骨骼肌心肌和平滑肌細胞生理

關于骨骼肌心肌和平滑肌細胞生理有三種不同類型的肌細胞：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——平滑肌按神經支配的性質和功能分類：隨意肌——骨骼肌非隨意肌——心肌和平滑肌第2頁,共51頁，星期六，2024年，5月

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3頁,共51頁，星期六，2024年，5月

第一節(jié)骨骼肌生理骨骼肌是機體最大的組織，接受神經纖維的支配，因而能將神經信號轉變?yōu)榧〖毎氖湛s。過程涉及電信號——化學信號——電信號間的轉換，最后表現為骨骼肌收縮。第4頁,共51頁，星期六，2024年，5月一、骨骼肌的超微結構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胞，骨骼肌纖維呈長圓柱形，直徑10-100μm，是多核細胞，其最主要的形態(tài)結構特征是含有大量的肌原纖維，每條肌原纖維被肌管圍繞。第5頁,共51頁，星期六，2024年，5月

骨骼肌細胞的結構第6頁,共51頁，星期六，2024年，5月

（一）肌原纖維光學顯微鏡下觀察

1）明帶（I帶）和暗帶（A帶）

2）H帶，M線，Z線

3）肌節(jié)第7頁,共51頁，星期六，2024年，5月第8頁,共51頁，星期六，2024年，5月第9頁,共51頁，星期六，2024年，5月

細肌絲

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亞單位T亞單位I肌鈣蛋白第10頁,共51頁，星期六，2024年，5月

粗肌絲：由肌球或稱肌凝蛋白組成，其頭部有一膨大部--橫橋：①能與細肌絲上的結合位點發(fā)生可逆性結合；②具有ATP酶的作用，與結合位點結合后,分解ATP提供橫橋扭動(肌絲滑行)和作功的能量。

細肌絲：肌動蛋白：表面有與橫橋結合的位點，靜息時被原肌球蛋白掩蓋；原肌球蛋白：靜息時掩蓋橫橋結合位點；肌鈣蛋白：與Ca2+結合變構后,使原肌球蛋白位移，暴露出結合位點。第11頁,共51頁，星期六，2024年，5月(二)骨骼肌的肌膜系統(tǒng)

橫管系統(tǒng)：

T管(肌膜內凹而成。肌膜AP沿T管傳導)。

縱管系統(tǒng)：

L管(也稱肌漿網。肌節(jié)兩端的L管稱終池，富含Ca2+)。

三聯(lián)管：T管+終池×2第12頁,共51頁，星期六，2024年，5月

二、肌肉收縮的機理

（一）滑行理論肌肉收縮時肌肉縮短，不是肌絲的縮短而是肌小節(jié)的縮短。肌肉收縮時，從Z線伸出的細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。第13頁,共51頁，星期六，2024年，5月按任意鍵飛入橫橋擺動動畫肌節(jié)縮短=肌細胞收縮橫橋擺動橫橋與結合位點結合，分解ATP釋放能量Ca2+與肌鈣蛋白結合肌鈣蛋白的構型終池膜上的鈣通道開放終池內的Ca2+進入肌漿肌絲滑行的過程原肌球蛋白位移，暴露細肌絲上的結合位點第14頁,共51頁，星期六，2024年，5月結合擺動解離橫橋周期：第15頁,共51頁，星期六，2024年，5月

肌絲滑行幾點說明:1）肌細胞收縮時肌原纖維的縮短,并不是肌絲本身縮短,而是細肌絲向肌節(jié)中央(粗肌絲內)滑行。因①相鄰Z線靠近,即肌節(jié)縮短；②暗帶長度不變,即粗肌絲長度不變；③從Z線到H帶邊緣的距離不變,即細肌絲長度不變;④明帶和H帶變窄。第16頁,共51頁，星期六，2024年，5月2）橫橋的循環(huán)擺動，細肌絲向肌節(jié)中央(粗肌絲內)滑行，滑行中由于肌肉的負荷而受阻，便產生張力。

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)擺動的參入數目及擺動速率，是決定肌肉縮短程度、速度和肌張力的關鍵因素。第17頁,共51頁，星期六，2024年，5月（二）興奮-收縮偶聯(lián)

①肌膜電興奮的傳導：指肌膜產生AP后,AP由橫管系統(tǒng)迅速傳向肌細胞深處，到達三聯(lián)管和肌節(jié)附近。

②三聯(lián)管處的信息傳遞：（尚不很清楚）

③肌漿網（縱管系統(tǒng)）中Ca2+的釋放：指終池膜上的鈣通道開放，終池內的Ca2+順濃度梯度進入肌漿，觸發(fā)肌絲滑行，肌細胞收縮?！郈a2+是興奮-收縮耦聯(lián)的耦聯(lián)物第18頁,共51頁，星期六，2024年，5月（三）骨骼肌舒張機制興奮-收縮耦聯(lián)后肌膜電位復極化終池膜對Ca2+通透性↓肌漿網膜Ca2+泵激活肌漿網膜[Ca2+]↓Ca2+與肌鈣蛋白解離原肌凝蛋白復蓋的橫橋結合位點骨骼肌舒張第19頁,共51頁，星期六，2024年，5月三、骨骼肌收縮的機械特性負荷：牽拉肌肉的力張力：肌肉收縮時可對接觸物體產生的力兩相反的力肌肉收縮表現為長度的縮短和張力的增加。第20頁,共51頁，星期六，2024年，5月（一）骨骼肌的收縮形式與特點

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。特點是：參與收縮的肌纖維長度發(fā)生改變、數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。特點是：參與收縮的肌纖維數量發(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生的力，肌肉被迫伸長，稱為伸長收縮。特點是：外力作用下的被動過程。

