《动物生理学第九章肌肉PPT课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《动物生理学第九章肌肉PPT课件（30页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第九章第九章 肌肌 肉肉 肌细胞的收缩机理肌细胞的收缩机理骨骼肌收缩的结构特征，肌肉收缩的机理。骨骼肌收缩的结构特征，肌肉收缩的机理。肌肉的特性肌肉的特性骨骼肌的收骨骼肌的收缩（等（等张收收缩和等和等长收收缩，单收收缩和和强强直收直收缩），骨骼肌的机械工作，），骨骼肌的机械工作，肌肉收肌肉收缩的能量代的能量代谢，神，神经肌肉肌肉间的的兴奋传递。畜禽身上的肌肉，可分畜禽身上的肌肉，可分为骨骼肌、心肌和平滑骨骼肌、心肌和平滑肌三肌三类（后两者由植物性神（后两者由植物性神经支配）。各种肌支配）。各种肌肉的收肉的收缩活活动都与都与细胞内所含的收胞内所含的收缩蛋白蛋白质，主要是原肌球蛋白与肌主要是原肌球
2、蛋白与肌动蛋白的相互作用有关。蛋白的相互作用有关。本章重点介本章重点介绍骨骼肌的生理特性。骨骼肌是体骨骼肌的生理特性。骨骼肌是体内最多的的内最多的的组织，约占体重的占体重的40%50%，在躯，在躯体神体神经支配下，通支配下，通过骨和关骨和关节的配合，引起或的配合，引起或制止各种关制止各种关节的活的活动，以，以维持机体正常姿持机体正常姿势、平衡、呼吸和其它各种复平衡、呼吸和其它各种复杂的运的运动。 肌细胞的收缩机理肌细胞的收缩机理1.骨骼肌收骨骼肌收缩的的结构特征构特征骨骼肌的骨骼肌的组成成骨骼肌由大量成束的肌骨骼肌由大量成束的肌纤维组成成，每条肌每条肌纤维就就是一个肌是一个肌细胞胞。肌膜在一定
3、肌膜在一定节段内凹形成横管段内凹形成横管，横管与肌横管与肌浆网相网相连，组成肌管系成肌管系统。肌原肌原纤维在在肌肌细胞内平行排列胞内平行排列，在光学在光学显微微镜下下呈呈现有有规则的明暗相的明暗相间的横的横纹，暗暗带(A带)较宽，宽度比度比较固定固定，明明带(I带)宽度可因肌原度可因肌原纤维所所处状状态而而发生生变化化，舒舒张时较宽，收收缩时变窄窄。在在I带正中正中间有一条暗有一条暗纹，叫叫Z线(中膜中膜)。A带中中间有一条亮有一条亮纹，叫叫H带。H带正中有一正中有一条深色条深色线，叫叫M线(中膜中膜)。肌原肌原纤维每两条每两条Z线之之间的部分的部分，叫肌叫肌节，它，它由肌原由肌原纤维上上一个
4、位于中一个位于中间的暗的暗带和两和两侧各各1/2的明的明带所所组成成。肌肌节是骨骼肌收是骨骼肌收缩的的结构和功能的基构和功能的基本本单位位。肌肌丝的分子的分子结构构每一条肌原每一条肌原纤维由由许多肌多肌丝组成成，分，分为粗肌粗肌丝和和细肌肌丝。粗肌粗肌丝由由肌球（凝）蛋白分子聚合而成肌球（凝）蛋白分子聚合而成，每个，每个肌球蛋白由一肌球蛋白由一双螺旋状双螺旋状长杆部杆部和和一双球状一双球状头部（横部（横桥）组成成。生理。生理状状态下，下，肌球蛋白分子的杆状部平行排列成束肌球蛋白分子的杆状部平行排列成束，组成成粗肌粗肌丝的主干的主干；球状部球状部则有有规则的凸出在粗肌的凸出在粗肌丝主干主干表面形
5、成横表面形成横桥，横横桥中含有丰富的中含有丰富的ATP酶酶，能与肌能与肌动蛋白蛋白结合而使肌肉收合而使肌肉收缩。细肌肌丝由由肌肌动（纤）蛋白）蛋白、原肌球（凝）蛋白原肌球（凝）蛋白和和肌肌钙蛋白蛋白组成成。肌肌动蛋白直接参与肌肉收蛋白直接参与肌肉收缩，与粗肌与粗肌丝的肌的肌球蛋白均称球蛋白均称为收收缩蛋白蛋白；原肌球蛋白原肌球蛋白和和肌肌钙蛋白蛋白对收收缩蛋白活蛋白活动有有调节作用作用，合成合成调节蛋白蛋白。.肌肌动蛋白：蛋白：在肌在肌浆内形成两条串球状互相内形成两条串球状互相缠绕的的肌肌丝，是，是构成构成细肌肌丝的骨架和主体的骨架和主体。.原肌球蛋白：原肌球蛋白：有两条有两条肽链互相互相缠绕
