生理學教學課件：第二章 細胞的基本功能VIP

1、第二章第二章 細胞的基本功能細胞的基本功能 第一節(jié)第一節(jié) 細胞膜的結構和物質轉運功能細胞膜的結構和物質轉運功能 一、細胞膜的結構概述一、細胞膜的結構概述 細胞膜細胞膜化學組成化學組成 糖 類(8%) 脂 質(52%) 蛋白質(40%) (功能活躍的細胞膜，其膜蛋白的含量較高) 細胞膜的液態(tài)鑲嵌模型細胞膜的液態(tài)鑲嵌模型 （一）脂質雙分子層（一）脂質雙分子層 脂質的熔點較低，膜中脂質分子在體溫條件下 是液態(tài)的，這決定了膜具有某種程度的流動性。 脂 質 糖 脂：小于10 膽固醇：小于30 磷 脂：大于70 （二）細胞膜的蛋白（二）細胞膜的蛋白 主要存在形式主要存在形式- -螺旋螺旋或或球形球形，約占

2、細胞，約占細胞 膜重量的膜重量的55%55%。 表面蛋白 分類 按形式分為 整合蛋白 按功能分為 酶蛋白 轉運蛋白 受體蛋白 （三）細胞膜的糖類（三）細胞膜的糖類 細胞膜中的糖類與蛋白質和脂類結合，細胞膜中的糖類與蛋白質和脂類結合， 分別形成糖蛋白和糖脂。存在于細胞膜的外分別形成糖蛋白和糖脂。存在于細胞膜的外 側，具有側，具有受體或抗原功能受體或抗原功能。 單純擴散單純擴散 易化擴散易化擴散 主動轉運主動轉運 入胞和出胞入胞和出胞 二、物質的跨膜轉運二、物質的跨膜轉運 （一）單純擴散（一）單純擴散 (simple diffusion) 1 1、概念、概念: : 2 2、特點：、特點： (1)(

3、1)脂溶性物質；脂溶性物質；(2)(2)順濃度梯度順濃度梯度 (3)(3)不消耗能量；不消耗能量；(4)(4)沒有膜蛋白的參與沒有膜蛋白的參與 脂溶性的小分子物質或不帶電荷脂溶性的小分子物質或不帶電荷 的極性小分子由高濃度側通過細胞膜的極性小分子由高濃度側通過細胞膜 向低濃度向低濃度 側移動的過程。側移動的過程。 3 3、通過單純擴散跨膜轉運的物質、通過單純擴散跨膜轉運的物質 O2、CO2、N2 H2O 乙醇、尿素、甘油乙醇、尿素、甘油 4 4、影響單純擴散的因素、影響單純擴散的因素 (1) (1) 細胞膜兩側物質濃度差細胞膜兩側物質濃度差 (2) (2) 細胞膜對該物質的通透性：細胞膜對該物

4、質的通透性： 物質脂溶性的大小物質脂溶性的大小 分子大小分子大小 （二）膜蛋白介導的跨膜轉運（二）膜蛋白介導的跨膜轉運 主動轉運 被動轉運 經通道介導的易化擴散 經載體易化擴散 原發(fā)性主動轉運 繼發(fā)性主動轉運 易化擴散易化擴散概念概念: : 非脂溶性物質或脂溶解度甚小的物質,在 特殊膜蛋白質的“幫助”下,由膜的高濃度一 側向低濃度一側移動的過程。 易化擴散分類易化擴散分類: : 經載體易化擴散經載體易化擴散： 如葡萄糖、氨基酸的轉運如葡萄糖、氨基酸的轉運 經通道易化擴散經通道易化擴散： 如如NaNa+ +、K K+ +、CaCa2+ 2+的轉運 的轉運 1 1、通道介導的易化擴散、通道介導的易

