第五章-肌肉生理.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第五章 骨骼肌、心肌和平滑肌细胞生理,第一节 骨骼肌生理,一、骨骼肌的超微结构,（一）肌原纤维的结构组成,肌原纤维（myofibril）,暗带（,A,）、明带（,I,）,H,带、,M,线、,Z,线,肌节,肌丝：,粗肌丝：肌球蛋白，杆的一端有两个球头。尾部伸向M线聚合成束。,两个位点：肌动蛋白和肌球蛋白AIP酶,细肌丝：肌动蛋白、原肌球蛋白、肌钙蛋白。,肌钙蛋白复合体由：,Tnc、Tnt、Tni,（二）粗肌丝和细肌丝的功能解剖,1、细肌丝,细肌丝是由单体肌动蛋白大分子亚基组成的双螺旋链，原肌球蛋白首位相连，镶嵌在肌动蛋白双螺旋链形成的凹槽中。在每个原肌球蛋白的尾端都与一个肌钙蛋白复合体相连。,2、粗肌丝,粗肌丝几乎全部由肌球蛋白组成，呈杆状，一端有两个球形的头，球头上有两个结合位点（肌动蛋白和肌球蛋白AIP酶），球头伸出主干形成,横桥,，另一端直杆状尾端，朝向M线聚合呈束。,肌膜AP传导T小管，激活二氢吡啶受体，使终末池的钙离子通道打开，钙离子进入肌浆，到达细肌丝处，与肌钙蛋白结合，发生构象改变，导致原肌球蛋白构象的改变，暴露肌动蛋白与横桥的结合位点。使横桥头与肌动蛋白结合，分解AIP酶，使横桥向M线摆动，肌丝被拉向A带方向。,（二）横桥周期,（三）,Ca,2+,是兴奋-收缩偶联的启动因子,1.,兴奋,-,收缩耦联,（excitation-contraction-coupling）,肌膜的电变化与肌节的缩短之间的中介过程。,2.,兴奋,-,收缩耦联过程,1,）兴奋,肌膜,横小管,终池,2,）终池,Ca,2+,进入肌浆,3,）肌钙蛋白与,Ca,2+,离子结合，肌节缩短,4,）,Ca,2+,泵活动，,Ca,2+,泵入肌质网，肌肉舒张,三、肌肉收缩的机械特性,（一）肌肉收缩的形式和特性,等长收缩（isometric contraction）,张力增加而长度不变（不作功）,（粗肌丝拉细肌丝，但没有拉动）,条件：,肌肉所承受的负荷（后负荷）肌肉收缩力,作用：,保持一定的肌张力，维持人体的位置和姿势,等张收缩（isotonic contraction）,长度缩短而张力不变（作功）,（粗肌丝拉细肌丝，拉动细肌丝滑动）,条件：,肌肉所承受的负荷（后负荷）肌肉收缩力,作用：,产生运动,伸长收缩（lengthening contraction）,肌肉所承受的负荷,肌肉收缩力,（二）单收缩和强直收缩,单收缩（twitch）,定义：单个肌纤维对单个AP产生的反应。,分期：,潜伏期、收缩期、舒张期,强直收缩（tetanus）,定义：,连续刺激下，肌肉处于持续收缩状态，产生单收缩的复合。,分类：,不完全强直收缩(incomplete tetanus),后一次刺激落在前一次收缩的舒张期内.,完全强直收缩(complete tetanus),后一次刺激落在前一次收缩的收缩期内.,不完全强直收缩,完全强直收缩,1.刺激的频率不同，肌肉的收缩形式？收缩幅度？2.刺激的强度不同，肌肉的收缩幅度？,思考：,（三）肌长-肌张力关系,肌肉的收缩能力,后负荷,前负荷,前负荷（preload）,前负荷：,肌肉收缩之前就已经存在的负荷,初长度：,肌肉在前负荷作用下的长度,最适前负荷：,能够产生最大肌张力的前负荷,最适初长度：,能够产生最大肌张力的初长度 （肌节 2.0-2.2nm）,1.