肌细胞的收缩功能
肌细胞的收缩功能
能引发ACh的释放和EPP的发生。在细胞外低Ca2＋
或高Mg2＋时，也同样会因Ca2＋内流减弱而使神经 -肌接头的兴奋传递功能发生障碍。
钙离子在去极化-释放耦联中的作用 突触前未梢己注入钙指示剂发光蛋白，并注入去极化电流。用微电极记录突触前和突触后电 位，右侧显示弱和强突触前电流刺激的反应。
微电泳给予Ach并同时记录细胞内电位的实验安排示意图(A)及电位记录(B) A. 左则一个灌流滴管为改变这个区域的细胞外液成份用。B.自下而上表示 电泳给予的Ach增多时所引起的终板区的电位变化。
接头前膜以量子释放的形式释放ACh。一个突触囊泡中所
含的ACh，即一“小包” ACh （约1万个ACh分子），称为
上图曲线为细胞内电极记录的基本电节律（慢波），在笫2-4个慢波期 间，出现数目不等的动作电位；下图曲线为肌肉收缩张力，收缩波出现 在动作电位时，动作电位数目越多，收缩幅度也越大。
（三）平滑肌的收缩机制
实验证明，平滑肌与横纹肌具有相似的长度-张力关系， 因而推测平滑肌内的粗、细肌丝也构成类似横纹肌肌节的 结构，并通过相互滑动来实现肌肉收缩。但是在平滑肌，
运动单位（motorunit）的数量和肌肉收缩的频率。
4、收缩的总和
骨骼肌通过收缩的总和（summation）可快
速调节收缩的强度。总和的发生是在神经系统
调节下完成的，它有两种形式，即运动单位数
量的总和以及频率效应的总和。
（1）运动单位数量的总和
脊椎动物骨骼肌运动单位的示意图
弱收缩时，仅有少量的和较小的运动单
着某种中介性过程把二者联系起来，这一过
程称为兴奋-收缩耦联。
（excitation-contraction coupling）
生理学-第二章-细胞的基本功能
③等张收缩。 正常人体骨骼肌的收缩大多是混合式的,而且总是等长收缩在前,当肌 张力增加到超过后负荷时,才出现
复习思考题
1.试述神经肌肉接头传递的过程及其特点。 2.何谓兴奋-收缩偶联？其结构基础是什么？Ca2+起何 作用？ 3.几种收缩蛋白质各起什么作用？ 4.肌细胞收缩是怎样发生的？ 5.何谓单收缩和强直收缩？
2.后负荷：
在等张收缩条件下观察负荷对肌缩 张力和速度的影响。 后负荷为 0→肌缩速度、幅度 ↑ 和 张力最小；后负荷 ↑ →肌缩速度、幅度 ↓ 和张力 ↑； 后负荷 ↓ →肌缩速度、幅 度↑和张力↓。 ∴后负荷过大，虽肌缩张力 ↑， 但 肌缩速度、幅度 ↓， 不利作功 ； 后负荷 过小，虽肌缩速度、幅度 ↑，但肌缩张 力↓，也不利作功。
①肌膜电兴奋的传导:指肌膜产生AP后,AP由横管系统迅速
传向肌细胞深处，到达三联管。 • ②激活Ca2+通道,促使Ca2+释放入胞质。 ③胞质中Ca2+浓度的升高,促使肌钙蛋白与Ca2+结合并引发 肌肉收缩。 (4). 激活LSR膜上的钙泵, 将Ca2+泵回终池,使胞质中Ca2+降低, 肌肉舒张。
∴Ca2+是兴奋-收缩耦联的关键物质(耦联物).
