肌细胞收缩精选课件.ppt

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1、关于肌细胞收缩第一页，本课件共有48页肌细胞的收缩过程神经纤维兴奋 骨骼肌收缩第二页，本课件共有48页横纹肌横纹肌(一一)神经神经-肌接头处兴奋的传递肌接头处兴奋的传递1.结构基础：结构基础：接头前膜接头前膜 接头间隙接头间隙 接头后膜接头后膜(终板膜终板膜)第三页，本课件共有48页接头间隙接头间隙：约：约50-60nm50-60nm。接头后膜接头后膜：又称终板膜存在：又称终板膜存在AChACh受体（受体（N N2 2受受体），能与体），能与AChACh发生特异性结合。发生特异性结合。接头前膜接头前膜：囊泡内含：囊泡内含ACh,ACh,并以囊泡为单位释放并以囊泡为单位释放AChACh称量子释放

2、。称量子释放。第四页，本课件共有48页2.神经肌接头处兴奋传递过程神经肌接头处兴奋传递过程第五页，本课件共有48页当神经冲动传到轴突末当神经冲动传到轴突末膜膜CaCa2 2通道开放，膜外通道开放，膜外CaCa2 2向膜内流动向膜内流动接头前膜内囊泡中的接头前膜内囊泡中的AChACh释放释放AChACh与终板膜上的与终板膜上的N N2 2受体结合，受体结合，终板膜对终板膜对NaNa、K K (尤其是尤其是NaNa)通透性通透性终板膜去极化终板膜去极化终板电位（终板电位（EPPEPP）EPPEPP电紧张性扩布至肌膜电紧张性扩布至肌膜去极化达到阈电位去极化达到阈电位爆发肌细胞膜动作电位爆发肌细胞膜动

3、作电位第六页，本课件共有48页量子释放量子释放(quantal release)：以一个ACh量子为单位的释放称为量子释放微终板电位微终板电位（miniature endplate potential,MEPP）一个ACh量子释放引起的终板膜电位变化。量子释放引起的终板膜电位变化。MEPP幅度平均幅度平均0.4mV。当Ca2+内流进入轴突末梢时，大量的突触小泡几乎同步释放ACh，引起的MEPP发生叠加形成EPP，平均幅度平均幅度50mV。第七页，本课件共有48页 3.N-M3.N-M接头处的兴奋传递特征接头处的兴奋传递特征:（1 1）是电）是电-化学化学-电的过程：电的过程：N N末梢末梢AP

4、AChAPACh受体受体EPPEPP肌膜肌膜APAP（2 2）具）具1 1对对1 1的关系：的关系：接头前膜传来一个接头前膜传来一个APAP，便能引起肌细胞兴奋和收缩一次。，便能引起肌细胞兴奋和收缩一次。神经末梢的一次神经末梢的一次APAP只能引起一次肌细胞兴奋和收缩。只能引起一次肌细胞兴奋和收缩。（3）终板电位（）终板电位（EPP）为局部电位：）为局部电位：无不应期；有总和现象；无不应期；有总和现象；EPP的大小与的大小与Ach释放量呈正相关。释放量呈正相关。无无“全或无全或无”现象；现象；第八页，本课件共有48页（4）单向传递）单向传递（5）时间延搁）时间延搁（6）易受环境变化的影响）易受

5、环境变化的影响 递质释放：递质释放：CaCa2+2+递质与受体结合：箭毒递质与受体结合：箭毒 递质灭活：有机磷农药递质灭活：有机磷农药第九页，本课件共有48页(二二)横纹肌细胞的微细结构横纹肌细胞的微细结构肌原纤维肌原纤维:每条肌原纤维每条肌原纤维(myofibril)的全长都呈现规则的明暗交替的全长都呈现规则的明暗交替,分分别为明带和暗带别为明带和暗带;明带的中央有一条横向的暗线明带的中央有一条横向的暗线,称为称为Z线。线。第十页，本课件共有48页肌节肌节(sarcomere)肌肉进行收缩和舒张的最肌肉进行收缩和舒张的最基本功能单位基本功能单位.第十一页，本课件共有48页粗肌丝粗肌丝:由肌球