在最适前负荷之前，随着前负荷/初长度，肌张力2.在最适前负荷，肌张力最大，不再增加。3.在最适前负荷之后，随着前负荷/初长度，肌张力,肌肉初长度与肌张力的关系,：,原理：,1.随着前负荷，初长度 肌小节适当拉长肌纤蛋白位点暴露 横桥与位点结合的数目 肌肉收缩的张力、速度、缩短长度,。,2.在最适前负荷，粗肌丝的横桥与细肌丝的肌纤蛋白位点重叠最有效，结合的数目最大，因此产生的肌张力最大。,3.随着前负荷，初长度 肌小节过分拉长横桥与位点结合的数目 肌肉收缩的张力、速度、缩短长度。,后负荷（afterload）,定义：,肌肉收缩过程中承受的负荷（阻力）,表现：,当肌张力后负荷时，先有张力等长收缩,当肌张力=后负荷时，再有长度等张收缩,四、骨骼肌的分类,根据分解ATP速率：快肌、慢肌。,根据结合ATP酶的类型：,氧化型纤维（oxidative fiber）类 红,糖解型纤维（glycolytic fiber）类,白,综合分类：,慢,氧化纤维（,）,快,氧化纤维（a）,快,糖解纤维（b）,第二节 平滑肌生理,一、平滑肌的结构,三种肌丝：,粗肌丝 肌球蛋白,细肌丝 肌动蛋白（无 肌钙蛋白）,中间丝 作为细胞骨架，不参与收缩,胞间连接：,缝隙连接,机械连接,二、平滑肌细胞的电活动,AP的发生依赖于Ca,2+,（一）单位平滑肌和自发电活动电位,单位平滑肌（single-unit smooth muscle）,（缝隙连接、自动除极，持续收缩）,自动除极化电位分两种类型：,起波点电位 自动除极达阈电位,慢波电位 膜自动周期性超极化、复极化,肌源性活动（myogenic activity）,（二）多单位平滑肌和神经源性活动,多单位平滑肌,多个、分离、功能独立的单位,神经源性活动（neurogenic activity）,三、平滑肌的收缩,受肌球蛋白调节,（一）平滑肌的收缩机制,肌球蛋白的磷酸化使横桥 静息,活动,主要过程：,Ca,2+,与胞质中的钙调蛋白结合；,钙调蛋白复合体与MLCK结合并激活此酶,；,激活的,MLCK利用ATP,使M头部的MLC磷酸化；,磷酸化的横桥被激活，与肌动蛋白结合。,（二）肌浆中Ca,2+,浓度的调节,Ca,2+,两个来源：肌浆网、胞外（主）。,平滑肌紧张（smooth muscle tone）,肌浆中Ca,2+,浓度可维持低水平横桥活动，,平滑肌能维持低水平紧张状态。,第三节 心肌生理,一、心肌的形态结构,闰盘（intercalated disk）将细胞连接在一起,二、心肌细胞的动作电位,主要类型：,快反应AP：房室肌细胞和浦肯野纤维,慢反应AP：窦房结,去极化过程（0期）,Na,+,快通道,膜去极化，AP上升支（-90mv+30mv）,复极过程,1期,快速复极初期,（+30mv0mv）K+外流,2期,平台期（主要特征）,0mv K+外流，Ca2+内流,3期,快速复极末期,（0mv,-90mv)）K+外流,4期,静息期,膜电位稳定于RP水平，离子转运,三、心肌的收缩,（一）心肌收缩的Ca,2+,移动机制,神经递质,膜受体,激活,cAMP依赖PK,L型Ca,2+,通道蛋白磷酸化,Ca,2+,进入胞内,肌质网膜Ca,2+,释放通道,肌质网池释放Ca,2+,。,（二）心肌的被动张力和主动张力 （自学）,