骨骼肌心肌和平滑肌細(xì)胞生理_第1頁(yè)
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文檔簡(jiǎn)介

第五章骨骼肌、心肌和平滑肌細(xì)胞生理目前一頁(yè)\總數(shù)五十一頁(yè)\編于二十一點(diǎn)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——心肌和平滑肌目前二頁(yè)\總數(shù)五十一頁(yè)\編于二十一點(diǎn)第一節(jié)骨骼肌生理第二節(jié)平滑肌生理第三節(jié)心肌生理目前三頁(yè)\總數(shù)五十一頁(yè)\編于二十一點(diǎn)

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(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榧〖?xì)胞的收縮。過(guò)程涉及電信號(hào)——化學(xué)信號(hào)——電信號(hào)間的轉(zhuǎn)換,最后表現(xiàn)為骨骼肌收縮。目前四頁(yè)\總數(shù)五十一頁(yè)\編于二十一點(diǎn)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(gè)肌細(xì)胞,骨骼肌纖維呈長(zhǎng)圓柱形,直徑10-100μm,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。目前五頁(yè)\總數(shù)五十一頁(yè)\編于二十一點(diǎn)骨骼肌細(xì)胞的結(jié)構(gòu)目前六頁(yè)\總數(shù)五十一頁(yè)\編于二十一點(diǎn)(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)目前七頁(yè)\總數(shù)五十一頁(yè)\編于二十一點(diǎn)目前八頁(yè)\總數(shù)五十一頁(yè)\編于二十一點(diǎn)目前九頁(yè)\總數(shù)五十一頁(yè)\編于二十一點(diǎn)細(xì)肌絲

肌動(dòng)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(zhǎng)桿狀。亞單位C亞單位T亞單位I肌鈣蛋白目前十頁(yè)\總數(shù)五十一頁(yè)\編于二十一點(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:①能與細(xì)肌絲上的結(jié)合位點(diǎn)發(fā)生可逆性結(jié)合;②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(dòng)(肌絲滑行)和作功的能量。

細(xì)肌絲:肌動(dòng)蛋白:表面有與橫橋結(jié)合的位點(diǎn),靜息時(shí)被原肌球蛋白掩蓋;原肌球蛋白:靜息時(shí)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)。目前十一頁(yè)\總數(shù)五十一頁(yè)\編于二十一點(diǎn)(二)骨骼肌的肌膜系統(tǒng)

橫管系統(tǒng):

T管(肌膜內(nèi)凹而成。肌膜AP沿T管傳導(dǎo))。

縱管系統(tǒng):

L管(也稱肌漿網(wǎng)。肌節(jié)兩端的L管稱終池,富含Ca2+)。

三聯(lián)管:T管+終池×2目前十二頁(yè)\總數(shù)五十一頁(yè)\編于二十一點(diǎn)二、肌肉收縮的機(jī)理

(一)滑行理論肌肉收縮時(shí)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(shí),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。目前十三頁(yè)\總數(shù)五十一頁(yè)\編于二十一點(diǎn)按任意鍵飛入橫橋擺動(dòng)動(dòng)畫肌節(jié)縮短=肌細(xì)胞收縮橫橋擺動(dòng)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(guò)程原肌球蛋白位移,暴露細(xì)肌絲上的結(jié)合位點(diǎn)目前十四頁(yè)\總數(shù)五十一頁(yè)\編于二十一點(diǎn)結(jié)合擺動(dòng)解離橫橋周期:目前十五頁(yè)\總數(shù)五十一頁(yè)\編于二十一點(diǎn)肌絲滑行幾點(diǎn)說(shuō)明:1)肌細(xì)胞收縮時(shí)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①相鄰Z線靠近,即肌節(jié)縮短;②暗帶長(zhǎng)度不變,即粗肌絲長(zhǎng)度不變;③從Z線到H帶邊緣的距離不變,即細(xì)肌絲長(zhǎng)度不變;④明帶和H帶變窄。目前十六頁(yè)\總數(shù)五十一頁(yè)\編于二十一點(diǎn)2)橫橋的循環(huán)擺動(dòng),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(dòng)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(dòng)的參入數(shù)目及擺動(dòng)速率,是決定肌肉縮短程度、速度和肌張力的關(guān)鍵因素。目前十七頁(yè)\總數(shù)五十一頁(yè)\編于二十一點(diǎn)(二)興奮-收縮偶聯(lián)