（四）骨骼肌舒张机制
兴奋-收缩耦联后
肌膜电位复极化 终池膜对Ca2+通透性↓ 肌浆网膜Ca2+泵激活 肌浆网 [Ca2+]↓ 原肌凝蛋白复盖 结合位点 Ca2+与肌钙蛋白解离 骨骼肌舒张
小结：骨骼肌收缩全过程
1.兴奋传递 (AP)传到N末梢
N末梢对Ca2+通透性 Ca2+内 流↓ 促使ACh释放 ACh释放入接头间隙 ACh与终板膜受体结合 终板膜对Na+的通透性增加 产生终板电位(EPP)
306西医综合考研生理复习：肌细胞的收缩功能
306西医综合考研生理复习：肌细胞的收缩功能肌细胞的收缩功能1.骨骼肌的特殊结构：肌纤维内含大量肌原纤维和肌管系统，肌原纤维由肌小节构成，粗、细肌丝构成的肌小节是肌肉进行收缩和舒张的基本功能单位。
肌管系统包括肌原纤维去向一致的纵管系统和与肌原纤维垂直去向的横管系统。
纵管系统的两端膨大成含有大量Ca2+的终末池，一条横管和两侧的终末池构成三联管结构，它是兴奋收缩耦联的关键部位。
2.粗、细肌丝蛋白质组成：记忆方法：①肌肉收缩过程是细肌丝向粗肌丝滑行的过程，即细肌丝活动而粗肌丝不动。
细肌丝既是活动的肌丝必然含有能“动”蛋白——肌凝蛋白。
②细肌丝向粗肌丝滑动的条件是肌浆内Ca2+浓度升高而且细肌丝结合上Ca2+，因此细肌丝必含有结合钙的蛋白——肌钙蛋白。
③肌肉在安静状态下细肌丝不动的原因是有一种安静时阻碍横桥与肌动蛋白结合的蛋白，而这种原来不动的蛋白在肌肉收缩时变构(运动)，这种蛋白称原肌凝蛋白。
3.兴奋收缩耦联过程：①电兴奋通过横管系统传向肌细胞深处。
②三联管的信息传递。
③纵管系统对Ca2+的贮存、释放和再聚积。
4.肌肉收缩过程：肌细胞膜兴奋传导到终池→终池Ca2+释放→肌浆Ca2+浓度增高→Ca2+与肌钙蛋白结合→原肌凝蛋白变构→肌球蛋白横桥头与肌动蛋白结合→横桥头ATP酶激活分解ATP→横桥扭动→细肌丝向粗肌丝滑行→肌小节缩短。
5.肌肉舒张过程：与收缩过程相反。
由于舒张时肌浆内钙的回收需要钙泵作用，因此肌肉舒张和收缩一样是耗能的主动过程。
肌肉收缩的外部表现和和学分析1.肌骼肌收缩形式：(1)等长收缩——张力增加而无长度缩短的收缩，例如人站立时对抗重力的肌肉收缩是等长收缩，这种收缩不做功。
等张收缩——肌肉的收缩只是长度的缩短而张力保持不变。
这是在肌肉收缩时所承受的负荷小于肌肉收缩力的情况下产生的。
可使物体产生位移，因此可以做功。
整体情况下常是等长、等张都有的混合形式的收缩。
(2)单收缩和复合收缩：低频刺激时出现单收缩，高频刺激时出现复合收缩。
肌细胞的收缩
终板膜发生去极化 ，称
为 终板电位（endplate
potential, or EPP)
• 微终板电位 （miniature endplate potential, or MEPP）
神经－肌接头传递的特征： • 1:1对应关系：每一次动作电位到达神经末梢，都能
可靠地使肌细胞兴奋和收缩一次。 • 足够的ACh： 一次神经冲动能使约250个突触小泡几 乎同时释放ACh，在终板膜上产生的终板电位平均幅 度约为50mV，超过肌纤维兴奋阈值的3－4倍。 • AChE 的清除作用： ACh和N2-ACh受体的结合/ 解离 呈现动态。作用后2ms，释放的ACh即被终板膜上 AChE分解而被清除。
负荷的类型：
• 前负荷（preload）：是肌肉收缩前所承
受的负荷， 决定了肌肉在收缩前的长度， 即肌肉的初长度（initial length）。 • 后负荷（afterload）：肌肉在收缩过程中 所承受的负荷。
1. 前负荷对肌肉收缩的影响
长度-张力曲线：在
等长收缩的条件下，
测定在不同的肌肉初
长度情况下，肌肉主
动收缩产生的张力。 肌肉收缩存在一个最 适初长度，可产生最 大的主动张力。