5、化擴散 轉運的物質：絕大部分為離子轉運的物質：絕大部分為離子 結構基礎：通道蛋白結構基礎：通道蛋白 通道介導的跨膜轉運通道介導的跨膜轉運 轉運的物質:各種帶電離子 （1 1）動力動力： 膜兩側離子濃度差和電位差（即電膜兩側離子濃度差和電位差（即電 化學梯度）化學梯度） （2 2）條件條件：離子通道必須是開放的：離子通道必須是開放的 離子通道在未激活時是關閉的，在離子通道在未激活時是關閉的，在 一定條件下一定條件下“門門”被打開，才允許離子被打開，才允許離子 通過，這一過程稱為通過，這一過程稱為門控過程門控過程。 （3 3）分類：）分類： 電壓門控通道電壓門控通道受膜電位水平調控受膜電位水平調控

6、 化學門控通道化學門控通道受膜環(huán)境中某些化學物質調控受膜環(huán)境中某些化學物質調控 機械門控通道機械門控通道受機械刺激調控受機械刺激調控 （4 4）離子通道的特點）離子通道的特點 轉運速度快：轉運速度快：10106 610108 8個個/ /秒秒 離子選擇性：離子選擇性： 門控特性：門控特性： 2 2、載體介導的易化擴散、載體介導的易化擴散 經載體易化擴散經載體易化擴散 經載體易化擴散經載體易化擴散 葡萄糖、氨基酸等轉運進入紅細胞 與底物結合與底物結合- -構想變化構想變化- -與底物分離與底物分離 經載體易化擴散經載體易化擴散 是指水溶性小分子物質經載體是指水溶性小分子物質經載體 介導順濃度梯度

7、和（或）電位梯度介導順濃度梯度和（或）電位梯度 進行的被動跨膜轉運。進行的被動跨膜轉運。 特點特點: : 結構特異性結構特異性 飽和現象飽和現象 競爭性抑制競爭性抑制 易化擴散易化擴散特點：特點： (1)(1)非脂溶性物質；非脂溶性物質； (2)(2)順電化學梯度順電化學梯度 (3)(3)不消耗能量；不消耗能量； (4)(4)有膜蛋白的參與有膜蛋白的參與 3.3.主動轉運主動轉運 (active transport) 概念：概念： 細胞膜通過本身的某種耗能過程將某些細胞膜通過本身的某種耗能過程將某些 物質分子或離子逆濃度差或逆電位差進行的物質分子或離子逆濃度差或逆電位差進行的 轉運過程，稱為轉

8、運過程，稱為主動轉運。主動轉運。 主動轉運消耗的能量幾乎都是由主動轉運消耗的能量幾乎都是由ATPATP分分 解提供。解提供。 分類：分類： 原發(fā)性主動轉運：直接由ATP供能 繼發(fā)性主動轉運：間接由ATP供能 是指離子泵是指離子泵利用分解利用分解ATPATP產產 生的能量生的能量將離子將離子逆濃度梯度和逆濃度梯度和 （或）電位梯度（或）電位梯度進行跨膜轉運的進行跨膜轉運的 過程。過程。 （2 2）原發(fā)性主動轉運）原發(fā)性主動轉運 1 1）鈉泵）鈉泵（鈉鈉- -鉀泵鉀泵或或NaNa+ +-K-K+ +-ATP-ATP酶酶） 鈉泵的化學本質鈉泵的化學本質 細胞膜上一種特殊的蛋白質，具有細胞膜上一種特殊

9、的蛋白質，具有ATPATP酶酶 的活性，可以將的活性，可以將ATPATP分解，釋放能量，并利用分解，釋放能量，并利用 此能量逆濃度梯度轉運此能量逆濃度梯度轉運NaNa+ +和和K K+ +。 鈉鈉- -鉀泵轉運模式圖鉀泵轉運模式圖 鈉鈉- -鉀泵轉運模式圖鉀泵轉運模式圖 維持 Na+o高、 K+i高 的不均勻分布狀態(tài) 2K+泵至細胞內；3Na+泵至細胞外 分解ATP產生能量 當Na+i/K+o激活 鈉泵的作用： 每分解1分子ATP，3個Na+泵出，2個K+泵入 a. a.鈉泵活動造成的胞內高鈉泵活動造成的胞內高K K+ +是胞質內許多代謝反應是胞質內許多代謝反應 所必需；所必需； b.b.維持