6、组成的的双成的的双螺旋状螺旋状结构构，它的杆状分子沿，它的杆状分子沿细肌肌丝伸展，伸展，与肌与肌动蛋白蛋白结合在一起合在一起，静息静息时，原肌球蛋白在肌原肌球蛋白在肌动蛋白蛋白和横和横桥之之间，阻碍肌阻碍肌动蛋白和横蛋白和横桥的的结合合。.肌肌钙蛋白：蛋白：结构构类似似钙调节蛋白蛋白，每个一段距，每个一段距离就与一个原肌球蛋白离就与一个原肌球蛋白结合。合。肌肌钙蛋白呈球形蛋白呈球形，含含有有C、T、I三个三个亚单位位。亚单位位C：与与Ca2+强强力力结合合，引起肌引起肌钙蛋白构形的蛋白构形的改改变；亚单位位T：使整个肌使整个肌钙蛋白分子与原肌球蛋白蛋白分子与原肌球蛋白结合合；亚单位位I：在在亚
7、单位位C与与Ca2+结合合时，将信息将信息传递给原肌球蛋白原肌球蛋白，引起原肌球蛋白构形的改引起原肌球蛋白构形的改变，解除解除对肌球蛋白和横肌球蛋白和横桥结合的合的组碍作用碍作用。骨骼肌细胞的结构与功能骨骼肌细胞的结构与功能2.收收缩的机理的机理肌肌丝滑滑动学学说这一被称一被称为滑行学滑行学说的主要内容是：的主要内容是：肌肉收肌肉收缩时肌肌纤维的的缩短短，在肌在肌细胞内并无肌胞内并无肌丝或它或它们所含的蛋所含的蛋白白质分子分子结构的构的缩短短，而，而只是由于只是由于细肌肌丝向粗肌向粗肌丝之之间的滑行的的滑行的结果果。过程如下：程如下：当肌当肌浆中中Ca2+浓度度时，相当数量的，相当数量的Ca2
8、+与肌与肌钙蛋蛋白白结合并改合并改变它的分子构型它的分子构型，从而，从而使原肌球蛋白的使原肌球蛋白的双螺旋双螺旋结构构发生扭生扭转，肌球蛋白横肌球蛋白横桥结合点暴露合点暴露，并与肌并与肌动蛋白蛋白结合合。在两者。在两者结合、扭曲、解离和再合、扭曲、解离和再结合的反复合的反复过程中，程中，使使细肌肌丝向暗向暗带中央移中央移动，导致肌致肌纤维收收缩。横横桥扭曲所致扭曲所致的的肌肌动蛋白沿肌球蛋蛋白沿肌球蛋白的移白的移动是一个耗能是一个耗能过程，能量来自横程，能量来自横桥中中ATP水水解。当肌解。当肌浆中中Ca2+浓度度时，肌，肌纤维舒舒张。 肌肌浆浆中中的的Ca2+TnC与与Ca2+结结合合，肌肌
9、钙钙蛋蛋白白的的构构型型发发生生变化变化其其信信息息通通过过TnI传递给传递给TnT原原肌肌球球蛋蛋白白的的构构型型发发生生变变化化，深深陷陷于于肌肌动动蛋蛋白白的的双股螺旋沟中双股螺旋沟中肌肌动动蛋蛋白白与与肌肌球球蛋蛋白白的的横横桥桥结合结合横横桥桥ATP酶酶激活激活ATP分分解解释释放放能能量量横横桥桥向向M线线方方向向摆摆动动，拖拖动动细细肌肌丝丝向向粗粗肌肌丝丝中中滑滑行行肌肌 肉肉 收收缩缩暴暴露露出出肌肌动动蛋蛋白白与与横横桥桥的的结结合位点合位点3.兴奋收收缩藕藕联在肌膜的在肌膜的电位位变化与肌化与肌丝滑行引起肌肉收滑行引起肌肉收缩之之间，存在某种中介存在某种中介过程将两者程将
10、两者联系起来系起来，这一一过程称程称为骨骼肌骨骼肌的的兴奋-收收缩耦耦联。耦耦联因因子是子是Ca2+。当肌膜当肌膜兴奋后后，引起肌引起肌浆网膜的去极化网膜的去极化，膜的膜的通透性突然升高通透性突然升高，使肌使肌浆网内网内钙释放出来放出来，导致致Ca2+浓度升高度升高，引引发肌肌丝滑行滑行。肌肌纤维的的动作作电位消失后位消失后，肌肌浆网膜在网膜在ATP供供能情况下能情况下，经钙泵可以将可以将Ca2+在逆在逆浓度差由肌度差由肌浆转运到肌运到肌浆网内腔中去网内腔中去，由于肌由于肌浆中中Ca2+浓度的降低度的降低，Ca2+和肌和肌钙蛋白解离蛋白解离，引起肌肉舒引起肌肉舒张。 骨骼肌生理特性骨骼肌生理特
11、性骨骼肌有骨骼肌有兴奋性性、传导性性和和收收缩性等生理特性性等生理特性。兴奋性是一切活性是一切活组织都具有的共性都具有的共性，传导性是肌性是肌肉肉组织和神和神经组织的共性的共性，而，而收收缩性是肌肉性是肌肉组织独有的特性独有的特性。骨骼肌的骨骼肌的兴奋性性显著高于心肌和平滑肌著高于心肌和平滑肌，正常情，正常情况下，况下，它接受躯体运它接受躯体运动神神经传来的神来的神经冲冲动而而兴奋，发生生兴奋后出后出现较短的不短的不应期期。骨骼肌骨骼肌兴奋后后，外形上表，外形上表现缩短短现象，象，称收称收缩性性，特点是特点是：速度快速度快、强强度大度大，但不能持久但不能持久。1.骨骼肌收骨骼肌收缩的基本特性的
