《骨骼肌的特性》PPT课件

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1、Seaction4 Muscle Contraction 骨 骼 肌 的 特 性 1.1 骨 骼 肌 的 物 理 特 性 展 性 、 弹 性 、 粘 性 1.2 骨 骼 肌 的 生 理 特 性 兴 奋 性 ： （ 1） 显 著 高 于 心 肌 和 平 滑 肌 （ 2） 依 赖 于 神 经 冲 动 的 兴 奋 传 导 性 : 兴 奋 可 在 同 一 肌 纤 维 上 传 导 ， 但 不 能 跨 膜 传 递 ， 而且 传 导 速 度 较 快 。 收 缩 性 : 速 度 快 、 强 度 大 、 但 不 能 持 久 Types of muscle:Skeletal muscleCardiac muscl

2、eSmooth muscle 2 骨 骼 肌 的 收 缩 2.1 骨 骼 肌 的 收 缩 形 式 （ 录 象 ） 2.1.1 等 长 收 缩 和 等 张 收 缩 等 长 收 缩 ： 肌 肉 收 缩 时 ,只 有 张 力 增 加 而 长 度 不 变 的收 缩 ,称 为 等 长 收 缩 。 等 张 收 缩 ： 肌 肉 收 缩 时 ,只 有 长 度 缩 短 而 张 力 不 变 的收 缩 ,称 为 等 张 收 缩 。 2.1.2 单 收 缩 （ 录 象 ） 肌 肉 受 到 一 次 刺 激 ， 引 起 一 次 收 缩 和 舒 张 的 过 程 。 2.1.3 复 合 收 缩 肌 肉 受 到 连 续 刺 激

3、 ， 前 一 次 收 缩 和 舒 张 尚 未 结 束 ，新 的 收 缩 在 此 基 础 上 出 现 的 过 程 。 不 完 全 强 直 收 缩 ：在 刺 激 频 率 较 低 时 ， 描 记 的 收 缩 曲 线 呈 锯 齿 状 。 完 全 强 直 收 缩 ： 当 新 刺 激 落 在 前 一 次 收 缩 的 缩 短 期 ,所 出 现 的 强 而 持久 的 收 缩 过 程 。机 制 ： 强 直 收 缩 是 各 次 单 收 缩 的 机 械 叠 加 现 象 (并 非动 作 电 位 的 叠 加 ， 动 作 电 位 始 终 是 分 离 的 )， 所 以 ,强直 收 缩 的 收 缩 幅 度 和 收 缩 力 比

4、 单 收 缩 大 。临 界 融 合 频 率 :引 起 完 全 强 直 收 缩 所 需 的 最 低 刺 激 频 率 骨 骼 肌 收 缩 的 形 式 Structure of Skeletal Muscle 光 学 显 微 镜 下 观 察 1） I band(明 带 )和 A band(暗 带 ) 2） H zone， M line， Z line 3） sarcoma(肌 小 节 )Myofibril (肌原纤维) 肌原纤维肌小节： 1/2明带 暗带 1/2明带 电 子 显 微 镜 下 观 察 Thick filamentsThin filaments粗 肌 丝细 肌 丝 Thin filame

5、nts(细 肌 丝 ) 肌 动 蛋 白 原 肌 球 蛋 白 肌 钙 蛋 白 亚 单 位 C、 亚 单 位 T、 亚 单 位 I Thick filaments由 myosin(肌 球 蛋 白 )组成 ， 呈 端 部 膨 大 (横 桥 )的 长 杆 状 。 Thick filaments: 由myosin组成 Cross bridge(横桥)特性：1 Actin binding site forms cross bridge2 Nucleotide binding site binds ATP (Myosin ATPase) Thin filaments(细 肌 丝 )由 actin(肌 动 蛋

6、 白 )、 tropomyosin(原 肌 凝 蛋 白 )和Troponin肌 钙 蛋 白 组 成 粗 肌 丝 ： 由 肌 球 或 称 肌 凝 蛋 白组 成 ， 其 头 部 有 一 膨 大 部 -横 桥 ： 能 与 细 肌 丝 上 的 结 合 位 点 发 生可 逆 性 结 合 ； 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

7、横 桥 结 合 位 点 ； 肌 钙 蛋 白 ：与 Ca 2+结 合 变 构 后 ,使 原 肌 球 蛋 白位 移 ， 暴 露 出 结 合 位 点 。 亚 单 位 C :与 Ca2+结 合亚 单 位 T:把 肌 钙 蛋 白 与原 肌 球 蛋 白 结 合 在 一 起亚 单 位 I:传 递 信 息当 亚 单 位 C与 Ca2+结 合时 ,把 信 息 传 递 给 原 肌 球蛋 白 ,使 后 者 构 型 改 变 和位 置 移 动 ,从 而 解 除 对 肌动 蛋 白 与 横 桥 结 合 的 抑制 作 用 . 肌 管 系 统 横 管 系 统 ： T管 (肌 膜 内 凹 而 成 。肌 膜 AP沿 T管 传 导