6、或称由肌球或称肌凝蛋白肌凝蛋白组成，其头部有一膨大部组成，其头部有一膨大部横桥横桥:能与细肌丝上的结合位点发生可逆性结合能与细肌丝上的结合位点发生可逆性结合;具有具有ATP酶的作用酶的作用第十二页，本课件共有48页肌动蛋白肌动蛋白肌动蛋白肌动蛋白（actin）肌钙蛋白肌钙蛋白肌钙蛋白肌钙蛋白（troponin）细肌丝细肌丝:肌动蛋白肌动蛋白：表面有与横桥结合的位点，静息时被：表面有与横桥结合的位点，静息时被原肌球蛋白掩盖；原肌球蛋白掩盖；原肌球蛋白原肌球蛋白：静息时掩盖横桥结合位点；：静息时掩盖横桥结合位点；肌钙蛋白肌钙蛋白：与：与Ca 2+结合变构后结合变构后,使原肌球蛋白位使原肌球蛋白位移

7、，暴露出结合位点。移，暴露出结合位点。原肌凝蛋白原肌凝蛋白第十三页，本课件共有48页 横管（横管（T管）管）肌管系统肌管系统 纵管（肌质网纵管（肌质网,SR）在肌原纤维周围的在肌原纤维周围的SR也称为纵行肌质网也称为纵行肌质网（LSR）LSR：有有Ca2+泵泵 Ca2+SR连接肌质网（连接肌质网（JSR、终池）、终池）:SR末端膨大与末端膨大与T管膜接触部分。管膜接触部分。JSR膜上有钙释放通道（膜上有钙释放通道（ryanodine受体，受体，RYR）。）。三联管：三联管：T管与两侧管与两侧终池（兴奋收缩终池（兴奋收缩-耦联过程）。耦联过程）。T管膜或肌膜有管膜或肌膜有L型钙通道。型钙通道。第

8、十四页，本课件共有48页肌管系统的作用肌管系统的作用横横 管：传动作电位至肌细胞深部管：传动作电位至肌细胞深部纵纵 管：贮存、释放、聚积钙管：贮存、释放、聚积钙三联管：兴奋三联管：兴奋-收缩耦联部位收缩耦联部位第十五页，本课件共有48页主要内容：主要内容：横纹肌的肌原纤维由粗、细两组走向平行的蛋白丝构横纹肌的肌原纤维由粗、细两组走向平行的蛋白丝构成。肌肉运动时，缩短和伸长均通过粗、细肌丝在肌成。肌肉运动时，缩短和伸长均通过粗、细肌丝在肌节内的相互滑动而发生，肌丝本身的长度不变节内的相互滑动而发生，肌丝本身的长度不变。肌丝滑行理论第十六页，本课件共有48页2.肌肉收缩的过程肌肉收缩的过程肌肉舒张

9、状态，横桥-ATP被其头部的ATP酶分解，形成的ADP和无机磷酸仍留在头部，使横桥处于高势能状态，与细肌丝垂直，并对细肌丝肌动蛋白有高度亲和力第十七页，本课件共有48页当肌质中当肌质中Ca2+浓度增浓度增高高;肌钙蛋白与肌钙蛋白与Ca2+结合后结合后发生构像改变；发生构像改变；肌钙蛋白与肌动蛋白结肌钙蛋白与肌动蛋白结合减弱，原肌球蛋白向肌合减弱，原肌球蛋白向肌动蛋白的双螺旋沟内移动动蛋白的双螺旋沟内移动,暴露出肌动蛋白的横桥结暴露出肌动蛋白的横桥结合位点；合位点；第十八页，本课件共有48页肌动蛋白与横桥头部结合肌动蛋白与横桥头部结合,并托动细肌丝向并托动细肌丝向M线方向滑动，同时横桥头部的线方

