骨骼肌的收缩。
当神经冲动停止时，肌肉纤维膜上的钙离子通道会关闭，钙离子被强力泵回肌质网内，肌肉纤维膜上的电荷也会重新恢复，肌肉就会恢复到松弛状态。
总结起来，骨骼肌收缩的过程主要是神经肌肉接头的电信号传递，通过激活乙酰胆碱受体、打开钙离子通道和肌球蛋白与肌动蛋白的排列改变，引起肌纤维收缩，从而实现肌肉的收缩。
《细胞生理学》肌细胞的收缩
横桥的作用：
a. 具有与细肌Βιβλιοθήκη 结合的位点b. 具有ATP酶的活性
(2) 细肌丝 （图） a.肌动蛋白，又称肌纤蛋白 具有与横桥结合的位点 b.原肌凝蛋白：覆盖结合位点 c.肌钙蛋白 与 Ca2+结合→原肌凝蛋白构象改变 → 暴露结合位点 收缩蛋白：肌凝蛋白与肌动蛋白 调节蛋白：原肌凝蛋白和肌钙蛋白
2．肌管系统 （图） （1）横管：由胞膜向内凹入形成 （2）纵管（肌浆网）： 三联管：由每一横管和来自两侧肌小节的 纵管终末池构成 作用：把横管传来的信息和终池Ca2+释放 联系起来
（三）横纹肌的收缩机制—肌丝滑行学说 肌丝滑行学说：
肌细胞收缩时肌原纤维缩短，是细肌 丝向粗肌丝滑行的结果 1．肌丝的分子结构
与骨骼肌不同之处：
需要外Ca2+
与钙调蛋白结合
思考题
1. 细胞膜的跨膜物质转运形式有几种，举例说 明之。 2.比较单纯扩散和易化扩散的异同点? 3.Na+-K+泵活动有何生理意义? 4. 简述生理学上兴奋性和兴奋的含义及其意义。 5.衡量组织兴奋性的指标有哪些? 6.神经细胞一次兴奋后，其兴奋性有何变化?机 制何在? 7.局部兴奋有何特点和意义? 8. 比较无髓神经纤维和有髓神经纤维动作电位 传导的异同点?
4、收缩的总和 运动单位：一个脊髓运动神经元及其轴突分 支所支配的全部肌纤维。 总和：运动单位的数量 频率效应 肌肉的收缩形式 1、等长收缩与等张收缩 （图） 等长收缩：指肌肉收缩时只有张力的增 加而无长度的缩短。 等张收缩：指肌肉收缩时长度缩短而无 肌张力的变化。
2、单收缩与单收缩的复合 图 单收缩：当骨骼肌受到一次短促刺激时，可 产生一次动作电位，随后出现一次收缩和舒张的 收缩形式。 复合收缩（强直收缩）：当骨骼肌受到频率 较高的连续刺激时，出现总和的收缩过程。 不完全强直收缩 完全强直收缩 生理情况下支配骨骼肌的运动神经发出的是 连续冲动，故产生的是强直收缩；静息时微弱而 持续的收缩称为肌紧张。
骨骼肌收缩舒张原理
骨骼肌收缩舒张原理
骨骼肌的收缩和舒张是基于肌肉纤维内部的运动蛋白和神经信号的相互作用而发生的生理过程。
这个过程通常被称为肌肉收缩-舒张机制，其基本原理包括：
1.神经冲动传导：当大脑或脊髓产生神经冲动时，通过神经元传递到神经肌接头，释放乙酰胆碱等神经递质。
这些神经递质刺激肌肉纤维膜上的受体，引发动作电位的产生。
2.横纹肌纤维收缩：动作电位沿着肌肉纤维的膜表面传播，进入肌肉纤维的深处。
在肌肉纤维内部，动作电位激活钙离子的释放，使得肌肉细胞内的钙离子浓度升高。
3.肌钙蛋白复合物解离：在钙离子浓度升高的情况下，肌肉纤维中的肌钙蛋白复合物解离，使得肌动蛋白上的活性位点暴露出来。
4.肌肉收缩：肌动蛋白的活性位点暴露后，肌球蛋白头部的活化能与肌动蛋白结合，形成肌动蛋白-肌球蛋白复合物。
接着，肌动蛋白上的肌小球蛋白头部释放ADP和Pi，导致肌小球蛋白头部发生构象变化，从而产生力学工作，使肌肉纤维产生收缩。
5.肌肉舒张：当神经冲动停止时，肌肉纤维内的钙离子被肌钙蛋白复合物重新吸收，肌动蛋白的活性位点被覆盖，肌动蛋白-肌球蛋白复合物解离，肌肉纤维恢复至松弛状态，完成舒张过程。