骨骼肌体内所处自然长度时，肌小节长度约为 2.0～
2.2µm，粗、细肌丝达到最理想的重叠/收缩状态。
2. 后负荷对肌肉收缩的影响 张力-速度曲线：在等张收
缩的情况下，测定在不同
后负荷情况下肌肉收缩时
产生的张力和缩短的速度。 随着后负荷的增加，收缩
第四节
肌细胞的收缩
根据肌肉的功能特性，可分为：
骨骼肌
心肌
平滑肌
骨骼肌由大量成束肌纤维细胞构成。一根肌纤维就 是一个肌细胞。
肌细胞
收缩功能
肌细胞人体各种形式的运动，主要是靠一些肌细胞的收缩活动来完成的。例如，躯体的各种运动和呼吸动作 由骨骼肌的收缩来完成；心脏的射血活动由心肌的收缩来完成；一些中空器官如胃肠、膀胱、子宫、血管等器官 的运动，则由平滑肌的收缩来完成。不同肌肉组织在功能和结构上各有特点，但从分子水平来看，各种收缩活动 都与细胞内所含的收缩蛋白质，主要与肌凝蛋白和肌纤蛋白的相互作用有关；收缩和舒张过程的控制，也有某些 相似之处。最充分的骨骼肌为重点，说明肌细胞的收缩机制。
肌细胞对于健美运动员，最好的细胞增容剂是肌酸、糖元、血浆扩溶剂（甘油）和水。 1、肌酸：维持阶段每天3-5克（可每天增服250-500毫克的ALA） 2、糖元：每小时补充40克的碳水化合物以增加内源性糖元的含量，减少训练后碳水化合物的体积。 3、血浆扩溶剂：10克甘油随30克水服下。注意：只是偶尔使用，如比赛前以增加血管度。 4、水：每天饮用8盎司玻璃杯8杯或更多（共2夸脱），另外每15分钟的运动增加4盎司的水。 5、细胞增容特殊秘密方法。训练后服用3克肌酸、50克碳水化合物、10克谷氨酰胺、20克蛋白质和1-2升水， 持续1-2周，就可以达到细胞增容的目的。 肌细胞容积自然状态下是由肌酸、肌糖元和水维持。研究表明肌肉内水的堆积可使受试对象在几天内增加好 几磅的肌肉水分，这似乎只是短期效应，因为不是肌肉蛋白质。但是科学家们相信肌细胞增容是可以转化为肌肉 体积增大的长期合成过程的，换言之，这种短暂效应可以导致长期的效果，这才是每一个健美运动员的最终目标。
中职护理专业第二章 细胞的基本功能3肌纤维的收缩1
3、将骨骼肌细胞膜的电变化和肌细胞内的收缩过程 耦联起来的关键部位是（ E ） A、横管系统 D、纵管终末池 B、纵管系统 C、肌浆 E、三联管结构
课 后 练 习
选择
5、产生兴奋-收缩耦联的关键是肌浆中的 （ D ） A Na+浓度升高
原肌球蛋白位移， 暴露细肌丝上的结合位点 横桥与结合位点结合， 分解ATP释放能量 牵拉细肌丝朝肌节中央滑行 肌节缩短=肌细胞收缩
肌肉收缩过程
横桥摆动，解离、复位，再结合
肌肉舒张过程
肌浆中Ca2+↓→肌钙蛋白与Ca2+脱离→原肌凝蛋白回 位掩盖肌动蛋白结合位点→横桥与肌动蛋白解离→ 细肌丝滑出→肌节恢复原长---舒张
B Ca2+浓度升高
C Cl –浓度升高
D Ca2+浓度升高 E K+浓度升高
课 后 练 习
选择
4、下列关于肌丝滑行过程的描述，哪一项是 错误的（ D ）
A 第一步是肌浆内Ca2+浓度升高 B 第二步是Ca2+与肌钙蛋白 结合，解除 位阻效应 C 第三步是激活横桥ATP酶。 D 第四步是粗肌丝向细肌丝间滑行 E 肌节长度缩短。
2+ Ca 1、肌肉兴奋—收缩耦联的关键是______的释放。
肌动蛋白 、 2 、 组 成 细 肌 丝 的 三 种 蛋 白 是 __________ 原肌球蛋白 ___________和_________ 肌钙蛋白
前负荷 、 3 、 影 响 骨 骼 肌 收 缩 的 主 要 因 素 _________ 后负荷 和___________ 肌肉收缩力 。 _________
通过横桥连续的向M线方向扭动，牵拉细肌丝 向暗带中央滑行。