8、)。 纵 管 系 统 ： L管 (也 称 肌 浆 网 。 肌 节两 端 的 L管 称 终 池 ， 富 含Ca2+)。 三 联 管 ： T管 +终 池 2 纵管 横管肌 管 的 作 用横 管 ： 传 AP至肌 细 胞 深 部纵 管 ： 贮 存 、释 放 、 聚 积 钙三 联 管 ： 兴 奋 - 收 缩 耦 联 部 位 肌 肉 收 缩 时 肌 肉 缩 短 ， 不 是 肌 丝 的 缩 短 而 是 肌 小 节 的缩 短 。 肌 肉 收 缩 时 ， 从 Z线 伸 出 的 细 肌 丝 在 某 种 力 量 的 作用 下 向 暗 带 中 央 滑 行 而 使 肌 小 节 缩 短 。Molecular Mecha

9、nism of Muscular ContractionThe sliding filament modelMuscle shortening is due to movement of the actin filament over the myosin filamentReduces the distance between Z-lines Changes in the appearance of a Sarcomere during the Contraction of a Skeletal Muscle Fiber 按 任 意 键飞 入 横 桥 摆 动 动 画肌 节 缩 短 =肌 细

10、胞 收 缩横 桥 摆 动横 桥 与 结 合 位 点 结 合 ，分 解 ATP释 放 能 量Ca2+与 肌 钙 蛋 白 结 合肌 钙 蛋 白 的 构 型终 池 膜 上 的 钙 通 道 开 放终 池 内 的 Ca2+进 入 肌 浆肌 丝 滑 行 的 过 程原 肌 球 蛋 白 位 移 ， 暴 露细 肌 丝 上 的 结 合 位 点 Sarcoma shortenCross bridge pivoting Cross bridge bind to actin,and hydrolysis of ATP provides energy Ca2+binds to troponinCa2+ channel o

11、penCa2+released from cisternae into sarcoplasm肌 丝 滑 行 的 过 程 (video)Tropomyosin moves and exposing myosin binding site on actin 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 相邻 Z线 靠 近 ,即 肌 节 缩 短 ； 暗 带 长 度 不 变 ,即 粗 肌 丝长 度 不 变 ； 从 Z线 到 H带 边 缘 的

12、距 离 不 变 ,即 细 肌 丝长 度 不 变 ; 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 。 3） 横 桥 的 循 环 摆 动 在 肌 肉 中 是 非 同 步 的 ， 从 而 肌肉 产 生 恒 定 的 张 力 和 连 续 的 缩 短 。 4） 横 桥 循 环 摆 动 的 参 入 数 目 及 摆 动 速 率 ， 是 决 定肌 肉 缩 短 程 度 、 速 度 和 肌 张 力 的 关 键 因 素 。 Excitation-Contr

13、action Coupling兴 奋 -收 缩 耦 联 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 和 肌 节 附 近 。 三 联 管 部 位 的 信 息 传 递 ： （ 尚 不 很 清 楚 ） 肌 浆 网 （ 纵 管 系 统 ） 对 Ca2+的 贮 存 、 释 放 与 再 聚 集 ： Ca2+是 兴 奋 -收 缩 耦 联 的 耦 联 物 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

14、 浆 网 膜 Ca2+Ca 2+与 肌 钙 蛋 白 解 离原 肌 凝 蛋 白 复 盖 的横 桥 结 合 位 点骨 骼 肌 舒 张 运 动 神 经 冲 动 传 至 末 梢N末 梢 对 Ca2+通 透 性 增 加 Ca2+内 流 入 N末 梢 内接 头 前 膜 内 囊 泡向 前 膜 移 动 、 融 合 、 破 裂ACh释 放 入 接 头 间 隙 ACh与 终 板 膜 受 体 结 合受 体 构 型 改 变终 板 膜 对 Na +、 K+(尤 其 Na+)的 通 透 性 增 加产 生 终 板 电 位 (EPP)EPP引 起 肌 膜 AP 肌 膜 AP沿 横 管 膜 传 至 三 联 管终 池 膜 上 的 钙 通 道 开 放终 池 内 Ca2+进 入 肌 浆Ca2+与 肌 钙 蛋 白 结 合 引 起 肌 钙 蛋 白 的 构 型 改 变原 肌 凝 蛋 白 发 生 位 移 暴 露 出 细肌 丝 上 与 横 桥 结 合 位 点横 桥 与 结 合 位 点 结 合激 活 ATP酶 作 用 ,分 解 ATP横 桥 摆 动 牵 拉 细 肌 丝 朝 肌 节 中 央 滑 行肌 节 缩 短 =肌 细 胞 收 缩 过 程 1.兴 奋 传 递 2.兴 奋 -收 缩 （ 肌 丝 滑 行 ） 耦 联 小 结 ： 骨 骼 肌 收 缩 全 过 程 (动 画 )