①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。

②三聯(lián)管處的信息傳遞:(尚不很清楚)

③肌漿網(wǎng)(縱管系統(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?!郈a2+是興奮-收縮耦聯(lián)的耦聯(lián)物目前十八頁(yè)\總數(shù)五十一頁(yè)\編于二十一點(diǎn)(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(duì)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)骨骼肌舒張目前十九頁(yè)\總數(shù)五十一頁(yè)\編于二十一點(diǎn)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(shí)可對(duì)接觸物體產(chǎn)生的力兩相反的力肌肉收縮表現(xiàn)為長(zhǎng)度的縮短和張力的增加。目前二十頁(yè)\總數(shù)五十一頁(yè)\編于二十一點(diǎn)(一)骨骼肌的收縮形式與特點(diǎn)

1、等長(zhǎng)收縮:肌肉收縮時(shí),只有張力增加而長(zhǎng)度不變的收縮,稱為等長(zhǎng)收縮。特點(diǎn)是:參與收縮的肌纖維長(zhǎng)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(shí),只有長(zhǎng)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(zhǎng)度不變最終使張力改變。3、伸長(zhǎng)收縮:由于外力的作用超過(guò)了肌纖維橫橋所能產(chǎn)生的力,肌肉被迫伸長(zhǎng),稱為伸長(zhǎng)收縮。特點(diǎn)是:外力作用下的被動(dòng)過(guò)程。

目前二十一頁(yè)\總數(shù)五十一頁(yè)\編于二十一點(diǎn)(二)單收縮

肌肉受到一次刺激,引起一次收縮和舒張的過(guò)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(guò)程。

不完全強(qiáng)直收縮:在刺激頻率較低時(shí),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(guò)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(dòng)作電位的疊加,動(dòng)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。目前二十二頁(yè)\總數(shù)五十一頁(yè)\編于二十一點(diǎn)(二)單收縮

肌肉受到一次刺激,引起一次收縮和舒張的過(guò)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(guò)程。

不完全強(qiáng)直收縮:在刺激頻率較低時(shí),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(guò)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(dòng)作電位的疊加,動(dòng)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。目前二十三頁(yè)\總數(shù)五十一頁(yè)\編于二十一點(diǎn)骨骼肌收縮的形式目前二十四頁(yè)\總數(shù)五十一頁(yè)\編于二十一點(diǎn)目前二十五頁(yè)\總數(shù)五十一頁(yè)\編于二十一點(diǎn)(三)肌長(zhǎng)-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(zhǎng)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(zhǎng)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目前二十六頁(yè)\總數(shù)五十一頁(yè)\編于二十一點(diǎn)最適前負(fù)荷最適長(zhǎng)度:產(chǎn)生最大等長(zhǎng)收縮肌張力時(shí)的肌長(zhǎng)。目前二十七頁(yè)\總數(shù)五十一頁(yè)\編于二十一點(diǎn)四、骨骼肌的分類(一)根據(jù)骨骼肌纖維分解ATP的速率來(lái)分:快肌:ATP活性高慢?。篈TP活性低(二)根據(jù)結(jié)合ATP酶的類型來(lái)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