总的来说，骨骼肌的收缩和舒张是通过神经冲动引发肌肉纤维内部的化学反应和蛋白质结构的变化而实现的。
这一过程是高度有序和协调的，以确保肌肉的正常运动和功能。
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骨骼肌收缩原理
骨骼肌收缩原理
骨骼肌是人体内最重要的肌肉类型之一，它负责人体的运动和姿势维持。
骨骼肌的收缩原理是指肌肉在受到神经冲动刺激时，产生肌肉收缩的生理过程。
这一过程涉及到许多生物学原理和生理学机制，下面我们将深入探讨骨骼肌收缩的原理。
首先，神经冲动的传导是肌肉收缩的前提。
当大脑发出运动指令时，神经元将信号传递到神经肌肉接头，释放乙酰胆碱等神经递质，刺激肌肉细胞膜上的受体，导致肌肉细胞内钙离子的释放。
这一过程是肌肉收缩的起始步骤，也是肌肉活动的基础。
其次，肌肉收缩的关键是肌纤维的结构和功能。
肌肉细胞内包含许多肌纤维，每个肌纤维内又包含许多肌小丝。
当神经冲动刺激肌肉细胞时，肌小丝中的肌动蛋白和肌原纤维中的肌钙蛋白相互作用，导致肌肉的收缩。
这一过程是高度有序的，需要依赖于细胞内多种蛋白质的协同作用，以及能量分子的供应。
最后，肌肉收缩的调节离不开钙离子的作用。
在肌肉细胞内，钙离子是肌肉收缩的关键信号分子。
当神经冲动刺激肌肉细胞时，细胞内的钙离子释放，与肌动蛋白和肌原纤维结合，促使肌肉的收
缩。
而在肌肉放松时，钙离子则被重新储存起来，以维持肌肉的正常功能。
总的来说，骨骼肌收缩原理是一个复杂而精密的生物学过程，它涉及到神经元、肌肉细胞、蛋白质、能量分子等多个层面的生理学和生物学机制。
只有充分理解这一原理，我们才能更好地认识和运用肌肉在人体内的作用，从而更好地保护和锻炼我们的身体。
希望通过本文的介绍，读者们能对骨骼肌收缩的原理有一个更清晰的认识。
生理学——骨骼肌的收缩功能ppt课件
电刺激神经纤维达阈值 神经纤维兴奋，产生动作电位 动作电位以局部电流形式传到神经末梢 Ca²+进入轴突末梢 轴突末梢量子式释放递质ACh 递质经过接头间隙与终板膜上N2受体结合
兴奋 收缩 耦联
收缩 过程
终板膜对Na+（还有K+）通透性增高而产生终 板电位
ACh被胆碱酯酶破坏 邻近肌膜去极化达阈电位而产生肌膜动作电位 肌膜动作电位沿横管传到细胞内部 肌质网终末池释放Ca²+入肌浆 Ca²+与肌钙蛋白结合，暴露肌纤蛋白上与粗肌 丝结合的位点 粗、细肌丝间形成横桥连接，细肌丝沿粗肌丝 向M线滑行，使肌小节缩短
2、肌管系统 (sarcotubular system)
横管系统(transverse tubule)
{ 纵管系统(longitudinal tubule) 肌质网 (sarcoplasmic reticulum)
三联管结构：由每一横管与来自两侧的纵管的 终末池组成的结构。其作用是把横管传来的电 信号与终末池Ca2+释放两个过程联系起来。完 成横管向肌浆网的信息传递。
舒张 过程
没有动作电位传来时 Ca²+被泵回肌质网
Ca²+脱离肌钙蛋白
粗、细肌丝间的相互作用停止， 细肌丝弹性回位
二、骨骼肌收缩的外部表现和力学分析 （一）骨骼肌的收缩形式
1、等长收缩（isometric contraction) 等张收缩（ isotonic contraction）
2、单收缩和复合收缩
终板电位引 发动作电位
电压依从性 Na+通道开放
阈电位
Na+
3、神经-肌肉接头兴奋传递的特征
（1）单向性传递 （2）1对1传递 （3）兴奋传递有一定的时间延搁。 （4）易受药物和其他环境因素的影响
生理学——骨骼肌的收缩功能
