骨骼肌心肌和平滑肌細(xì)胞生理講義課件

1、骨骼肌心肌和平滑肌細(xì)胞生理骨骼肌心肌和平滑肌細(xì)胞生理有三種不同類型的肌細(xì)胞：骨骼肌、平滑肌、心肌按形態(tài)分類： 橫紋肌骨骼肌和心肌 非橫紋肌平滑肌按神經(jīng)支配的性質(zhì)和功能分類： 隨意肌骨骼肌 非隨意肌心肌和平滑肌有三種不同類型的肌細(xì)胞：骨骼肌、平滑肌、心肌按形態(tài)分類： 第一節(jié) 骨骼肌生理 第二節(jié) 平滑肌生理 第三節(jié) 心肌生理 第一節(jié) 骨骼肌生理 第二節(jié) 平滑肌生理 第三節(jié) 心肌生理 第一節(jié) 骨骼肌生理骨骼肌是機(jī)體最大的組織，接受神經(jīng)纖維的支配，因而能將神經(jīng)信號轉(zhuǎn)變?yōu)榧〖?xì)胞的收縮。過程涉及電信號化學(xué)信號電信號間的轉(zhuǎn)換，最后表現(xiàn)為骨骼肌收縮。 第一節(jié) 骨骼肌生理骨骼肌是機(jī)體最大的組織，接受神經(jīng)纖維的支

2、一、骨骼肌的超微結(jié)構(gòu)骨骼肌由大量成束的肌纖維組成，每條肌纖維就是一個肌細(xì)胞，骨骼肌纖維呈長圓柱形，直徑10-100m，是多核細(xì)胞，其最主要的形態(tài)結(jié)構(gòu)特征是含有大量的肌原纖維，每條肌原纖維被肌管圍繞。一、骨骼肌的超微結(jié)構(gòu)骨骼肌由大量成束的肌纖維組成，每條肌纖維 骨骼肌細(xì)胞的結(jié)構(gòu) 骨骼肌細(xì)胞的結(jié)構(gòu) （一） 肌原纖維 光學(xué)顯微鏡下觀察 1）明帶（I帶）和暗帶（A帶） 2）H帶，M線，Z線 3）肌節(jié) （一） 肌原纖維骨骼肌心肌和平滑肌細(xì)胞生理講義課件骨骼肌心肌和平滑肌細(xì)胞生理講義課件 細(xì)肌絲 肌動蛋白 原肌球蛋白 電子顯微鏡下觀察 粗肌絲 肌凝蛋白(肌球蛋白)組成，呈端部膨大(橫橋)的長桿狀。亞單位C

3、亞單位T亞單位I肌鈣蛋白 細(xì)肌絲 電子顯微鏡下觀察亞單位C亞單位T亞單位I肌鈣蛋白 粗肌絲：由肌球或稱肌凝蛋白組成，其頭部有一膨大部-橫橋：能與細(xì)肌絲上的結(jié)合位點(diǎn)發(fā)生可逆性結(jié)合；具有ATP酶的作用，與結(jié)合位點(diǎn)結(jié)合后,分解ATP提供橫橋扭動(肌絲滑行)和作功的能量。 細(xì)肌絲：肌動蛋白：表面有與橫橋結(jié)合的位點(diǎn)，靜息時被原肌球蛋白掩蓋；原肌球蛋白：靜息時掩蓋橫橋結(jié)合位點(diǎn)；肌鈣蛋白：與Ca2+結(jié)合變構(gòu)后,使原肌球蛋白位移，暴露出結(jié)合位點(diǎn)。 粗肌絲：由肌球或稱肌凝蛋白組成，其頭部有一膨大部-橫橋：骨骼肌心肌和平滑肌細(xì)胞生理講義課件 二、肌肉收縮的機(jī)理 （一） 滑行理論 肌肉收縮時肌肉縮短，不是肌絲的縮短