10、向滑动，同时横桥头部的ADP和无机和无机磷酸与之分离。磷酸与之分离。第十九页，本课件共有48页ADP解离的位点上，横桥头部结合一个解离的位点上，横桥头部结合一个ATP分子后，分子后，横桥头部与肌动蛋白解离。横桥头部与肌动蛋白解离。解离后的横桥头部迅速将其结合的解离后的横桥头部迅速将其结合的ATP分解为分解为ADP和和无机磷酸，恢复垂直于细肌丝的高势能状态。横桥与无机磷酸，恢复垂直于细肌丝的高势能状态。横桥与肌动蛋白结合、摆动、复位和新位点的再结合的过程，肌动蛋白结合、摆动、复位和新位点的再结合的过程，称为横桥周期。称为横桥周期。第二十页，本课件共有48页(三三)横纹肌细胞的兴奋横纹肌细胞的兴奋

11、-收缩耦联过程收缩耦联过程1.概念概念:将膜的电变化为特征的兴奋过程和以肌将膜的电变化为特征的兴奋过程和以肌纤维机械变化为基础的收缩过程联系起来纤维机械变化为基础的收缩过程联系起来的中介机制称为兴奋的中介机制称为兴奋-收缩耦联收缩耦联(excitation-contraction coupling)。2.结构基础结构基础:肌管系统肌管系统,关键部位为三联管结构。关键部位为三联管结构。第二十一页，本课件共有48页3.兴奋兴奋-收缩耦联基本过程收缩耦联基本过程电兴奋通过横管电兴奋通过横管(T管管)系统传向肌细胞深系统传向肌细胞深处，处，激活激活T管膜和肌膜的管膜和肌膜的L型钙通道型钙通道（不开（不

12、开放）。放）。三联管结构处的信息传递：三联管结构处的信息传递：L型钙通道变构，型钙通道变构，激活连接肌质网激活连接肌质网,JSR）膜上的膜上的ryanodine受体受体（RYR或称钙释放通或称钙释放通道）道）开放开放，使，使JSR内的内的Ca2+释放入胞质释放入胞质。第二十二页，本课件共有48页胞质内胞质内Ca2+浓度升高，肌钙蛋白与浓度升高，肌钙蛋白与Ca2+结合引发肌肉收缩。结合引发肌肉收缩。胞质内胞质内Ca2+浓度升高，激活纵行肌质浓度升高，激活纵行肌质网（网（LSR）膜上的钙泵，将）膜上的钙泵，将Ca2+回收入肌回收入肌质网，肌肉舒张。质网，肌肉舒张。第二十三页，本课件共有48页第二十

13、四页，本课件共有48页第二十五页，本课件共有48页Ca2+在兴奋在兴奋-收缩耦联过程中的关键作用收缩耦联过程中的关键作用 L L型钙通道引导骨骼肌型钙通道引导骨骼肌SRSR释放释放CaCa2+2+的过程的过程 中，作为一个电位变化敏感信号转导分中，作为一个电位变化敏感信号转导分 子，而不是作为离子通道发挥作用。子，而不是作为离子通道发挥作用。第二十六页，本课件共有48页（四）骨骼肌收缩的形式（四）骨骼肌收缩的形式以肌肉收缩时受到的刺激频率不同来分：以肌肉收缩时受到的刺激频率不同来分：1.1.单收缩单收缩 2.2.复合收缩复合收缩 不完全强直收缩不完全强直收缩 完全强直收缩完全强直收缩 以肌肉收

14、缩时肌肉张力和肌肉长度的改变来分：以肌肉收缩时肌肉张力和肌肉长度的改变来分：1.1.等长收缩等长收缩 2 2.等张收缩等张收缩 第二十七页，本课件共有48页1.1.单收缩与复合收缩单收缩与复合收缩:单收缩单收缩：肌肉受到一次刺激，引起一次肌肉受到一次刺激，引起一次 收缩和舒张的过程。收缩和舒张的过程。复合收缩复合收缩:肌肉受到连续刺激，前一次收缩肌肉受到连续刺激，前一次收缩 和舒张尚未结束，新的收缩在此和舒张尚未结束，新的收缩在此 基础上出现的过程。基础上出现的过程。第二十八页，本课件共有48页复合收缩复合收缩 不完全强直收缩不完全强直收缩:当新刺激落在前当新刺激落在前一次收缩的舒张期一次收缩

