生理学课件第五章.ppt

1、第五章第五章 骨骼肌、心肌骨骼肌、心肌和平滑肌细胞生理和平滑肌细胞生理有三种不同类型的肌细胞：骨骼肌、平滑肌、心肌有三种不同类型的肌细胞：骨骼肌、平滑肌、心肌w按形态分类：按形态分类：横纹肌横纹肌骨骼肌和心肌骨骼肌和心肌 非横纹肌非横纹肌平滑肌平滑肌w按神经支配的性质和功能分类：按神经支配的性质和功能分类：随意肌随意肌骨骼肌骨骼肌 非随意肌非随意肌心肌和平滑肌心肌和平滑肌 第一节第一节 骨骼肌生理骨骼肌生理 第二节第二节 平滑肌生理平滑肌生理 第三节第三节 心肌生理心肌生理 第一节第一节 骨骼肌生理骨骼肌生理w骨骼肌是机体最大的组织，接受神经纤维的骨骼肌是机体最大的组织，接受神经纤维的支配，因

2、而能将神经信号转变为肌细胞的收支配，因而能将神经信号转变为肌细胞的收缩。过程涉及电信号缩。过程涉及电信号化学信号化学信号电信电信号间的转换，最后表现为骨骼肌收缩。号间的转换，最后表现为骨骼肌收缩。一、骨骼肌的超微结构一、骨骼肌的超微结构w骨骼肌由大量成束的肌纤维组成，每条肌纤骨骼肌由大量成束的肌纤维组成，每条肌纤维就是一个肌细胞，骨骼肌纤维呈长圆柱形，维就是一个肌细胞，骨骼肌纤维呈长圆柱形，直径直径10-10010-100mm，是多核细胞，是多核细胞，其最主要的形其最主要的形态结构特征是含有大量的肌原纤维，每条肌态结构特征是含有大量的肌原纤维，每条肌原纤维被肌管围绕。原纤维被肌管围绕。骨骼肌细

3、胞的结构骨骼肌细胞的结构（一）（一）q 肌原纤维（肌原纤维（myofibril）：）：明带（明带（light band）：）：I带，带，Z线线暗带（暗带（dark band）：）：A带，含带，含H带，带，M线线肌节（肌节（sarcomere）：1/2 I带带+A带带+1/2 I带带舒缩过程中，长度变化的是舒缩过程中，长度变化的是I带和带和H带，带，A带不变。带不变。q细丝样，与肌纤维长轴平行排列，细丝样，与肌纤维长轴平行排列，有有周期性横纹周期性横纹（cross striation）骨骼肌纤维骨骼肌纤维(skeletal muscle)纵断纵断纵断纵断明带明带明带明带暗带暗带暗带暗带2.骨骼肌

4、骨骼肌肌肌肌肌 节节节节暗暗暗暗 (A)(A)带带带带明明明明 (I)(I)带带带带H H 带带带带M M 带带带带 （线（线（线（线）Z Z 线线线线 I I I I1 A1 A+细肌丝细肌丝 肌动蛋白肌动蛋白 原肌球蛋白原肌球蛋白 电子显微镜下观察电子显微镜下观察 粗肌丝粗肌丝 肌凝蛋白肌凝蛋白(肌球蛋白肌球蛋白)组成，呈端部膨大组成，呈端部膨大(横横桥桥)的长杆状。的长杆状。亚单位亚单位C亚单位亚单位T亚单位亚单位I肌钙蛋白肌钙蛋白 粗粗肌肌丝丝：由由肌肌球球或或称称肌肌凝凝蛋蛋白白组组成成，其其头头部部有有一一膨膨大大部部-横横桥桥：能能与与细细肌肌丝丝上上的的结结合合位位点点发发生生

5、可可逆逆性性结结合合；具具有有ATPATP酶酶的的作作用用，与与结结合合位位点点结结合合后后,分分解解ATPATP提提供供横横桥桥扭扭动动(肌肌丝丝滑滑行行)和和作功的能量。作功的能量。细细肌肌丝丝：肌肌动动蛋蛋白白：表表面面有有与与横横桥桥结结合合的的位位点点，静静息息时时被被原原肌肌球球蛋蛋白白掩掩盖盖；原原肌肌球球蛋蛋白白：静静息息时时掩掩盖盖横横桥桥结结合合位位点点；肌肌钙钙蛋蛋白白：与与CaCa2+2+结结合合变变构构后后,使使原原肌肌球球蛋蛋白白位移，位移，暴露出结合位点。暴露出结合位点。(二二)骨骼肌的肌膜系统骨骼肌的肌膜系统 横管系统：横管系统：T T管管(肌膜内凹而成。肌膜肌