10、胞內滲透壓和細胞容積；維持胞內滲透壓和細胞容積； c.c.建立建立NaNa+ +的跨膜濃度梯度，為繼發(fā)性主動轉運提的跨膜濃度梯度，為繼發(fā)性主動轉運提 供勢能儲備；供勢能儲備； d.d.鈉泵活動造成的膜內外鈉泵活動造成的膜內外NaNa+ +和和K K+ +濃度差，是細胞濃度差，是細胞 生物電活動產生的前提條件；生物電活動產生的前提條件； e.e.鈉泵活動是生電性的，可直接影響膜電位，使膜鈉泵活動是生電性的，可直接影響膜電位，使膜 內電位的負值增大。內電位的負值增大。 鈉泵活動的生理意義鈉泵活動的生理意義 2 2）鈣泵（）鈣泵（CaCa2+ 2+-ATP -ATP酶酶） 鈣泵的作用：鈣泵的作用：

11、質膜上的鈣泵質膜上的鈣泵：每分解每分解1 1分子分子ATPATP，可將，可將1 1個鈣離個鈣離 子由胞質內轉運至胞外；子由胞質內轉運至胞外； 肌質網或內質網鈣泵肌質網或內質網鈣泵：每分解每分解1 1分子分子ATPATP，可將，可將 2 2個鈣離子由胞質內轉運至胞外肌質網或內質網中。個鈣離子由胞質內轉運至胞外肌質網或內質網中。 意義：保持細胞內鈣離子濃度較意義：保持細胞內鈣離子濃度較 低，增加細胞對鈣離子濃度增加的低，增加細胞對鈣離子濃度增加的 敏感性。敏感性。 （3 3）繼發(fā)性主動轉運）繼發(fā)性主動轉運 是指驅動力并不直接來自是指驅動力并不直接來自 ATPATP的分解，而是來自的分解，而是來自原

12、發(fā)性主動原發(fā)性主動 轉運所形成的離子濃度梯度轉運所形成的離子濃度梯度而進而進 行的物質行的物質逆濃度和（或）電位梯逆濃度和（或）電位梯 度度的跨膜轉運方式。的跨膜轉運方式。 腸粘膜上皮 細胞葡萄糖 繼發(fā)性主動 轉運模式圖 特點特點： 轉運方向是逆電轉運方向是逆電- -化學梯度進行的；化學梯度進行的； 需要消耗能量；需要消耗能量； 依靠特殊膜蛋白質的依靠特殊膜蛋白質的“幫助幫助” 。 入胞入胞：又稱胞吞。是細胞外大分子或物：又稱胞吞。是細胞外大分子或物 質團塊進入細胞內的過程。如：血漿中的脂蛋質團塊進入細胞內的過程。如：血漿中的脂蛋 白顆粒、大分子營養(yǎng)物質、細菌、異物等進入白顆粒、大分子營養(yǎng)物質

13、、細菌、異物等進入 細胞。如果進入細胞的物質是固體為吞噬，如細胞。如果進入細胞的物質是固體為吞噬，如 果進入細胞的物質是液體為吞飲。果進入細胞的物質是液體為吞飲。 出胞出胞：又稱胞吐。是指細胞把大分子內：又稱胞吐。是指細胞把大分子內 容物排出細胞的過程，主要見于細胞的分泌活容物排出細胞的過程，主要見于細胞的分泌活 動。如遞質釋放的出胞過程。動。如遞質釋放的出胞過程。 （三）膜泡運輸（三）膜泡運輸 1.出胞： 分泌物排出 融合處出現裂口 囊泡向細胞膜內側移動 膜性結構包被的分泌囊泡 高爾基復合體 粗面內質網合成蛋白性分泌物 囊泡膜與細胞膜的某點接觸并融合 囊泡的膜成為細胞膜的組成部分 出胞示意圖