15、的舒张期,所出现的强而持久的所出现的强而持久的收缩过程。收缩过程。表现为锯齿形的收缩曲线表现为锯齿形的收缩曲线 完全强直收缩完全强直收缩:当新刺激落在前一当新刺激落在前一次收缩的缩短期次收缩的缩短期,所出现的强而持久的收所出现的强而持久的收缩过程。缩过程。机制机制:强直收缩是各次单收缩的机械叠加强直收缩是各次单收缩的机械叠加现象现象(并非动作电位的叠加，动作电位始终并非动作电位的叠加，动作电位始终是分离的是分离的)。第二十九页，本课件共有48页第三十页，本课件共有48页2 2.等长收缩与等张收缩等长收缩与等张收缩等长收缩等长收缩:肌肉收缩时肌肉收缩时,只有张力增加而长只有张力增加而长 度不变的

16、收缩度不变的收缩,称为等长收缩。称为等长收缩。等张收缩等张收缩:肌肉收缩时肌肉收缩时,只有长度缩短而张只有长度缩短而张 力不变的收缩力不变的收缩,称为等张收缩。称为等张收缩。第三十一页，本课件共有48页1.1.前负荷前负荷：2.2.后负荷后负荷：3.3.收缩能力收缩能力：(五五)影响收缩因素影响收缩因素第三十二页，本课件共有48页1.前负荷前负荷(preload):在肌肉收缩之前所承受的负荷。决定初长在肌肉收缩之前所承受的负荷。决定初长度度初长度（初长度（initial length）:肌肉收缩之前的长度。肌肉收缩之前的长度。前负荷的不同，同一肌肉将在不同的初前负荷的不同，同一肌肉将在不同的初

17、长度条件下进行收缩。长度条件下进行收缩。初长度是前负荷的观测指标。初长度是前负荷的观测指标。第三十三页，本课件共有48页最适初长度最适初长度能维持最适肌节的肌肉长度。能维持最适肌节的肌肉长度。最适肌节长度为最适肌节长度为2.02.2m。减少前负荷减少前负荷使肌小节长度小于使肌小节长度小于2.2m，增加前负荷增加前负荷大于最适前负荷使肌小节的长度大于最适前负荷使肌小节的长度将大于将大于2.2m。第三十四页，本课件共有48页主主动动张张力力前负荷的长度前负荷的长度-张力曲线张力曲线在一定范围内，在一定范围内，前负荷越大，初前负荷越大，初长度越长，粗细肌丝的有效重长度越长，粗细肌丝的有效重叠越多，肌

18、肉收缩越强。叠越多，肌肉收缩越强。粗肌丝上的每个横桥都有与细肌粗肌丝上的每个横桥都有与细肌丝相互作用的位置，因而出现最丝相互作用的位置，因而出现最佳收缩效果。佳收缩效果。当肌肉收缩达到最大时所对应当肌肉收缩达到最大时所对应的为的为最适前负荷最适前负荷和和最适初长度最适初长度 第三十五页，本课件共有48页2.后负荷：后负荷：肌肉收缩过程中所承受的负荷。肌肉收缩过程中所承受的负荷。3.肌肉的收缩能力肌肉的收缩能力(contractility)1）概念：）概念：指与负荷无关的，决定肌肉收缩效能的内指与负荷无关的，决定肌肉收缩效能的内在特性。在特性。内在特性主要取决于：内在特性主要取决于：胞质内胞质内

