动物生理学-肌细胞功能ppt课件.ppt

骨骼肌骨骼肌心心 肌肌平滑肌平滑肌肌肉肌肉组织平滑肌平滑肌横横纹肌肌n骨骼肌的活骨骼肌的活动受躯体神受躯体神经的直接控制。它的功能是控的直接控制。它的功能是控制各种关制各种关节的活的活动，借以完成躯体运，借以完成躯体运动、呼吸、呼吸动作，保作，保持各种正常姿持各种正常姿势以及以及维持躯体平衡和其他各种复持躯体平衡和其他各种复杂的运的运动等。等。n平滑肌大都可自主收平滑肌大都可自主收缩，并接受自主神，并接受自主神经系系统的的调节，其功能是参与构成各种空腔器官如胃其功能是参与构成各种空腔器官如胃肠道、膀胱、血管道、膀胱、血管等的管壁，等的管壁，维持持这些器官的形些器官的形态并并产生运生运动。第四节肌细胞生理一、骨骼肌神经肌肉接头处兴奋的传递一、骨骼肌神经肌肉接头处兴奋的传递（一）神经肌肉接头的结构特点（一）神经肌肉接头的结构特点 神经神经-肌肉接头肌肉接头，也叫运动终板，是运动神经纤维末梢，也叫运动终板，是运动神经纤维末梢抵达骨骼肌时失去髓鞘，末端膨大附着在所支配的肌细胞抵达骨骼肌时失去髓鞘，末端膨大附着在所支配的肌细胞（肌纤维）上形成的卵圆形的板状结构，称之为（肌纤维）上形成的卵圆形的板状结构，称之为接头前膜接头前膜接头后膜接头后膜接头间隙接头间隙轴突末梢轴突末梢囊泡囊泡N N型型AchAch受体受体胆碱酯酶胆碱酯酶（二）传递过程（电（二）传递过程（电-化学化学-电过程）电过程）：神神经冲冲动到达末稍，接到达末稍，接头前膜去极化前膜去极化电压门控控Ca2通道开放、通道开放、Ca2内流内流囊泡向接囊泡向接头前膜移前膜移动、融合、融合、破裂，破裂，ACh释放至接放至接头间隙隙ACh与与终板膜板膜N2受体受体结合、合、膜膜对Na和和K通透性通透性Na内流使内流使终板膜去极化板膜去极化EPPEPP电紧张性性扩布至周布至周围肌膜肌膜使其达到使其达到阈电位、爆位、爆发动作作电位位AChEAChE胆碱、胆碱、乙酸乙酸3神经肌肉接头处兴奋传递的特征：神经肌肉接头处兴奋传递的特征：神经肌肉接头处兴奋传递的特征：神经肌肉接头处兴奋传递的特征：单向传递；单向传递；单向传递；单向传递；终板电位是局部电位，可以总和产生动作电位；终板电位是局部电位，可以总和产生动作电位；终板电位是局部电位，可以总和产生动作电位；终板电位是局部电位，可以总和产生动作电位；神经神经神经神经-肌肉接头处兴奋的传递存在传导延搁肌肉接头处兴奋的传递存在传导延搁肌肉接头处兴奋的传递存在传导延搁肌肉接头处兴奋的传递存在传导延搁 ；对内外环境变化的敏感与易疲劳性。对内外环境变化的敏感与易疲劳性。对内外环境变化的敏感与易疲劳性。对内外环境变化的敏感与易疲劳性。细胞外液胞外液Ca2+浓度：度：细胞外液胞外液Ca2+浓度升高度升高时，乙，乙酰胆碱胆碱释放量增放量增加，有利于加，有利于兴奋传递；相反，；相反，Ca2+浓度降低度降低时，则影响影响兴奋传递。阻断阻断ACh受体：受体：乙乙酰胆碱与受体胆碱与受体结合是触合是触发终板板电位的关位的关键，而，而受体阻断受体阻断剂，如美洲箭毒和，如美洲箭毒和-银环蛇毒可特异性阻断后膜乙蛇毒可特异性阻断后膜乙酰胆碱受体胆碱受体通道，从而造成通道，从而造成传递阻滞，使肌肉松弛。阻滞，使肌肉松弛。抑制胆碱抑制胆碱酯酶活性：活性：胆碱胆碱酯酶能及能及时清除乙清除乙酰胆碱，保胆碱，保证兴奋由神由神经向肌肉向肌肉传递。如有机磷制。