14、： 細胞膜上的受體對物質的“辨認” 發(fā)生特異性結合 復合物向膜表面的“有被小窩”移動 “有被小窩”處的膜凹陷 凹陷膜與細胞膜斷離吞飲泡 2.2.入胞入胞: : 入胞示意圖 人體及生物體的活細胞在安人體及生物體的活細胞在安 靜和活動時都存在電活動，這種靜和活動時都存在電活動，這種 電活動稱為電活動稱為生物電現象生物電現象。 第三節(jié)第三節(jié) 細胞的電活動細胞的電活動 Electrocardiography Electroencephalography Electromyography 離子通道結構研究：離子通道結構研究：目前，目前， 絕大多數離子通道的一級結構得絕大多數離子通道的一級結構得 到了闡明

15、，但最根本的還是要搞到了闡明，但最根本的還是要搞 清楚各種離子通道的三維結構，清楚各種離子通道的三維結構， 在這方面，美國的二位科學家彼在這方面，美國的二位科學家彼 得得阿格雷和羅德里克阿格雷和羅德里克麥金農做麥金農做 出了一些開創(chuàng)性的工作，他們利出了一些開創(chuàng)性的工作，他們利 用用X X光繞射方法得到了光繞射方法得到了K K離子通離子通 道的三維結構道的三維結構，二位因此獲得，二位因此獲得 20032003年諾貝爾化學獎。年諾貝爾化學獎。. 電壓鉗技術電壓鉗技術(Voltage Clamp)(Voltage Clamp)： 電壓鉗技術，是電壓鉗技術，是2020世紀初由世紀初由ColeCole發(fā)

16、明，發(fā)明， HodgkinHodgkin 和和HuxleyHuxley完善，其設計的主要目的是為了證明動作完善，其設計的主要目的是為了證明動作 電位的產生機制，即電位的產生機制，即動作電位的峰電位是由于膜動作電位的峰電位是由于膜 對鈉的通透性發(fā)生了一過性的增大過程對鈉的通透性發(fā)生了一過性的增大過程。這一。這一 技術對闡明動作電位的本質和離子通道的的研究做出技術對闡明動作電位的本質和離子通道的的研究做出 了極大的貢獻。了極大的貢獻。 cole 膜片鉗（膜片鉗（Patch Clamp)Patch Clamp)：Erwin Erwin NeherNeher和和 Bert SakmannBert Sa

17、kmann在電壓鉗的基礎上在電壓鉗的基礎上 發(fā)明了膜片鉗（發(fā)明了膜片鉗（patch clamppatch clamp）。這一技術）。這一技術 的問世，給細胞生物學的研究帶來了一場的問世，給細胞生物學的研究帶來了一場 革命，被譽為與分子克隆技術并駕齊驅的革命，被譽為與分子克隆技術并駕齊驅的 劃時代的偉大發(fā)明。二人因此而獲得諾貝劃時代的偉大發(fā)明。二人因此而獲得諾貝 爾生理或醫(yī)學獎。爾生理或醫(yī)學獎。 SigworthSigworth HamillHamill和和NeherNeher (Neher) (Sakmann) 膜片鉗（膜片鉗（Patch Clamp)Patch Clamp)的基本原理：的基本

18、原理： 利用尖端直徑0.5-1um的玻璃電極吸附到細胞膜表面，通過負壓吸引使 電極尖端和細胞膜形成緊密封接，使與電極尖開口處相接的細胞膜小片 區(qū)域（patch）與其周圍在電學上絕緣，在此基礎上固定膜電位(clamp)， 然后對電極尖端下面積僅為幾平方微米的細胞膜片上一個或幾個離子通 道的電流進行記錄。從而將電生理學技術提高到記錄和研究單個蛋白質 的分子水平. 一、靜息電位及其產生機制一、靜息電位及其產生機制 靜息電位靜息電位 (resting potential , RP) ：細胞處細胞處 于安靜狀態(tài)時，細胞膜內外存在的外正內負于安靜狀態(tài)時，細胞膜內外存在的外正內負 電位差。電位差。 （一）靜