19、Ca2+的水平的水平 肌球蛋白的肌球蛋白的ATP酶活性。酶活性。第三十六页，本课件共有48页（六）收缩的总和（六）收缩的总和包括运动单位数量、频率效应的总和。包括运动单位数量、频率效应的总和。一个脊髓前角运动神经元及其轴突分支一个脊髓前角运动神经元及其轴突分支所支配的全部肌纤维，总称为一个所支配的全部肌纤维，总称为一个运动运动单位单位。第三十七页，本课件共有48页 弱收缩时，弱收缩时，小运动单位收缩；收缩强小运动单位收缩；收缩强度增加时，随之更多的、更大的运动单度增加时，随之更多的、更大的运动单位参加收缩，产生的张力也随之增加。位参加收缩，产生的张力也随之增加。舒张时，舒张时，首先最大的运动单

20、位停止收首先最大的运动单位停止收缩，最后才是小运动单位。这种调节收缩，最后才是小运动单位。这种调节收缩强度的方式也称为大小原则。缩强度的方式也称为大小原则。第三十八页，本课件共有48页1.1.正常人体骨骼肌收缩都属于正常人体骨骼肌收缩都属于()()A.A.完全强直收缩完全强直收缩 B.B.强直收缩强直收缩 C.C.不完全强直收缩不完全强直收缩 D.D.单收缩单收缩 E.E.单收缩与强直收缩交替单收缩与强直收缩交替2.2.肌肉兴奋肌肉兴奋-收缩偶联关键在于收缩偶联关键在于()()A.A.横桥运动横桥运动 B.B.动作电位动作电位 C.NaC.Na+迅速内流迅速内流 D.D.胞浆内胞浆内CaCa+

21、的浓度增加的浓度增加 E.ATPE.ATP酶的激活酶的激活 B BD D第三十九页，本课件共有48页 3.骨骼肌兴奋骨骼肌兴奋-收缩耦联不包括收缩耦联不包括()A 电兴奋通过横管系传向肌细胞的深部电兴奋通过横管系传向肌细胞的深部 B 三联管结构处的信息传递，导致终末池三联管结构处的信息传递，导致终末池Ca2+释放释放 C 肌浆中的肌浆中的Ca2+与肌钙蛋白结合与肌钙蛋白结合 D 肌浆中的肌浆中的Ca2+浓度迅速降低，导致肌钙蛋白和它浓度迅速降低，导致肌钙蛋白和它 所结所结合的合的Ca2+解离解离 E 肌浆中的肌浆中的Ca2+与肌钙蛋白结合后，触发肌丝滑行与肌钙蛋白结合后，触发肌丝滑行4.神经细

22、胞动作电位的幅度接近于神经细胞动作电位的幅度接近于()A 钾平衡电位钾平衡电位 B 钠平衡电位钠平衡电位 C 静息电位绝对值与钠平衡电位之和静息电位绝对值与钠平衡电位之和 D 静息电位绝对值与钠平衡电位之差静息电位绝对值与钠平衡电位之差 E 超射值超射值DC第四十页，本课件共有48页(一)名词解释：阈电位，阈强度，极化，去极化，超极化，兴奋性，等长收缩，等张收缩，前负荷，后负荷。(二)问答题：1.什么是静息电位？其产生机制是什么？2.什么是动作电位？其产生机制是什么？3.简述神经肌接头兴奋传递过程。第四十一页，本课件共有48页1.简述细胞膜物质转运有哪些方式及其特点简述细胞膜物质转运有哪些方式

23、及其特点?1单纯扩散单纯扩散 指小分子脂溶性物质由高浓度的指小分子脂溶性物质由高浓度的一侧通过细胞膜向低浓度的一侧转一侧通过细胞膜向低浓度的一侧转运的过程。运的过程。特点特点:顺浓度梯度，不耗能（顺浓度梯度，不耗能（ATPATP）不需膜蛋白的帮助不需膜蛋白的帮助第四十二页，本课件共有48页 2.易化扩散：指非脂溶性小分子物质在特殊膜蛋白的协助易化扩散：指非脂溶性小分子物质在特殊膜蛋白的协助下，由高浓度的一侧通过细胞膜向低浓度的一侧移动的下，由高浓度的一侧通过细胞膜向低浓度的一侧移动的过程。参与易化扩散的膜蛋白有载体蛋白质和通道蛋白过程。参与易化扩散的膜蛋白有载体蛋白质和通道蛋白质。质。以载体为