生理学——骨骼肌的收缩功能骨骼肌是人体内最常见的肌肉组织，也是最重要的肌肉组织之一、它不仅具有支撑和保护的功能，还能通过收缩产生力量并推动我们的骨骼运动。
骨骼肌的收缩是通过肌肉纤维的收缩来完成的，以下将详细介绍肌肉收缩的过程以及与之相关的生理学知识。
肌肉收缩的过程可以分为四个主要步骤：兴奋-收缩-释放-恢复。
首先，神经冲动通过神经末梢传递给肌肉纤维，这个传递的过程称为兴奋。
神经冲动到达肌肉纤维后，会引发细胞内的一系列电生理反应，最终导致细胞内的钙离子释放。
当钙离子释放到肌肉纤维的细胞质中时，它们会与肌球蛋白结合在一起，这个过程被称为肌球蛋白和钙离子的结合。
肌球蛋白位于肌肉纤维中，并由两个部分组成：肌球蛋白I和肌球蛋白T。
钙离子结合到肌球蛋白I 上，使其发生构象改变，从而将粘着蛋白暴露出来。
接下来的步骤是收缩，也就是肌肉纤维产生力量并缩短。
肌球蛋白的构象改变会引起肌球蛋白和肌动蛋白之间的相互作用。
肌动蛋白是另一种蛋白质，负责肌肉纤维的收缩。
当肌动蛋白和肌球蛋白相互作用时，肌动蛋白会拉动肌球蛋白，使肌肉纤维缩短。
这个过程不断地发生，直到肌肉纤维达到最大的收缩程度。
完成收缩后，肌肉纤维需要重新松弛。
这个过程被称为释放。
释放过程中，钙离子被重新吸收到肌肉纤维内的储钙体中。
这让肌球蛋白恢复到初始状态，使肌动蛋白和肌球蛋白之间的相互作用断开。
最后一个步骤是恢复，也就是肌肉纤维回到初始状态。
在恢复过程中，肌球蛋白和肌动蛋白之间的相互作用断开，肌动蛋白返回到肌球蛋白表面以等待下一次收缩。
肌肉纤维的收缩过程是一个高度协调的过程。
它是由神经系统通过神经冲动控制的，神经冲动通过神经末梢到达肌肉纤维后，会引发一系列电生理反应，最终导致肌肉纤维的收缩。
这种神经冲动的传递是由神经递质介导的，其中最重要的神经递质是乙酰胆碱。
乙酰胆碱通过神经递质的释放使得肌肉纤维收缩。
肌肉收缩的力量大小与肌肉纤维的数量和激活程度有关。
每个肌肉纤维都是由许多肌原纤维组成的，每个肌原纤维内有成千上万个肌纤维。
简述骨骼肌收缩原理
骨骼肌收缩是一个复杂的生理过程，涉及多个步骤和分子机制。
首先，当神经冲动到达骨骼肌时，会释放一种叫做乙酰胆碱的化学物质。
乙酰胆碱会与骨骼肌细胞膜上的受体结合，导致细胞膜上的离子通道打开，使钠离子和钾离子等离子能够进入和离开细胞。
接着，钠离子进入细胞会导致细胞膜去极化，即膜电位由负转正。
这会触发一系列的分子事件，包括肌浆网释放钙离子、钙离子与肌动蛋白结合、肌动蛋白与肌球蛋白相互作用等，最终导致肌肉收缩。
最后，当神经冲动停止时，乙酰胆碱的释放也会停止，细胞膜上的离子通道关闭，使钠离子和钾离子等离子无法进入和离开细胞。
这会导致细胞膜复极化，即膜电位由正转负。
这会触发一系列的分子事件，包括肌浆网重新吸收钙离子、钙离子与肌动蛋白分离、肌动蛋白与肌球蛋白相互分离等，最终导致肌肉松弛。
骨骼肌收缩的原理是通过神经冲动触发一系列的分子事件，使肌肉收缩和松弛。
医学生理学——骨骼肌收缩
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•三联体：把肌细胞膜的电变化和细胞 内的收缩过程耦联起来的关键部位。
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二、肌细胞收缩的原理
1、肌小节是肌纤维收缩的功能单位。
2、肌小节收缩中的两不变、一缩短和 两变窄。
3、肌肉收缩的滑行理论：肌肉收缩时， 肌小节两侧的细丝更深地深入暗带，即 两侧的细丝向肌小节的中央滑行，导致 肌小节缩短。
张力—速度 关系曲线：
后负荷存在
时，张力与
初速度成反
比；最大张
力与等长收