6、膜内凹而成。肌膜APAP沿沿T T管传导管传导)。纵管系统：纵管系统：L L管管(也称肌浆网。肌节两也称肌浆网。肌节两端的端的L L管称终池，富含管称终池，富含CaCa2+2+)。三联管：三联管：T T管管+终池终池2 2 二、肌肉收缩的机理二、肌肉收缩的机理 （一）（一）滑行理论滑行理论 肌肉收缩时肌肉缩短，不肌肉收缩时肌肉缩短，不是肌丝的缩短而是肌小节的是肌丝的缩短而是肌小节的缩短。缩短。肌肉收缩时，从肌肉收缩时，从Z Z线伸出线伸出的细肌丝在某种力量的作用的细肌丝在某种力量的作用下向暗带中央滑行而使肌小下向暗带中央滑行而使肌小节缩短。节缩短。按任意键按任意键飞入横桥摆动动画飞入横桥摆动动

7、画肌节缩短肌节缩短=肌细胞收缩肌细胞收缩横桥摆动横桥摆动横桥与结合位点结合，横桥与结合位点结合，分解分解ATPATP释放能量释放能量CaCa2 2+与肌钙蛋白结合与肌钙蛋白结合肌钙蛋白的构型肌钙蛋白的构型终池膜上的钙通道开放终池膜上的钙通道开放终池内的终池内的CaCa2 2+进入肌浆进入肌浆肌丝滑行的过程肌丝滑行的过程原肌球蛋白位移，暴露原肌球蛋白位移，暴露细肌丝上的结合位点细肌丝上的结合位点结结合合摆摆动动解解离离横桥周期：横桥周期：肌丝滑行几点说明肌丝滑行几点说明:1 1）肌肌细细胞胞收收缩缩时时肌肌原原纤纤维维的的缩缩短短,并并不不是是肌肌丝丝本本身身缩缩短短,而而是是细细肌肌丝丝向向肌

8、肌节节中中央央(粗粗肌肌丝丝内内)滑滑行行。因因相相邻邻Z Z线线靠靠近近,即即肌肌节节缩缩短短；暗暗带带长长度度不不变变,即即粗粗肌肌丝丝长长度度不不变变；从从Z Z线线到到H H带带边边缘缘的的距距离离不不变变,即即细细肌肌丝丝长度不变长度不变;明带和明带和H H带变窄。带变窄。2 2）横横桥桥的的循循环环摆摆动动，细细肌肌丝丝向向肌肌节节中中央央(粗粗肌肌丝丝内内)滑行，滑行中由于肌肉的负荷而受阻，便产生张力。滑行，滑行中由于肌肉的负荷而受阻，便产生张力。3 3）横横桥桥的的循循环环摆摆动动在在肌肌肉肉中中是是非非同同步步的的，从从而而肌肌肉产生恒定的张力和连续的缩短。肉产生恒定的张力和

9、连续的缩短。4 4）横横桥桥循循环环摆摆动动的的参参入入数数目目及及摆摆动动速速率率，是是决决定定肌肉缩短程度、速度和肌张力的关键因素。肌肉缩短程度、速度和肌张力的关键因素。（二）（二）兴奋兴奋-收缩偶联收缩偶联 肌膜电兴奋的传导：肌膜电兴奋的传导：指肌膜产生指肌膜产生APAP后后,AP,AP由横管系由横管系统迅速传向肌细胞深处，到达三联管和肌节附近统迅速传向肌细胞深处，到达三联管和肌节附近。三联管处的信息传递：三联管处的信息传递：（尚不很清楚）（尚不很清楚）肌浆网（纵管系统）中肌浆网（纵管系统）中CaCa2+2+的释放：的释放：指终池膜上的指终池膜上的钙通道开放，终池内的钙通道开放，终池内的

10、CaCa2+2+顺浓度梯度进入顺浓度梯度进入肌肌浆，触浆，触发肌丝滑行，肌细胞收缩。发肌丝滑行，肌细胞收缩。CaCa2+2+是兴奋是兴奋-收缩耦联的耦联物收缩耦联的耦联物（三）（三）骨骼肌舒张机制骨骼肌舒张机制兴奋兴奋-收缩耦联后收缩耦联后肌膜电位复极化肌膜电位复极化终池膜对终池膜对CaCa2+2+通透性通透性肌浆网膜肌浆网膜CaCa2+2+泵激活泵激活肌浆网膜肌浆网膜CaCa2+2+CaCa2+2+与肌钙蛋白解离与肌钙蛋白解离原肌凝蛋白复盖的原肌凝蛋白复盖的横桥结合位点横桥结合位点骨骼肌舒张骨骼肌舒张运动神经冲动传至末梢运动神经冲动传至末梢N N末梢对末梢对CaCa2+2+通透性增加通透性增

11、加 CaCa2+2+内流入内流入N N末梢内末梢内接头前膜内囊泡接头前膜内囊泡向前膜移动、融合、破裂向前膜移动、融合、破裂AChACh释放入接头间隙释放入接头间隙 AChACh与终板膜受体结合与终板膜受体结合受体构型改变受体构型改变终板膜对终板膜对NaNa+、K K+(尤其尤其NaNa+)的通透性增加的通透性增加产生终板电位产生终板电位(EPP)(EPP)EPPEPP引起肌膜引起肌膜APAP肌膜肌膜APAP沿横管膜传至三联管沿横管膜传至三联管终池膜上的钙通道开放终池膜上的钙通道开放终池内终池内CaCa2+2+进入肌浆进入肌浆CaCa2+2+与肌钙蛋白结合与肌钙蛋白结合 引起肌钙蛋白的构型改变引

