骨骼肌心肌和平滑肌細(xì)胞生理

關(guān)于骨骼肌心肌和平滑肌細(xì)胞生理有三種不同類(lèi)型的肌細(xì)胞：骨骼肌、平滑肌、心肌按形態(tài)分類(lèi)：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(lèi)：隨意肌——骨骼肌非隨意肌——心肌和平滑肌第2頁(yè),共51頁(yè)，2024年2月25日，星期天

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(yè),共51頁(yè)，2024年2月25日，星期天

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。第4頁(yè),共51頁(yè)，2024年2月25日，星期天一、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?chē)@。第5頁(yè),共51頁(yè)，2024年2月25日，星期天

骨骼肌細(xì)胞的結(jié)構(gòu)第6頁(yè),共51頁(yè)，2024年2月25日，星期天

（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(xiàn)，Z線(xiàn)

3）肌節(jié)第7頁(yè),共51頁(yè)，2024年2月25日，星期天第8頁(yè),共51頁(yè)，2024年2月25日，星期天第9頁(yè),共51頁(yè)，2024年2月25日，星期天

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肌鈣蛋白第10頁(yè),共51頁(yè)，2024年2月25日，星期天

粗肌絲：由肌球或稱(chēng)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)。第11頁(yè),共51頁(yè)，2024年2月25日，星期天(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(chēng)肌漿網(wǎng)。肌節(jié)兩端的L管稱(chēng)終池，富含Ca2+)。

三聯(lián)管：T管+終池×2第12頁(yè),共51頁(yè)，2024年2月25日，星期天

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(xiàn)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。第13頁(yè),共51頁(yè)，2024年2月25日，星期天按任意鍵飛入橫橋擺動(dòng)動(dòng)畫(huà)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(kāi)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)第14頁(yè),共51頁(yè)，2024年2月25日，星期天結(jié)合擺動(dòng)解離橫橋周期：第15頁(yè),共51頁(yè)，2024年2月25日，星期天

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(xiàn)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(xiàn)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。第16頁(yè),共51頁(yè)，2024年2月25日，星期天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。第17頁(yè),共51頁(yè)，2024年2月25日，星期天（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(kāi)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)物第18頁(yè),共51頁(yè)，2024年2月25日，星期天（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)骨骼肌舒張第19頁(yè),共51頁(yè)，2024年2月25日，星期天三、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。第20頁(yè),共51頁(yè)，2024年2月25日，星期天（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(chēng)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(chēng)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(chēng)為伸長(zhǎng)收縮。特點(diǎn)是：外力作用下的被動(dòng)過(guò)程。

第21頁(yè),共51頁(yè)，2024年2月25日，星期天（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(xiàn)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。第22頁(yè),共51頁(yè)，2024年2月25日，星期天（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(xiàn)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。第23頁(yè),共51頁(yè)，2024年2月25日，星期天

骨骼肌收縮的形式第24頁(yè),共51頁(yè)，2024年2月25日，星期天第25頁(yè),共51頁(yè)，2024年2月25日，星期天（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第26頁(yè),共51頁(yè)，2024年2月25日，星期天最適前負(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)。第27頁(yè),共51頁(yè)，2024年2月25日，星期天四、骨骼肌的分類(lèi)（一）根據(jù)骨骼肌纖維分解ATP的速率來(lái)分：快?。篈TP活性高慢肌：ATP活性低（二）根據(jù)結(jié)合ATP酶的類(lèi)型來(lái)分氧化型：線(xiàn)粒體多，氧化磷酸化能力強(qiáng)

紅肌纖維糖解型：線(xiàn)粒體少，糖解酶和糖原貯存多

白肌纖維第28頁(yè),共51頁(yè)，2024年2月25日，星期天三種類(lèi)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(yè),共51頁(yè)，2024年2月25日，星期天第二節(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(yè),共51頁(yè)，2024年2月25日，星期天一、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。第31頁(yè),共51頁(yè)，2024年2月25日，星期天平滑肌纖維的超微結(jié)構(gòu)特點(diǎn)1、無(wú)橫小管，可見(jiàn)肌膜凹陷形成的小凹；2、肌纖維內(nèi)無(wú)肌原纖維，可見(jiàn)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。第32頁(yè),共51頁(yè)，2024年2月25日，星期天二、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(kāi)放的電壓門(mén)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?。耗墚a(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。第33頁(yè),共51頁(yè)，2024年2月25日，星期天起搏點(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)第34頁(yè),共51頁(yè)，2024年2月25日，星期天第35頁(yè),共51頁(yè)，2024年2月25日，星期天（二）多單位平滑肌和神經(jīng)元性活動(dòng)多單位平滑?。河啥鄠€(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第36頁(yè),共51頁(yè)，2024年2月25日，星期天三、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)合第37頁(yè),共51頁(yè)，2024年2月25日，星期天(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)源第38頁(yè),共51頁(yè)，2024年2月25日，星期天第三節(jié)心肌生理橫紋肌非隨意肌第39頁(yè),共51頁(yè)，2024年2月25日，星期天一、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(pán)。５.有肌原纖維。第40頁(yè),共51頁(yè)，2024年2月25日，星期天心肌(縱切)心肌(橫切)心肌纖維光鏡結(jié)構(gòu)第41頁(yè),共51頁(yè)，2024年2月25日，星期天二、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(xiàn)粒體；３.T小管粗大，位于Z線(xiàn)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(pán)位于Z線(xiàn)水平，為縫隙連接、橋粒和中間連接。第42頁(yè),共51頁(yè)，2024年2月25日，星期天骨骼肌(左)與心肌(右)纖維超微結(jié)構(gòu)立體模式圖

第43頁(yè),共51頁(yè)，2024年2月25日，星期天心肌纖維超微結(jié)構(gòu)閏盤(pán)第44頁(yè),共51頁(yè)，2024年2月25日，星期天心肌閏盤(pán)超微結(jié)構(gòu)模式圖第45頁(yè),共51頁(yè)，2024年2月25日，星期天三、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)處第46頁(yè),共51頁(yè)，2024年2月25日，星期天心室肌細(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)