19、息電位的記錄和數值（一）靜息電位的記錄和數值 0 - + - + 0 90 mV 玻璃微電極 電位儀 神經纖維 KCl RPRP實驗現象：實驗現象： 與與RPRP相關的概念相關的概念 2、與、與RP相關的概念相關的概念 極化極化(polarization):(polarization):靜息電位存在時膜兩側所保持靜息電位存在時膜兩側所保持 的的內負外正內負外正的狀態(tài)的狀態(tài). . 超極化超極化(hyperpolarization):(hyperpolarization):當靜息時膜內外電位差當靜息時膜內外電位差 的數值向膜內負值加大的方向變化時的狀態(tài)的數值向膜內負值加大的方向變化時的狀態(tài). .

20、去極化去極化（depolarization):depolarization):當靜息時膜內外電位差的當靜息時膜內外電位差的 數值向膜內負值減小的方向變化時的狀態(tài)數值向膜內負值減小的方向變化時的狀態(tài). . 反極化反極化：去極化至零電位后膜電位如進一步變?yōu)檎?，：去極化至零電位后膜電位如進一步變?yōu)檎担?稱為反極化，也稱為超射稱為反極化，也稱為超射(overshoot).(overshoot). 復極化復極化(repolarization):(repolarization):細胞先發(fā)生去極化細胞先發(fā)生去極化, ,再向正再向正 常安靜時膜內所處的負值恢復常安靜時膜內所處的負值恢復. . （二）靜息電

21、位產生的機制（二）靜息電位產生的機制 1、細胞膜兩側的離子濃度差和平衡電位 K+Na+ High K+Low K+ InsideOutside Driving force: Concentration difference Potential difference Electrochemical gradient InsideOutside + + + + + + - - - - - - InsideOutside + + + + + + - - - - - - K+ Na+ Electrochemical driving force = 0 Concentration difference

22、Potential difference K+ K+ Concentration driving forcepotential driving force = - - Equilibrium potential （1 1）膜兩側）膜兩側K K+ +濃度差濃度差是促使是促使K K+ +擴散的擴散的動力動力。 （2 2）但隨著）但隨著K K+ +的不斷擴散，膜兩側不斷加大的不斷擴散，膜兩側不斷加大 的的電位差電位差是是K K+ +繼續(xù)擴散的繼續(xù)擴散的阻力阻力 （3 3）當動力和阻力達到動態(tài)平衡時，）當動力和阻力達到動態(tài)平衡時，K K+ +的凈的凈 擴散通量為零擴散通量為零膜兩側的膜兩側的平衡電位平

23、衡電位 RPRP形成過程：形成過程： How to calculate Equilibrium potential of K+? Nernst equation Ei: the electrical potential inside the cell Eo: the electrical potential outside the cell R: the universal gas constant (2 cal/mol.K) Z: is the valence of the ion T: is the absolute temperature(K) F: is the Faraday con

24、stant (23 cal/mV.mol) 靜息狀態(tài)下細胞膜內外主要離子分布及膜對離子的通透性 離 子 濃 度 （ mmol/L） 主 要 離 子 膜 內 膜 外 膜 內 與 膜 外 離 子 比 例 膜 對 離 子 通 透 性 N Na a + + 1 14 4 1 14 42 2 1 1: :1 10 0 通通 透透 性性 很很 小小 K K + + 1 15 55 5 5 5 3 31 1: :1 1 通通 透透 性性 大大 C Cl l - - 8 8 1 11 10 0 1 1: :1 14 4 通通 透透 性性 次次 之之 A A - - 6 60 0 1 15 5 4 4: :1