第21頁,共51頁，星期六，2024年，5月（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）復合收縮

肌肉受到連續(xù)刺激，前一次收縮和舒張尚未結束，新的收縮在此基礎上出現的過程。

不完全強直收縮：在刺激頻率較低時，描記的收縮曲線呈鋸齒狀。

完全強直收縮：當新刺激落在前一次收縮的縮短期,所出現的強而持久的收縮過程。機制：強直收縮是各次單收縮的機械疊加現象(并非動作電位的疊加，動作電位始終是分離的)，所以,強直收縮的收縮幅度和收縮力比單收縮大。第22頁,共51頁，星期六，2024年，5月（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）復合收縮

肌肉受到連續(xù)刺激，前一次收縮和舒張尚未結束，新的收縮在此基礎上出現的過程。

不完全強直收縮：在刺激頻率較低時，描記的收縮曲線呈鋸齒狀。

完全強直收縮：當新刺激落在前一次收縮的縮短期,所出現的強而持久的收縮過程。機制：強直收縮是各次單收縮的機械疊加現象(并非動作電位的疊加，動作電位始終是分離的)，所以,強直收縮的收縮幅度和收縮力比單收縮大。第23頁,共51頁，星期六，2024年，5月

骨骼肌收縮的形式第24頁,共51頁，星期六，2024年，5月第25頁,共51頁，星期六，2024年，5月（三）肌長-肌張力關系肌肉遇到的負荷有兩種：不增加肌肉的初長度，但能阻止肌肉的縮短前負荷：

后負荷：使肌肉具有一定的初長度只有在具有一定后負荷的條件下進行等張收縮，肌肉收縮才能有效做功第26頁,共51頁，星期六，2024年，5月最適前負荷最適長度：產生最大等長收縮肌張力時的肌長。第27頁,共51頁，星期六，2024年，5月四、骨骼肌的分類（一）根據骨骼肌纖維分解ATP的速率來分：快?。篈TP活性高慢?。篈TP活性低（二）根據結合ATP酶的類型來分氧化型：線粒體多，氧化磷酸化能力強

紅肌纖維糖解型：線粒體少，糖解酶和糖原貯存多

白肌纖維第28頁,共51頁，星期六，2024年，5月三種類型的纖維慢氧化肌纖維（Ⅰ）快氧化肌纖維（Ⅱa）快糖解肌纖維（Ⅱb）第29頁,共51頁，星期六，2024年，5月第二節(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30頁,共51頁，星期六，2024年，5月一、平滑肌的結構１.呈長梭形，直徑不等，無分支。２.單核，橢圓形或桿狀，居中。３.無橫紋。第31頁,共51頁，星期六，2024年，5月平滑肌纖維的超微結構特點1、無橫小管，可見肌膜凹陷形成的小凹；2、肌纖維內無肌原纖維，可見致密體、中間絲、粗肌絲和細肌絲；3、相鄰肌纖維之間有縫隙連接。第32頁,共51頁，星期六，2024年，5月二、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臟器官中，如消化道、呼吸道、生殖器官等。第33頁,共51頁，星期六，2024年，5月起搏點電位和慢波電位起搏點電位：膜自動除極化達到閾電位的膜電位變化，一旦產生，便會傳遍合胞體細胞，并引起收縮（肌源性收縮）慢波電位：膜自動周期性交替發(fā)生超極化和復極化電位的波動第34頁,共51頁，星期六，2024年，5月第35頁,共51頁，星期六，2024年，5月（二）多單位平滑肌和神經元性活動多單位平滑?。河啥鄠€分離的、功能上相互獨立的單位組成，每個單位都需受到刺激才能收縮，屬于神經源性活動，與骨骼肌不同的是它受自主神經支配，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第36頁,共51頁，星期六，2024年，5月三、平滑肌的收縮Ca2+影響肌球蛋白，收縮活動受肌球蛋白的調節(jié)。（一）收縮機制1、4個Ca2+與鈣調蛋白結合形成復合體2、鈣調蛋白復合體與肌球蛋白輕鏈激酶（MLCK）結合（激活）3、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，與激動蛋白結合第37頁,共51頁，星期六，2024年，5月(二)鈣離子濃度的調節(jié)細胞外Ca2+是啟動平滑肌收縮的主要來源第38頁,共51頁，星期六，2024年，5月第三節(jié)心肌生理橫紋肌非隨意肌第39頁,共51頁，星期六，2024年，5月一、心肌光鏡結構特點１.短圓柱形，有分支。２.單核，位于細胞中央。３.周期性橫紋。４.有閏盤。５.有肌原纖維。第40頁,共51頁，星期六，2024年，5月心肌(縱切)心肌(橫切)心肌纖維光鏡結構第41頁,共51頁，星期六，2024年，5月二、心肌電鏡結構特點１.肌原纖維粗細不等，分界不清；２.肌原纖維之間有豐富的線粒體；３.T小管粗大，位于Z線水平；４.肌漿網稀疏，L小管不發(fā)達，終池小而少，多與橫小管形成二聯(lián)體；５.閏盤位于Z線水平，為縫隙連接、橋粒和中間連接。第42頁,共51頁，星期六，2024年，5月骨骼肌(左)與心肌(右)纖維超微結構立體模式圖

第43頁,共51頁，星期六，2024年，5月心肌纖維超微結構閏盤第44頁,共51頁，星期六，2024年，5月心肌閏盤超微結構模式圖第45頁,共51頁，星期六，2024年，5月三、心肌細胞的動作電位快反應動作電位：房室肌細胞和特殊傳導組織中。慢反應動作電位：竇房結處第46頁,共51頁，星期六，2024年，5月心室肌細胞動作電位的特征與骨骼肌細胞或神經纖維相比，心室肌細胞動作電位的特征：存在平臺期動