如有机磷制剂（敌敌畏、畏、乐果、果、敌百虫）、新斯的明等，百虫）、新斯的明等，均有抑制胆碱均有抑制胆碱酯酶的作用，使乙的作用，使乙酰胆碱在体内蓄胆碱在体内蓄积，导致后膜持致后膜持续性去极性去极化，引起胆碱能神化，引起胆碱能神经和部分中枢功能亢和部分中枢功能亢进，传递受阻。受阻。自身免疫性疾病：自身免疫性疾病：重症肌无力（抗体破坏重症肌无力（抗体破坏ACh受体），肌无力受体），肌无力综合征（抗体破坏合征（抗体破坏N末梢末梢Ca2+通道）。通道）。（三）影响神（三）影响神经-肌肉接肌肉接头传递的因素的因素二、横纹肌的收缩和舒张二、横纹肌的收缩和舒张（一）（一）横纹肌的结构横纹肌的结构 肌管系统肌管系统 肌管系统由两套结构、功能各不相同的膜质管状系统组成：肌管系统由两套结构、功能各不相同的膜质管状系统组成：一套走行方向与肌原纤维垂直，称为横管系统又称横管或一套走行方向与肌原纤维垂直，称为横管系统又称横管或T管；另管；另一套走行方向与肌原纤维平行，称为纵管系统也称纵管或一套走行方向与肌原纤维平行，称为纵管系统也称纵管或L管，又管，又称肌质网。称肌质网。横管是兴奋传递的通路。兴奋时出现在肌细胞膜上的动作电位，横管是兴奋传递的通路。兴奋时出现在肌细胞膜上的动作电位，能沿着横管系统迅速传进细胞内部。纵管系统是肌细胞内的能沿着横管系统迅速传进细胞内部。纵管系统是肌细胞内的Ca2+库，库，膜上有钙泵，能通过对膜上有钙泵，能通过对Ca2+的贮存、释放和回收，触发和终止肌原的贮存、释放和回收，触发和终止肌原纤维收缩。三联管是横管和纵管衔接的部位，能使横管系统传递的纤维收缩。三联管是横管和纵管衔接的部位，能使横管系统传递的膜电位变化与纵管终池释放回收膜电位变化与纵管终池释放回收Ca2+的活动耦联起来。的活动耦联起来。（二）（二）横纹肌的收缩机制横纹肌的收缩机制 横纹肌的微细结构横纹肌的微细结构肌微丝肌微丝 u 粗肌粗肌丝肌球（凝）蛋白肌球（凝）蛋白 能在一定条件下，与细肌丝中的肌动蛋白可逆结合，并随之发生构能在一定条件下，与细肌丝中的肌动蛋白可逆结合，并随之发生构型改变，出现横桥向型改变，出现横桥向M线扭动。线扭动。当它与肌动蛋白结合后，可被激活而具有当它与肌动蛋白结合后，可被激活而具有ATP酶活性，能分解酶活性，能分解ATP为横桥扭动和做功提供能量。为横桥扭动和做功提供能量。横桥的主要功能横桥的主要功能横桥的主要功能横桥的主要功能“肌肌丝滑行理滑行理论”：肌肉收：肌肉收缩时肌肌细胞内的肌胞内的肌丝并未并未缩短，只是短，只是细肌肌丝向粗肌向粗肌丝内滑行，使相内滑行，使相邻的各的各Z线互相靠近，肌小互相靠近，肌小节长度度变短，从而短，从而导致肌原致肌原纤维以至整个肌以至整个肌细胞和整胞和整块肌肉的收肌肉的收缩。肌肉。肌肉的收的收缩和舒和舒张均耗能。均耗能。横纹肌的收缩机理横纹肌的收缩机理肌肌质中的中的Ca2+浓度度肌肌钙蛋白与蛋白与Ca2+分离分离肌肌钙蛋白与原肌凝蛋蛋白与原肌凝蛋白构型恢复白构型恢复肌肌动蛋白上的蛋白上的结合位点被覆盖合位点被覆盖横横桥头部不能与部不能与结合位点合位点结合合细肌肌丝从粗肌从粗肌丝中退出并复位中退出并复位肌肉舒肌肉舒张综上所述，触上所述，触发和和终止肌止肌丝滑行的滑行的关关键是是Ca2+与肌与肌钙蛋白蛋白的的结合和分离，即合和分离，即Ca2+的的浓度度是高是高还是低，其与骨骼肌的是低，其与骨骼肌的兴奋收收缩偶偶联有关。有关。