第四节骨骼肌细胞的收缩功能
神经肌接头处的兴奋传递
AP传导至末梢突触前膜 Ca2+内流
囊泡释放乙酰胆碱（Ach）
Ach扩散与后膜 （终板）受体结合
Na+内流, K+外 流，膜去极化
终板电位
AchE水 解Ach
动作电位 整个肌细胞
神经肌接头兴奋传递的特征
–单向传递 –时间延搁 –易受药物和其它环境因素变化的影响 –兴奋传递一对一
影响神经－肌接头化学传递的因素
①肉毒杆菌毒素，可抑制Ach的释放。 ②有机磷农药可抑制胆碱酯酶，ACh积聚，出现
肌细胞挛缩等中毒症状。 ③美洲箭毒可以同ACh竞争结合位点, 肌松剂。 ④接头后膜上ACh受体功能异常,重症肌肉无力。
等张收缩(isotonic contraction) :指肌 肉收缩时长度缩短而无肌张力的变化。
单收缩 (single twitch)
收缩总和与强直收缩 （tetanic contraction）
前负荷的影响 肌肉在收缩前就作用于肌肉的 负荷，将肌肉拉长于某一状态。
最适初长度：使肌肉 收缩时产生最大张力 的初长度。
后负荷的影响 肌肉开始收缩时遇到的负荷。
后负荷愈大，产生张力愈大，肌肉缩短的速度及 缩短的长度愈小。
肌肉收缩能的影响
Ca2+、NE、E、毛地黄类药物→心肌收缩 能力↑使张力一速度曲线平行右上移。
H+、K+ 、Ach →心肌收缩力↓；使曲线 平行左移。
神经肌接头 (neuromuscular junction)
第四节 骨骼肌细胞的收缩功能
一、骨骼肌收缩的机械力学特征 1、骨骼肌的收缩形式 2、影响骨骼肌收缩的主要因素
2016年北京大学医学部306西医综合考研生理复习：肌细胞的收缩功能
2016年北京大学医学部306西医综合考研生理复习：肌细胞的收缩功能肌细胞的收缩功能1.骨骼肌的特殊结构：肌纤维内含大量肌原纤维和肌管系统，肌原纤维由肌小节构成，粗、细肌丝构成的肌小节是肌肉进行收缩和舒张的基本功能单位。
肌管系统包括肌原纤维去向一致的纵管系统和与肌原纤维垂直去向的横管系统。
纵管系统的两端膨大成含有大量Ca2+的终末池，一条横管和两侧的终末池构成三联管结构，它是兴奋收缩耦联的关键部位。
2.粗、细肌丝蛋白质组成：记忆方法：①肌肉收缩过程是细肌丝向粗肌丝滑行的过程，即细肌丝活动而粗肌丝不动。
细肌丝既是活动的肌丝必然含有能“动”蛋白——肌凝蛋白。
②细肌丝向粗肌丝滑动的条件是肌浆内Ca2+浓度升高而且细肌丝结合上Ca2+，因此细肌丝必含有结合钙的蛋白——肌钙蛋白。
③肌肉在安静状态下细肌丝不动的原因是有一种安静时阻碍横桥与肌动蛋白结合的蛋白，而这种原来不动的蛋白在肌肉收缩时变构(运动)，这种蛋白称原肌凝蛋白。
3.兴奋收缩耦联过程：①电兴奋通过横管系统传向肌细胞深处。
②三联管的信息传递。
③纵管系统对Ca2+的贮存、释放和再聚积。
4.肌肉收缩过程：肌细胞膜兴奋传导到终池→终池Ca2+释放→肌浆Ca2+浓度增高→Ca2+与肌钙蛋白结合→原肌凝蛋白变构→肌球蛋白横桥头与肌动蛋白结合→横桥头ATP酶激活分解ATP→横桥扭动→细肌丝向粗肌丝滑行→肌小节缩短。
5.肌肉舒张过程：与收缩过程相反。
由于舒张时肌浆内钙的回收需要钙泵作用，因此肌肉舒张和收缩一样是耗能的主动过程。
肌肉收缩的外部表现和和学分析1.肌骼肌收缩形式：(1)等长收缩——张力增加而无长度缩短的收缩，例如人站立时对抗重力的肌肉收缩是等长收缩，这种收缩不做功。
等张收缩——肌肉的收缩只是长度的缩短而张力保持不变。
这是在肌肉收缩时所承受的负荷小于肌肉收缩力的情况下产生的。
可使物体产生位移，因此可以做功。
整体情况下常是等长、等张都有的混合形式的收缩。
(2)单收缩和复合收缩：低频刺激时出现单收缩，高频刺激时出现复合收缩。