4、而是肌小節(jié)的縮短。 肌肉收縮時，從Z線伸出的細(xì)肌絲在某種力量的作用下向暗帶中央滑行而使肌小節(jié)縮短。 二、肌肉收縮的機(jī)理 （一） 滑行理論按任意鍵飛入橫橋擺動動畫肌節(jié)縮短=肌細(xì)胞收縮橫橋擺動橫橋與結(jié)合位點(diǎn)結(jié)合，分解ATP釋放能量Ca2+與肌鈣蛋白結(jié)合肌鈣蛋白的構(gòu)型終池膜上的鈣通道開放終池內(nèi)的Ca2+進(jìn)入肌漿肌絲滑行的過程原肌球蛋白位移，暴露細(xì)肌絲上的結(jié)合位點(diǎn)按任意鍵肌節(jié)縮短=肌細(xì)胞收縮橫橋擺動橫橋與結(jié)合位點(diǎn)結(jié)合，分解結(jié)合擺動解離橫橋周期：結(jié)合擺動解離橫橋周期： 肌絲滑行幾點(diǎn)說明: 1）肌細(xì)胞收縮時肌原纖維的縮短,并不是肌絲本身縮短,而是細(xì)肌絲向肌節(jié)中央(粗肌絲內(nèi))滑行。因相鄰Z線靠近,即肌節(jié)縮短

5、；暗帶長度不變,即粗肌絲長度不變；從Z線到H帶邊緣的距離不變,即細(xì)肌絲長度不變; 明帶和H帶變窄。 肌絲滑行幾點(diǎn)說明: 2）橫橋的循環(huán)擺動，細(xì)肌絲向肌節(jié)中央(粗肌絲內(nèi))滑行，滑行中由于肌肉的負(fù)荷而受阻，便產(chǎn)生張力。 3）橫橋的循環(huán)擺動在肌肉中是非同步的，從而肌肉產(chǎn)生恒定的張力和連續(xù)的縮短。 4）橫橋循環(huán)擺動的參入數(shù)目及擺動速率，是決定肌肉縮短程度、速度和肌張力的關(guān)鍵因素。 2）橫橋的循環(huán)擺動，細(xì)肌絲向肌節(jié)中央(粗肌絲內(nèi))滑行，滑（二） 興奮-收縮偶聯(lián) 肌膜電興奮的傳導(dǎo)：指肌膜產(chǎn)生AP后,AP由橫管系統(tǒng)迅速傳向肌細(xì)胞深處，到達(dá)三聯(lián)管和肌節(jié)附近。 三聯(lián)管處的信息傳遞：（尚不很清楚） 肌漿網(wǎng)（縱管系

6、統(tǒng)）中Ca2+的釋放：指終池膜上的鈣通道開放，終池內(nèi)的Ca2+ 順濃度梯度進(jìn)入肌漿，觸發(fā)肌絲滑行，肌細(xì)胞收縮。 Ca2+是興奮-收縮耦聯(lián)的耦聯(lián)物（二） 興奮-收縮偶聯(lián)（三） 骨骼肌舒張機(jī)制興奮-收縮耦聯(lián)后肌膜電位復(fù)極化終池膜對Ca2+通透性肌漿網(wǎng)膜Ca2+泵激活肌漿網(wǎng)膜Ca2+Ca2+與肌鈣蛋白解離原肌凝蛋白復(fù)蓋的橫橋結(jié)合位點(diǎn)骨骼肌舒張（三） 骨骼肌舒張機(jī)制興奮-收縮耦聯(lián)后肌膜電位復(fù)極化終池膜對三、骨骼肌收縮的機(jī)械特性負(fù)荷：牽拉肌肉的力張力：肌肉收縮時可對接觸物體 產(chǎn)生的力兩相反的力肌肉收縮表現(xiàn)為長度的縮短和張力的增加。三、骨骼肌收縮的機(jī)械特性負(fù)荷：牽拉肌肉的力兩相反的力肌肉收縮（一） 骨骼肌

7、的收縮形式與特點(diǎn) 1、等長收縮：肌肉收縮時,只有張力增加而長度不變的收縮,稱為等長收縮。特點(diǎn)是：參與收縮的肌纖維長度發(fā)生改變、數(shù)量不變最終使張力改變。 2、等張收縮：肌肉收縮時,只有長度縮短而張力不變的收縮,稱為等張收縮。特點(diǎn)是：參與收縮的肌纖維數(shù)量發(fā)生改變、長度不變最終使張力改變。3、伸長收縮：由于外力的作用超過了肌纖維橫橋所能產(chǎn)生的力，肌肉被迫伸長，稱為伸長收縮。特點(diǎn)是：外力作用下的被動過程。 （一） 骨骼肌的收縮形式與特點(diǎn)（二） 單收縮 肌肉受到一次刺激，引起一次收縮和舒張的過程。（三） 復(fù)合收縮 肌肉受到連續(xù)刺激，前一次收縮和舒張尚未結(jié)束，新的收縮在此基礎(chǔ)上出現(xiàn)的過程。 不完全強(qiáng)直收縮