（三）兴奋（三）兴奋收缩耦联收缩耦联 将肌细胞的电兴奋和机械收缩联系起来的中介机制，就称之兴将肌细胞的电兴奋和机械收缩联系起来的中介机制，就称之兴奋奋-收缩耦联收缩耦联。动作电位通过横管系统传向肌细胞深部动作电位通过横管系统传向肌细胞深部三联管部位的信息传递三联管部位的信息传递纵管系统对纵管系统对Ca2+贮存、释放和再聚集贮存、释放和再聚集 前负荷前负荷l 长度长度-张力关系曲线张力关系曲线 最适前负荷时，粗、细肌最适前负荷时，粗、细肌丝处于最适重叠状态，粗肌丝处于最适重叠状态，粗肌丝的横桥与细肌丝结合位点丝的横桥与细肌丝结合位点最多，做功效率最高。最多，做功效率最高。（四）影响横纹肌收缩效能的因素（四）影响横纹肌收缩效能的因素 16l 肌肉在收缩前所承受的负荷肌肉在收缩前所承受的负荷 17l 肌肉在收缩过程中所承受的负荷肌肉在收缩过程中所承受的负荷 等长收缩等长收缩 等张收缩等张收缩 后负荷后负荷u 单收收缩 在实验条件下，肌肉受到一次刺激所引起的一次收缩，在实验条件下，肌肉受到一次刺激所引起的一次收缩，称为单收缩。单收缩包括潜伏期、缩短期和舒张期称为单收缩。单收缩包括潜伏期、缩短期和舒张期3个时期。个时期。u肌肉的收肌肉的收缩形式形式不完全不完全不完全不完全强强直收直收直收直收缩缩：给给肌肉一肌肉一肌肉一肌肉一连连串的刺激，若后一次刺激落在串的刺激，若后一次刺激落在串的刺激，若后一次刺激落在串的刺激，若后一次刺激落在前一刺激所引起收前一刺激所引起收前一刺激所引起收前一刺激所引起收缩缩的舒的舒的舒的舒张张期内，期内，期内，期内，则则肌肉不再舒肌肉不再舒肌肉不再舒肌肉不再舒张张，而是开，而是开，而是开，而是开始新的收始新的收始新的收始新的收缩缩，发发生生生生单单收收收收缩缩的复合，以致收的复合，以致收的复合，以致收的复合，以致收缩缩曲曲曲曲线线呈呈呈呈锯齿锯齿状状状状.完全完全完全完全强强直收直收直收直收缩缩：若后一次刺激落在前一收：若后一次刺激落在前一收：若后一次刺激落在前一收：若后一次刺激落在前一收缩缩期内，肌肉收期内，肌肉收期内，肌肉收期内，肌肉收缩缩完全融合形成持完全融合形成持完全融合形成持完全融合形成持续续收收收收缩缩状状状状态态，而不出，而不出，而不出，而不出现现舒舒舒舒张张，其收，其收，其收，其收缩缩幅度幅度幅度幅度远远大于大于大于大于单单收收收收缩缩，称，称，称，称为为三、平滑肌的收缩和舒张（自学）三、平滑肌的收缩和舒张（自学）平滑肌肌丝排列不整齐，肌小节没有规则，使平滑肌具有很大的平滑肌肌丝排列不整齐，肌小节没有规则，使平滑肌具有很大的伸展性。相邻肌细胞之间有缝隙连结，可完成细胞之间的电学及化伸展性。相邻肌细胞之间有缝隙连结，可完成细胞之间的电学及化学的耦联。平滑肌细胞没有横管，肌浆网也不发达。平滑肌的收缩学的耦联。平滑肌细胞没有横管，肌浆网也不发达。平滑肌的收缩也是通过横桥运动引起粗、细肌丝相对滑行的结果。也是通过横桥运动引起粗、细肌丝相对滑行的结果。1、神、神经-肌肉接肌肉接头兴奋传递过程及其程及其影响因素？影响因素？2、肌肉收、肌肉收缩的形式及原理的形式及原理思考题思考题u 基本要求：基本要求：静息电位和动作电位的概念、特点及其离子机制。静息电位和动作电位的概念、特点及其离子机制。动作电位在同一细胞上的传导机制及特点。动作电位在同一细胞上的传导机制及特点。神经肌肉接头部位兴奋传递的过程及特点。神经肌肉接头部位兴奋传递的过程及特点。理解骨骼肌收缩原理、肌肉收缩的形式和影响因素理解骨骼肌收缩原理、肌肉收缩的形式和影响因素