24、中介的易化扩散特点如下：以载体为中介的易化扩散特点如下：（1）竞争性抑制；（）竞争性抑制；（2）饱和现象；（）饱和现象；（3）结构特异性。）结构特异性。以通道为中介的易化扩散特点如下：以通道为中介的易化扩散特点如下：(1)(1)选择性选择性(2)(2)门控性门控性(3)(3)高速度高速度(4)(4)无饱和现象，无竞无饱和现象，无竞争性抑争性抑（5）通道有）通道有“开放开放”和和“关闭关闭”两种不同的机能两种不同的机能状态。状态。第四十三页，本课件共有48页 3.主动转运 主动转运是指细胞消耗能量将物质由膜的低主动转运是指细胞消耗能量将物质由膜的低浓度一侧向高浓度的一侧转运的过程。包括浓度一侧向

25、高浓度的一侧转运的过程。包括原发性主动转运和继发性主动转运。原发性主动转运和继发性主动转运。主动转运的特点是：（主动转运的特点是：（1）在物质转运过程中，）在物质转运过程中，细胞要消耗能量；细胞要消耗能量；（2）物质转运是逆电）物质转运是逆电-化学梯度进化学梯度进（3）转运的为小分子物质；）转运的为小分子物质；（4）原发性主动转运主要是通过离子泵转运离）原发性主动转运主要是通过离子泵转运离子，继发性主动转运是指依赖离子泵转运而子，继发性主动转运是指依赖离子泵转运而储备的势能从而完成其他物质的逆浓度的跨储备的势能从而完成其他物质的逆浓度的跨膜转运。膜转运。第四十四页，本课件共有48页4.出胞和入

26、胞出胞和入胞出胞出胞:指胞质内的大分子物质以分泌囊泡的形式排指胞质内的大分子物质以分泌囊泡的形式排出细胞的过程。出细胞的过程。入胞：大分子物质或物质团块借助于细胞膜入胞：大分子物质或物质团块借助于细胞膜形成吞噬泡或吞饮泡的方式进入细胞的过形成吞噬泡或吞饮泡的方式进入细胞的过程，包括吞噬和吞饮程，包括吞噬和吞饮.特点：特点：（1）大分子团块，大分子团块，（2）耗能耗能第四十五页，本课件共有48页2.动作电位产生的机制动作电位产生的机制去极相：膜外去极相：膜外Na+浓度高于膜内，安静时膜内电浓度高于膜内，安静时膜内电位低于膜外。刺激位低于膜外。刺激Na+通道少量开放，少量通道少量开放，少量Na+内

27、流内流阈电位阈电位 Na+通道大量开放，通道大量开放，Na+迅速内流，迅速内流，膜内电位升高，达膜内电位升高，达Na+的平衡电的平衡电位。位。复极相：复极相：Na+通道关闭，通道关闭，k+通道开放，通道开放，k+外流，膜内电位下降，恢复至静息电位。外流，膜内电位下降，恢复至静息电位。正后电位：正后电位：Na+-k+泵将泵将Na+、k+分布复原，分布复原，保持细胞的兴奋性。保持细胞的兴奋性。第四十六页，本课件共有48页当神经冲动传到轴突末当神经冲动传到轴突末膜膜CaCa2 2通道开放，膜外通道开放，膜外CaCa2 2向膜内流动向膜内流动接头前膜内囊泡中的接头前膜内囊泡中的AChACh释放释放AChACh与终板膜上的与终板膜上的N N2 2受体结合，受体结合，终板膜对终板膜对NaNa、K K (尤其是尤其是NaNa)通透性通透性终板膜去极化终板膜去极化终板电位（终板电位（EPPEPP）EPPEPP电紧张性扩布至肌膜电紧张性扩布至肌膜去极化达到阈电位去极化达到阈电位爆发肌细胞膜动作电位爆发肌细胞膜动作电位3简述神经肌接头兴奋传递机制.第四十七页，本课件共有48页感感谢谢大大家家观观看看第四十八页，本课件共有48页