8、：在刺激頻率較低時，描記的收縮曲線呈鋸齒狀。 完全強(qiáng)直收縮： 當(dāng)新刺激落在前一次收縮的縮短期,所出現(xiàn)的強(qiáng)而持久的收縮過程。機(jī)制：強(qiáng)直收縮是各次單收縮的機(jī)械疊加現(xiàn)象(并非動作電位的疊加，動作電位始終是分離的)，所以,強(qiáng)直收縮的收縮幅度和收縮力比單收縮大。（二） 單收縮（二） 單收縮 肌肉受到一次刺激，引起一次收縮和舒張的過程。（三） 復(fù)合收縮 肌肉受到連續(xù)刺激，前一次收縮和舒張尚未結(jié)束，新的收縮在此基礎(chǔ)上出現(xiàn)的過程。 不完全強(qiáng)直收縮：在刺激頻率較低時，描記的收縮曲線呈鋸齒狀。 完全強(qiáng)直收縮： 當(dāng)新刺激落在前一次收縮的縮短期,所出現(xiàn)的強(qiáng)而持久的收縮過程。機(jī)制：強(qiáng)直收縮是各次單收縮的機(jī)械疊加現(xiàn)象(并

9、非動作電位的疊加，動作電位始終是分離的)，所以,強(qiáng)直收縮的收縮幅度和收縮力比單收縮大。（二） 單收縮 骨骼肌收縮的形式 骨骼肌收縮的形式骨骼肌心肌和平滑肌細(xì)胞生理講義課件（三） 肌長-肌張力關(guān)系肌肉遇到的負(fù)荷有兩種： 不增加肌肉的初長度，但能阻止肌肉的縮短前負(fù)荷： 后負(fù)荷：使肌肉具有一定的初長度只有在具有一定后負(fù)荷的條件下進(jìn)行等張收縮，肌肉收縮才能有效做功（三） 肌長-肌張力關(guān)系肌肉遇到的負(fù)荷有兩種： 不增加肌最適前負(fù)荷最適長度：產(chǎn)生最大等長收縮肌張力時的肌長。最適前負(fù)荷四、骨骼肌的分類（一）根據(jù)骨骼肌纖維分解ATP的速率來分： 快?。篈TP活性高 慢肌：ATP活性低（二）根據(jù)結(jié)合ATP酶的類

10、型來分 氧化型：線粒體多，氧化磷酸化能力強(qiáng) 紅肌纖維 糖解型：線粒體少，糖解酶和糖原貯存多 白肌纖維四、骨骼肌的分類（一）根據(jù)骨骼肌纖維分解ATP的速率來分：三種類型的纖維慢氧化肌纖維（）快氧化肌纖維（a）快糖解肌纖維（b）三種類型的纖維慢氧化肌纖維（）第二節(jié) 平滑肌生理非橫紋肌、不隨意肌平滑肌(縱切) 平滑肌(橫切)第二節(jié) 平滑肌生理非橫紋肌、不隨意肌平滑肌(縱切) 一、平滑肌的結(jié)構(gòu).呈長梭形，直徑不等，無分支。.單核，橢圓形或桿狀，居中。.無橫紋。一、平滑肌的結(jié)構(gòu).呈長梭形，直徑不等，無分支。平滑肌纖維的超微結(jié)構(gòu)特點(diǎn)1、無橫小管，可見肌膜凹 陷形成的小凹；2、肌纖維內(nèi)無肌原纖維，可見致密體

11、、中間絲、粗肌絲和細(xì)肌絲；3、相鄰肌纖維之間有縫隙連接。平滑肌纖維的超微結(jié)構(gòu)特點(diǎn)1、無橫小管，可見肌膜凹 陷形成的小二、平滑肌的電活動平滑肌動作電位的發(fā)生以來于Ca2+，而不是Na+，除極化開放的電壓門控的Ca2+通道。（一）單位平滑肌和自發(fā)電活動電位 單位平滑?。耗墚a(chǎn)生自發(fā)動作電位，無恒定的靜息膜電位，主要存在于腔器官壁和內(nèi)臟器官中，如消化道、呼吸道、生殖器官等。二、平滑肌的電活動平滑肌動作電位的發(fā)生以來于Ca2+，而不是起搏點(diǎn)電位和慢波電位起搏點(diǎn)電位：膜自動除極化達(dá)到閾電位的膜電位變化，一旦產(chǎn)生，便會傳遍合胞體細(xì)胞，并引起收縮（肌源性收縮）慢波電位：膜自動周期性交替發(fā)生超極化和復(fù)極化電位的