缩；等张收
缩。
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五、小结和课后思考题、
50页 复习题：14-18
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此课件下载可自行编辑修改，供参考！ 感谢您的支持，我们努力做得更好！
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肌肉收缩和宽息中的顺序变化：
收缩：(1)运动神经元放电；(2)乙酰胆碱释放到 运动终板；(3)乙酰胆碱与受体结合；(4)终板膜 的Na+、K+通透性增加；(5)产生终板电位；(6)终 板电位引起肌细胞动作电位；(7)去极化沿着T管 系统向细胞内扩散；(8)肌浆网的终末池释放Ca2+， Ca2+扩散到肌球蛋白及肌动蛋白；(9)Ca2+与肌钙 蛋白结合，使肌动蛋白与肌球蛋白结合的部位暴 露；(10)在肌动与肌球蛋白之间搭上横桥，细丝 向粗丝方向滑行，肌肉缩短。
连续脉冲刺激下，肌肉的收缩将产
生总和。新的收缩发生在前次收缩的 宽息期，收缩波形呈锯齿形，为不完 全强直收缩；新的收缩发生在前次收 缩的收缩期之前或顶点，各次收缩融 合而叠加，收缩波形的锯齿形消失， 为完全强直收缩。
强直收缩时动作电位始终是分离
的。体内肌肉收缩多为强直收缩。
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如果肌肉的两端都被固定，肌肉收缩
时，其长度不能发生变化，而只发生张
力增加，这种收缩则称之为等长收缩
（isometric contraction）。
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2、单收缩（Single Twitch）。
单个方波刺激引起的肌肉的单次收 缩。包括潜伏期、收缩期和宽息期。
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3、强直收缩（Tetanus）。
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一、 骨骼肌细胞的微细结构
1. 肌细胞(肌纤维)
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2.肌原纤维 •明带(I)与暗带(A) •H带与M线 •明带与Z线
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3. 肌小节
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4. 粗丝与细丝
•粗丝：直径约为14 nm，长约1.6 m，从
粗丝还有横向伸出的突起，长约6 nm，称之 为横桥。 粗丝只存在于暗带，暗带的长度即为 粗丝的长度。
第四节 骨骼肌的收缩
The Contraction of Skeletal Muscle
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通过认识骨骼肌细胞的微细结构，
掌握骨骼肌细胞的收缩原理即滑行 理论、收缩蛋白质的作用、兴奋收缩偶联的结构基础和偶联的过程， 理解钙离子在兴奋-收缩偶联中的 作用；掌握单收缩与强直收缩，等
张收缩与等长收缩的概念；了解肌 收缩的力学分析的意义及张力—速 度关系。