25、1 無無 通通 透透 性性 2. 2. 膜對離子的相對通透性膜對離子的相對通透性 靜息狀態(tài)下靜息狀態(tài)下細胞膜對離子的通透性具有選擇性細胞膜對離子的通透性具有選擇性 通透性：通透性：K K+ + ClCl- - NaNa+ + A A- - 3、 Contribution of the Na+-K+ Pump A: RP (only K+)B: RP (Na+ ; 具有具有ATPATP酶的作用酶的作用, ,與結與結 合位點結合后分解合位點結合后分解ATPATP提供能量。提供能量。 細肌絲：細肌絲： 肌動蛋白：肌動蛋白：表面有與橫橋結合表面有與橫橋結合 的位點，靜息時被原肌球蛋白的位點，靜息時被原

26、肌球蛋白 掩蓋；掩蓋； 原肌球蛋白：原肌球蛋白：靜息時掩蓋橫橋靜息時掩蓋橫橋 結合位點；結合位點； 肌鈣蛋白：肌鈣蛋白：與與CaCa2+ 2+結合變構后 結合變構后, , 使原肌球蛋白位移，暴露出結使原肌球蛋白位移，暴露出結 合位點。合位點。 滑行理論的主要內容是：滑行理論的主要內容是： 肌肉收縮時，并無肌絲或其它有形結構的卷曲或縮短，而是發(fā)生了細肌絲向粗肌肉收縮時，并無肌絲或其它有形結構的卷曲或縮短，而是發(fā)生了細肌絲向粗 肌絲之間的滑行，于是，暗帶長度不變，明帶縮短，相鄰肌絲之間的滑行，于是，暗帶長度不變，明帶縮短，相鄰Z線相互靠近，肌小節(jié)變短。線相互靠近，肌小節(jié)變短。 肌管系統(tǒng)肌管系統(tǒng)：指

27、包繞在每一條肌原纖維周圍的：指包繞在每一條肌原纖維周圍的 膜性囊管狀結構。膜性囊管狀結構。 橫管系統(tǒng)橫管系統(tǒng)：（：（T管）肌細胞膜在管）肌細胞膜在Z線附近線附近 垂直插入到肌細胞深部，走行方向和肌原纖垂直插入到肌細胞深部，走行方向和肌原纖 維相垂直。維相垂直。 縱管系統(tǒng)縱管系統(tǒng)：（：（L管）是肌質網。走行方管）是肌質網。走行方 向與肌小節(jié)平行，肌質網末端膨大稱終末池向與肌小節(jié)平行，肌質網末端膨大稱終末池 （富含鈣離子）。（富含鈣離子）。 三聯(lián)管結構三聯(lián)管結構 ：每一橫管和來自兩側肌小：每一橫管和來自兩側肌小 節(jié)的縱管終末池構成三聯(lián)管結構。節(jié)的縱管終末池構成三聯(lián)管結構。 （四）橫紋肌的興奮（四）

28、橫紋肌的興奮- -收縮耦聯(lián)收縮耦聯(lián) 1. 1. 定義：將橫紋肌細胞產生動作電位定義：將橫紋肌細胞產生動作電位 的過程和與肌絲滑行的機械收縮聯(lián)系起的過程和與肌絲滑行的機械收縮聯(lián)系起 來的中介機制，稱為興奮來的中介機制，稱為興奮- -收縮耦聯(lián)收縮耦聯(lián) 耦連因子：耦連因子：CaCa2+ 2+ 結構基礎：三聯(lián)管或二聯(lián)管結構基礎：三聯(lián)管或二聯(lián)管 2. 2. 主要步驟：主要步驟： a.a.電興奮通過橫管系統(tǒng)傳向肌細胞的深處，激電興奮通過橫管系統(tǒng)傳向肌細胞的深處，激 活活T T管膜和肌膜上的管膜和肌膜上的L L型鈣通道型鈣通道 b. Lb. L型鈣通道變構作用或內流的型鈣通道變構作用或內流的CaCa2+ 2