12、起肌钙蛋白的构型改变原肌凝蛋白发生位移原肌凝蛋白发生位移暴露出细肌丝上与横桥结合位点暴露出细肌丝上与横桥结合位点横桥与结合位点结合横桥与结合位点结合激活激活ATPATP酶作用酶作用,分解分解ATPATP横桥摆动横桥摆动牵拉细肌丝朝肌节中央滑行牵拉细肌丝朝肌节中央滑行肌节缩短肌节缩短=肌细胞收缩肌细胞收缩小结：小结：骨骼肌收缩全过程骨骼肌收缩全过程1.1.兴奋传递兴奋传递 2.2.兴奋兴奋-收缩（肌丝滑行）耦联收缩（肌丝滑行）耦联三、骨骼肌收缩的机械特性三、骨骼肌收缩的机械特性负荷：负荷：牵拉肌肉的力牵拉肌肉的力张力：张力：肌肉收缩时可对接触物体肌肉收缩时可对接触物体 产生的力产生的力两相反的力

13、两相反的力肌肉收缩表现为肌肉收缩表现为长度的缩短和张力的增加长度的缩短和张力的增加。（一）骨骼肌的收缩形式（一）骨骼肌的收缩形式 1.1.等长收缩和等张收缩等长收缩和等张收缩 肌肉兴奋后，发生以肌肉兴奋后，发生以长度变化为主而张力基本长度变化为主而张力基本不变的收缩，称为不变的收缩，称为等张收等张收缩缩；发生以张力变化为主；发生以张力变化为主而长度基本不变的收缩，而长度基本不变的收缩，称为称为等长收缩等长收缩。8 kgw在有后负荷的情况下，肌肉开始收缩时的首先表现总是张力增加而长度不变，此即等长收缩；而后当肌肉张力增加到等于或稍大于后负荷时，肌肉则表现出长度缩短而张力不再增加，此称等张收缩。等

14、长收缩利于机体维持姿势，等张收缩可移动负荷作功。人体内经常是这两种收缩形式不同程度的复合。3、伸长收缩：、伸长收缩：由于外力的作用超过了肌纤维横由于外力的作用超过了肌纤维横桥所能产生的力，肌肉被迫伸长，称为伸长桥所能产生的力，肌肉被迫伸长，称为伸长收缩。收缩。特点是特点是：外力作用下的被动过程。：外力作用下的被动过程。w坐椅（二）（二）单收缩单收缩 肌肉受到一次刺激，引起一次收缩和舒张的过程。肌肉受到一次刺激，引起一次收缩和舒张的过程。（三）（三）复合收缩复合收缩 肌肉受到连续刺激，前一次收缩和舒张尚未结束，肌肉受到连续刺激，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。（兴奋与收缩

15、不同新的收缩在此基础上出现的过程。（兴奋与收缩不同步步 1ms 100ms)1ms 100ms)不完全强直收缩：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。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：完全强直收缩：当新刺激落在前一次收缩的缩短期当新刺激落在前一次收缩的缩短期,所出现的强而持所出现的强而持久的收缩过程。久的收缩过程。机制：机制：强直收缩是各次单收缩的机械叠加现象强直收缩是各次单收缩的机械叠加现象(并非并非动作电位的叠加，动作电位始终是分离的动作电位的叠加，动作电位始终是分离的)，所以，所以,强强直收缩的收缩幅度和收缩力比单收缩大。直收缩的收缩幅度和收缩力

16、比单收缩大。骨骼肌收缩的形式骨骼肌收缩的形式（三）（三）肌长肌长-肌张力关系肌张力关系w肌肉遇到的负荷有两种：肌肉遇到的负荷有两种：不增加肌肉的初长度，但能阻止肌肉的缩短不增加肌肉的初长度，但能阻止肌肉的缩短前负荷：前负荷：后负荷：后负荷：使肌肉具有一定的初长度使肌肉具有一定的初长度只有在具有一定后负荷的条件下进行等张收缩，只有在具有一定后负荷的条件下进行等张收缩，肌肉收缩才能有效做功肌肉收缩才能有效做功w最适前负荷：张力最大，做功最大（自然长度）w最适长度：产生最大等长收缩肌张力时的肌长。四、骨骼肌的分类四、骨骼肌的分类（一）根据骨骼肌纤维分解（一）根据骨骼肌纤维分解ATP的速率来分：的速率来分：快肌：快肌：ATP活性高活性高 慢肌：慢肌：ATP活性低活性低（二）根据结合（二）根据结合ATP酶的类型来分酶的类型来分 氧化型：线粒体多，氧化磷酸化能力强氧化型：线粒体多，氧化磷酸化能力强 红肌纤维红肌纤维(肌红蛋白肌红蛋白-氧结合蛋白氧结合蛋白)糖解型：线粒体少，糖解酶和糖原贮存多糖解型：线粒体少，糖解酶和糖原贮存多 白肌纤维白肌纤维三种类型的纤维三种类型的纤维w慢氧化肌纤维（）w快氧化