《生理学》细胞的基本功能——4肌细胞的收缩.pptVIP

第 四 节  肌细胞的收缩功能 —横纹肌（骨骼肌） During contraction 1. 粗肌丝 (thick filament) （二）骨骼肌的兴奋－收缩耦联 Excitation/contraction coupling Excitation/contraction coupling 三、神经-肌接头处的兴奋传递 （二）神经－肌接头处的兴奋传递 More about Neuromuscular junctions Single twitch - 张力增加，长度不变 等长收缩 Graphical comparison 3.单收缩和复合收缩(1)单收缩 肌肉受低频刺激而出现的独立收缩。 * * 一、骨骼肌细胞的微细结构及其与收缩功能的关系 （一）肌原纤维和肌小节 每条肌原纤维的全长呈规则的明、暗带交替排列。 暗带的长度比较固定，中央有一狭窄的较透明的H带，H带正中有一条M线。明带的长度可变，中央有一条暗线即Z线。 肌小节相邻两之线之间的结构，称为肌小节，是肌肉收缩和舒张的最基本单位。在体骨骼肌安静时肌小节长度约2.0～2.2μm。肌原纤维由粗、细肌丝按一定规律排列而成。暗带中含有粗肌丝，其长度与暗带相同，M线起着固定成束粗肌丝的作用。细肌丝由之线向两侧明带伸出，并伸入暗带，与粗肌丝规则地交错对插。 Resting length 肌丝滑行理论 暗 带 明 带 Z lines move closer together Sarcomere shortens A band same length I band reduced H band reduced 暗 带 明 带 肌凝蛋白(肌球蛋白，myosin)组成 横桥 (cross bridge)：1. 可逆性与细肌丝结合，拖动细肌丝滑行；2.具有ATP酶活性。 2. 细肌丝 (thin filament) 三种蛋白质组成：肌动蛋白(肌纤蛋白，actin)、肌球蛋白(原肌凝蛋白，tropomyosin)和肌钙蛋白(原宁蛋白，troponin） （三）肌管系统 1.横管或T管(T tubule)：将肌细胞膜其他部位传来的动作电位传导到肌细胞深部。 2. 纵管或L管(L tubule),即肌浆网(sarcoplasmic reticulum,SR)。终末池-Ca2+的贮存/释放(Ca2+通道)和再聚集(Ca2+泵)。 三联管结构(triad)：兴奋-收缩藕联的结构基础 。 二、骨骼肌收缩的分子机制 Relaxed state Initiation of contration 收缩蛋白 调节蛋白 肌凝蛋白肌动蛋白肌球蛋白肌钙蛋白 （一）肌丝滑行过程 肌浆中Ca2+浓度↑→Ca2+与肌钙蛋白结合→肌钙蛋白构型变化→原肌凝蛋白构型变化→肌纤蛋白上活性位点暴露→横桥与肌纤蛋白结合→横桥ATP酶激活→分解ATP放出能量→横桥头部摆动并拖动细肌丝→肌丝滑行(肌肉收缩)。 肌浆中Ca2+浓度↓→肌钙蛋白构型恢复→原肌凝蛋白构型恢复→掩盖肌纤蛋白上活性位点→横桥不能与肌纤蛋白结合→细肌丝回到原位→肌肉舒张。 肌细胞的动作电位与收缩之间的联系起来的过程。 Excitation-contraction coupling Ca2+ is released from the sarcoplasmic reticulum following motor neuron synaptic activity. 1．兴奋通过横管系统传导到肌细胞内部三联体结构处。 2．三联体结构处的信息传递：横管膜上的动作电位产生的电流或诱发细胞膜产生的IP3（三磷酸肌醇），均可导致Ca2+通道开放，Ca2+顺浓度梯度从肌质网内流入胞浆，触发肌丝滑行。 3．肌浆网对Ca2+的贮存、释放和再聚集：肌浆网膜上的钙泵把肌浆中的Ca2+主动转运到肌浆网内（肌浆Ca2+浓度较低而肌浆网内Ca2+浓度较高）。 当肌浆网膜对Ca2+通透性增高时，肌质网中Ca2+顺浓差扩散到肌浆中触发肌肉收缩。随后，肌浆网膜上钙泵的活动增强，导致Ca2+在肌质网内的再聚集和肌浆中Ca2+浓度降低，肌肉舒张。 由于Ca2+的再聚集是由钙泵消耗ATP而完成的，所以肌肉的舒张和收缩一样，都属主动过程。 （一） 形态结构—运动终板 递质囊泡（Ach） ③运动终板膜 肌 小节 ②接头间隙 ①接头前膜 动作电位到达神经末梢→Ca2+通道开放 Ca2+进入轴突末梢，囊泡向接头前膜移动并与之融合 通过出胞作用将囊泡中的ACh释放到接头间隙 ACh与ACh受体结合→ 化学门控通道开放→Na+内流→