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4、Ca2+触发收缩蛋白的过程。
肌肉兴奋[Ca2+] Ca2+和肌钙蛋白C结合 肌钙
蛋白复合体的连结力增强 I成分和肌动蛋白的结
合力减弱
原肌球蛋白得以向F肌动蛋白双螺
旋沟中移位，把肌动蛋白暴露给肌球蛋白 肌球
蛋白的头便和肌动蛋白结合，ATP酶激活 横
桥向M线方向的移动 推动肌动蛋白(即细丝)向
粗丝由肌球蛋白(myosin) 组成，一条粗 丝约含200～300个肌球蛋白分子。形状类似
拐杖，有杆有头。头是肌球蛋白分子的生物学 活性部位，具有与肌动蛋白结合的位点和ATP 酶的活性。杆尾朝向Ｍ直径约7 nm，它由Ｚ线向两侧平行伸去，
每侧长约1.0 m，细丝从明带伸入暗带一定距离， 直达Ｈ带的边缘为止，所以在暗带中有一部分是
宽息：(1)Ca2+被泵入肌浆网；(2)Ca2+从肌钙蛋白 中释放；(3)肌球与肌动医蛋学pp白t 之间的相互作用停16 止。
三、单收缩与强直收缩
1、等张收缩与等长收缩。如果肌肉的一 端是固定的，而另一端不固定不加负荷， 则肌肉收缩时，肌肉便缩短，而无张力 的变化，此种收缩称等张收缩 （isotonic contraction）。
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四、肌肉收缩的力学分析
1、肌肉收缩的前负荷与后负荷
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2、前负荷对肌肉收缩的影响
最适前负荷或最 适初长度。
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2、后负荷对肌肉收缩的影响
肌肉在有后负
荷条件下收缩，
总是张力变化在
前，缩短在后；
后负荷越大则肌
肉在缩短前必需
产生的张力也越
大，肌肉缩短出
现得越晚。
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粗丝和细丝相重叠的，暗带中间的Ｈ带实际上就 是不含细丝的部位。
细丝至少由三种蛋白质组成。一是肌动蛋白，
二是原肌球蛋白，三是肌钙蛋白，这是一个复合
体，包括三种蛋白质，名为肌钙蛋白Ｔ(TnT)、Ｉ
(TnI)和Ｃ(TnC)。肌动蛋白的作用是激活肌球蛋白
的ATP酶活性；原肌球蛋白主要起调控作用；TnC
为Ca2+受体；TnI抑制肌球蛋白与肌动蛋白的结合；
肌节的中央滑动 发生肌肉缩短。
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5、兴奋-收缩偶联
兴奋导致收缩的联系称之为兴奋-收缩 偶联。其结构基础为肌肉的肌管系统； 由膜的兴奋到肌纤维的收缩需要经历如 下的步骤：
• 兴奋通过T管传向肌细胞深部；
• 三联体把T管的电变化转变为终池释放 Ca2+；
• 肌浆网对Ca2+的释放与回摄。
TnT把肌钙蛋白与原肌球医学蛋ppt 白结合。
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粗丝和细丝
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肌小节
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5. 横管(T)、纵管(L)、终池与三联体
•横管：将肌细胞兴奋时出现在细胞膜 上的电变化沿Ｔ管膜传入细胞内部；
•纵管(肌浆网)和终池：通过对钙离子的 贮存、释放和再积聚，触发肌小节的收 缩和舒张；