29、+使終池釋 使終池釋 放放CaCa2+ 2+ c. Cac. Ca2+ 2+ 與肌鈣蛋白結合引發(fā)肌肉收縮 與肌鈣蛋白結合引發(fā)肌肉收縮 d.d.鈣泵激活，回收鈣泵激活，回收CaCa2+ 2+ 肌肉收縮的過程肌肉收縮的過程 終池膜上的鈣通道開放 終池內的Ca2+進入肌漿 Ca2+與肌鈣蛋白結合， 肌鈣蛋白的構型改變 原肌球蛋白位移， 暴露細肌絲上的結合位點 橫橋與結合位點結合， 分解ATP釋放能量 橫橋擺動 牽拉細肌絲朝肌節(jié)中央滑行 肌節(jié)縮短=肌細胞收縮 骨骼肌舒張機制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

30、白解離 原肌凝蛋白復蓋的 橫橋結合位點 骨骼肌舒張 運動神經沖動傳至末梢 N末梢對Ca2+通透性增加 Ca2+內 流入N末梢內 接頭前膜內囊泡 向前膜移動、融合、破裂 ACh釋放入接頭間隙 ACh與終板膜受體結合 受體構型改變 終板膜對Na+、K+(尤其Na+)的通 透性增加 產生終板電位(EPP) EPP引起肌膜AP 肌膜AP沿橫管膜傳至三聯(lián)管 終池膜上的鈣通道開放 終池內Ca2+進入肌漿 Ca2+與肌鈣蛋白結合 引起肌鈣蛋白的構型改變 原肌凝蛋白發(fā)生位移 暴露出細肌絲上與橫橋結合位點 橫橋與結合位點結合 激活ATP酶作用,分解ATP 橫橋擺動 牽拉細肌絲朝肌節(jié)中央滑行 肌節(jié)縮短=肌細胞收縮

31、 骨骼肌收縮全過程骨骼肌收縮全過程 1.興奮傳遞 2.興奮-收縮（肌絲滑行）耦聯(lián) Movie 肌絲滑行理論的幾點說明肌絲滑行理論的幾點說明: : 1 1、肌細胞收縮時肌原纖維的縮短、肌細胞收縮時肌原纖維的縮短, ,并并 不是肌絲本身縮短不是肌絲本身縮短, ,而是細肌絲向肌節(jié)中央而是細肌絲向肌節(jié)中央 （粗肌絲內）滑行。（粗肌絲內）滑行。 2 2、橫橋的循環(huán)擺動，細肌絲向肌節(jié)中、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。荷而受阻，便產生張力。 3 3、橫橋的循環(huán)擺動在肌肉中是非、橫橋的循環(huán)擺動在肌肉中是非 同

32、步的，從而肌肉產生恒定的張力和連同步的，從而肌肉產生恒定的張力和連 續(xù)的縮短。續(xù)的縮短。 4 4、橫橋循環(huán)擺動的參入數目及擺、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、速度和動速率，是決定肌肉縮短程度、速度和 肌張力的關鍵因素。肌張力的關鍵因素。 （五）影響橫紋肌收縮效能的因素（五）影響橫紋肌收縮效能的因素 等長收縮： 等張收縮： 1 1、肌肉收縮的效能、肌肉收縮的效能: :張力大小或縮短程張力大小或縮短程 度或速度。度或速度。 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。 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。 （1 1）前負荷）前負荷 2 2

33、、影響肌肉收縮效能的因素、影響肌肉收縮效能的因素 前負荷概念：前負荷概念：肌肉收縮之前所承受的負荷。肌肉收縮之前所承受的負荷。 初長度：初長度：肌肉收縮前在前負荷作用下肌肉肌肉收縮前在前負荷作用下肌肉 的長度。的長度。 前負荷與初長度的關系前負荷與初長度的關系 前負荷初長度 肌肉等長收縮時的長度張力曲線 最適初長度最適初長度：能產生最大主動張力的肌肉：能產生最大主動張力的肌肉 初長度。初長度。 肌小節(jié)的最適初長度為肌小節(jié)的最適初長度為2.0m-2.2m2.0m-2.2m 原因：原因：粗細肌絲重疊最佳，肌縮速度、幅粗細肌絲重疊最佳，肌縮速度、幅 度和張力最大。度和張力最大。 最適前負荷：最適前負