12、波動起搏點(diǎn)電位和慢波電位起搏點(diǎn)電位：膜自動除極化達(dá)到閾電位的膜電骨骼肌心肌和平滑肌細(xì)胞生理講義課件（二）多單位平滑肌和神經(jīng)元性活動多單位平滑肌：由多個分離的、功能上相互獨(dú)立的單位組成，每個單位都需受到刺激才能收縮，屬于神經(jīng)源性活動，與骨骼肌不同的是它受自主神經(jīng)支配，主要存在于大血管的管壁、氣管、眼肌和毛囊基部等。大多平滑肌中，這兩種平滑肌的特性是共同存在的（二）多單位平滑肌和神經(jīng)元性活動多單位平滑?。河啥鄠€分離的、三、平滑肌的收縮Ca2+影響肌球蛋白，收縮活動受肌球蛋白的調(diào)節(jié)。（一）收縮機(jī)制1、4個Ca2+與鈣調(diào)蛋白結(jié)合形成復(fù)合體2、鈣調(diào)蛋白復(fù)合體與肌球蛋白輕鏈激酶（MLCK）結(jié)合（激活）3、

13、激活的MLCK利用ATP肌球蛋白輕鏈磷酸化4、磷酸化的橫橋被激活，與激動蛋白結(jié)合三、平滑肌的收縮Ca2+影響肌球蛋白，收縮活動受肌球蛋白的調(diào)(二)鈣離子濃度的調(diào)節(jié)細(xì)胞外Ca2+是啟動平滑肌收縮的主要來源(二)鈣離子濃度的調(diào)節(jié)細(xì)胞外Ca2+是啟動平滑肌收縮的主要來第三節(jié) 心肌生理橫紋肌非隨意肌第三節(jié) 心肌生理橫紋肌一、心肌光鏡結(jié)構(gòu)特點(diǎn) .短圓柱形， 有分支。 .單核， 位于細(xì)胞中央。 .周期性橫紋。 .有閏盤。 .有肌原纖維。一、心肌光鏡結(jié)構(gòu)特點(diǎn)心肌(縱切) 心肌(橫切)心肌纖維光鏡結(jié)構(gòu)心肌(縱切) 心肌(橫切二、心肌電鏡結(jié)構(gòu)特點(diǎn) .肌原纖維粗細(xì)不等，分界不清； .肌原纖維之間有豐富的線粒體；

14、.T小管粗大，位于Z線水平； .肌漿網(wǎng)稀疏，L小管不發(fā)達(dá)，終池小而 少，多與橫小管形成二聯(lián)體； .閏盤位于Z線水平，為縫隙連接、橋粒 和中間連接。 二、心肌電鏡結(jié)構(gòu)特點(diǎn)骨骼肌(左)與心肌(右)纖維超微結(jié)構(gòu)立體模式圖 骨骼肌(左)與心肌(右)纖維超微結(jié)構(gòu)立體模式圖 心肌纖維超微結(jié)構(gòu)閏盤心肌纖維超微結(jié)構(gòu)閏盤心肌閏盤超微結(jié)構(gòu)模式圖心肌閏盤超微結(jié)構(gòu)模式圖三、心肌細(xì)胞的動作電位快反應(yīng)動作電位：房室肌細(xì)胞和特殊傳導(dǎo)組織中。慢反應(yīng)動作電位：竇房結(jié)處三、心肌細(xì)胞的動作電位快反應(yīng)動作電位：房室肌細(xì)胞和特殊傳導(dǎo)組心室肌細(xì)胞動作電位的特征與骨骼肌細(xì)胞或神經(jīng)纖維相比，心室肌細(xì)胞動作電位的特征：存在平臺期動作電位時程長復(fù)極過程復(fù)雜參與活動 的離子種類多有效不應(yīng)期長心室肌細(xì)胞動作電位的特征與骨骼肌細(xì)胞或神經(jīng)纖維相比，心室肌細(xì) 心室肌AP的時相、形態(tài)特點(diǎn)及離子基礎(chǔ)Na+-K+ 泵活動增加復(fù)極完畢，靜息電位恢復(fù)4相靜息期K+ 大量外流0mV至-90mV(持續(xù)時間約100-150mS）3相快速復(fù)極化末期Ca2+緩慢內(nèi)流和K+外流0mV附近（持續(xù)100至150mS)2相平臺期K+外流+30mV至0mV（持續(xù)時間10mS）1相快速復(fù)極化初期Na+快速內(nèi)流-90mV至+30mV（持續(xù)時間1mS）0相去極化期離子基礎(chǔ)形態(tài)特