白肌纖維目前二十八頁(yè)\總數(shù)五十一頁(yè)\編于二十一點(diǎn)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)目前二十九頁(yè)\總數(shù)五十一頁(yè)\編于二十一點(diǎn)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)目前三十頁(yè)\總數(shù)五十一頁(yè)\編于二十一點(diǎn)一、平滑肌的結(jié)構(gòu)1.呈長(zhǎng)梭形,直徑不等,無(wú)分支。2.單核,橢圓形或桿狀,居中。3.無(wú)橫紋。目前三十一頁(yè)\總數(shù)五十一頁(yè)\編于二十一點(diǎn)平滑肌纖維的超微結(jié)構(gòu)特點(diǎn)1、無(wú)橫小管,可見肌膜凹陷形成的小凹;2、肌纖維內(nèi)無(wú)肌原纖維,可見致密體、中間絲、粗肌絲和細(xì)肌絲;3、相鄰肌纖維之間有縫隙連接。目前三十二頁(yè)\總數(shù)五十一頁(yè)\編于二十一點(diǎn)二、平滑肌的電活動(dòng)平滑肌動(dòng)作電位的發(fā)生以來(lái)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(dòng)電位單位平滑肌:能產(chǎn)生自發(fā)動(dòng)作電位,無(wú)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。目前三十三頁(yè)\總數(shù)五十一頁(yè)\編于二十一點(diǎn)起搏點(diǎn)電位和慢波電位起搏點(diǎn)電位:膜自動(dòng)除極化達(dá)到閾電位的膜電位變化,一旦產(chǎn)生,便會(huì)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(dòng)周期性交替發(fā)生超極化和復(fù)極化電位的波動(dòng)目前三十四頁(yè)\總數(shù)五十一頁(yè)\編于二十一點(diǎn)目前三十五頁(yè)\總數(shù)五十一頁(yè)\編于二十一點(diǎn)(二)多單位平滑肌和神經(jīng)元性活動(dòng)多單位平滑肌:由多個(gè)分離的、功能上相互獨(dú)立的單位組成,每個(gè)單位都需受到刺激才能收縮,屬于神經(jīng)源性活動(dòng),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目前三十六頁(yè)\總數(shù)五十一頁(yè)\編于二十一點(diǎn)三、平滑肌的收縮Ca2+影響肌球蛋白,收縮活動(dòng)受肌球蛋白的調(diào)節(jié)。(一)收縮機(jī)制1、4個(gè)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、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(dòng)蛋白結(jié)合目前三十七頁(yè)\總數(shù)五十一頁(yè)\編于二十一點(diǎn)(二)鈣離子濃度的調(diào)節(jié)細(xì)胞外Ca2+是啟動(dòng)平滑肌收縮的主要來(lái)源目前三十八頁(yè)\總數(shù)五十一頁(yè)\編于二十一點(diǎn)第三節(jié)心肌生理橫紋肌非隨意肌目前三十九頁(yè)\總數(shù)五十一頁(yè)\編于二十一點(diǎn)一、心肌光鏡結(jié)構(gòu)特點(diǎn)1.短圓柱形,有分支。2.單核,位于細(xì)胞中央。3.周期性橫紋。4.有閏盤。5.有肌原纖維。目前四十頁(yè)\總數(shù)五十一頁(yè)\編于二十一點(diǎn)心肌(縱切)心肌(橫切)心肌纖維光鏡結(jié)構(gòu)目前四十一頁(yè)\總數(shù)五十一頁(yè)\編于二十一點(diǎn)二、心肌電鏡結(jié)構(gòu)特點(diǎn)1.肌原纖維粗細(xì)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(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;5.閏盤位于Z線水平,為縫隙連接、橋粒和中間連接。目前四十二頁(yè)\總數(shù)五十一頁(yè)\編于二十一點(diǎn)骨骼肌(左)與心肌(右)纖維超微結(jié)構(gòu)立體模式圖

目前四十三頁(yè)\總數(shù)五十一頁(yè)\編于二十一點(diǎn)心肌纖維超微結(jié)構(gòu)閏盤目前四十四頁(yè)\總數(shù)五十一頁(yè)\編于二十一點(diǎn)心肌閏盤超微結(jié)構(gòu)模式圖目前四十五頁(yè)\總數(shù)五十一頁(yè)\編于二十一點(diǎn)三、心肌細(xì)胞的動(dòng)作電位快反應(yīng)動(dòng)作電位:房室肌細(xì)胞和特殊傳導(dǎo)組織中。慢反應(yīng)動(dòng)作電位:竇房結(jié)處目前四十六頁(yè)\總數(shù)五十一頁(yè)\編于二十一點(diǎn)心室肌細(xì)胞動(dòng)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(dòng)作電位的特征:存在平臺(tái)期動(dòng)作電位時(shí)程長(zhǎng)復(fù)極過(guò)程復(fù)雜參與活動(dòng)的離子種類多有效不應(yīng)期長(zhǎng)目前四十七頁(yè)\總數(shù)五十一頁(yè)\編于二十一點(diǎn)

心室肌AP的時(shí)相、形態(tài)特點(diǎn)及離子基礎(chǔ)Na+-K+泵活動(dòng)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(shí)間約100-150mS)3相快速?gòu)?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(tái)期K+外流+30mV至0mV(持續(xù)時(shí)間10mS)1相快速?gòu)?fù)極化初期Na+

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