12、基本特性等等张收收缩和等和等长收收缩肌肉肌肉兴奋后后可可发生生长度度和和张力两种机械性力两种机械性变化化。.肌肉收肌肉收缩时长度度发生生变化而化而张力不力不变的的，称，称为等等张收收缩；特点是特点是：参与收参与收缩的肌的肌纤维长度度发生改生改变、数量不数量不变最最终使使张力改力改变。.肌肉收肌肉收缩时张力力发生生变化而化而长度不度不变的的称称等等长收收缩。特点是：。特点是：参与收参与收缩的肌的肌纤维数量数量发生改生改变、长度不度不变最最终使使张力改力改变。机体内部肌肉收机体内部肌肉收缩都是包括两种程度不同的混合都是包括两种程度不同的混合收收缩。 单收收缩在在实验条件下条件下，肌肉受到肌肉受到单
13、个刺激就个刺激就产生一次收生一次收缩，称称单收收缩，它是一切复它是一切复杂肌肉活肌肉活动的基的基础。一个一个单收收缩包括包括潜伏期潜伏期、缩短期短期和和舒舒张期期。潜伏期潜伏期是是从从刺激到肌肉开始收刺激到肌肉开始收缩的一段的一段时间，从肌肉开始收从肌肉开始收缩到收到收缩至最大程度的至最大程度的时期称期称为缩短期短期，随后出随后出现舒舒张期是肌肉收期是肌肉收缩的恢复期的恢复期。（如。（如图）强强直收直收缩机体内来自运机体内来自运动神神经的冲的冲动不是不是单一的，而是一一的，而是一连串的，如果成串冲串的，如果成串冲动的的间隔隔时间很短，那么在前一很短，那么在前一次次单收收缩没有完成之前就接受又一
14、次冲没有完成之前就接受又一次冲动刺激而刺激而发生再一次收生再一次收缩。冲冲动或刺激的或刺激的频率增加到一定数率增加到一定数值时，使使许多多单收收缩融合在一起融合在一起，肌肉持肌肉持续处于收于收缩状状态，称称为强强直收直收缩。正常机体内骨骼肌的收正常机体内骨骼肌的收缩都是不同程度的都是不同程度的强强直收直收缩。（如。（如图）2.神神经肌肉肌肉间的的兴奋传递神经肌肉接头神经肌肉接头运运动神神经元元的的神神经冲冲动通通过神神经-肌肉接肌肉接头传递给骨骼肌骨骼肌。神神经-肌肉接肌肉接头可可认为是一种特殊的是一种特殊的突触突触。每条运每条运动神神经纤维分出数十至数百分支，分出数十至数百分支，每一分支支配
15、一条肌每一分支支配一条肌纤维，神神经纤维末端失去末端失去髓鞘嵌入到肌髓鞘嵌入到肌细胞膜上形成运胞膜上形成运动终板板。但神但神经纤维末端的末端的轴突膜突膜(即突触前膜即突触前膜)并不与肌膜直并不与肌膜直接接触接接触，而，而存在存在约50nm的的间隙隙。轴突未梢的突未梢的轴浆中有中有许多多线粒体和含有乙粒体和含有乙酰胆碱的囊泡胆碱的囊泡。 神经肌肉接头的兴奋传递神经肌肉接头的兴奋传递 神神经-肌肉的肌肉的兴奋传递在运在运动终板部完成板部完成，主要主要包括下列包括下列过程程：当当神神经纤维冲冲动传到到轴突末梢突末梢时，立即引起立即引起轴突膜的去极化突膜的去极化，改改变轴突膜突膜对钙的通透性的通透性。
16、膜外的膜外的钙进入膜内入膜内，使囊泡破裂使囊泡破裂释放乙放乙酰胆碱胆碱Ach到接到接头间隙隙。乙乙酰胆碱胆碱Ach扩散到散到终板膜与受体板膜与受体结合合，使使终板膜的离子通透性板膜的离子通透性发生生变化化，引起引起Na+大量大量进入膜内入膜内，发生去极化生去极化，接着大量接着大量K+透出膜外透出膜外，产生生终板板电位位。随着乙随着乙酰胆碱胆碱Ach释放量增加放量增加，终板板电位位随之增大随之增大，当超当超过邻近肌膜近肌膜阈电位位时，使使邻近肌膜去极化近肌膜去极化，产生生动作作电位位，并并传播到整播到整个肌个肌细胞胞，使肌肉收，使肌肉收缩。终板膜上板膜上的的胆碱胆碱酯酶酶使乙使乙酰胆碱胆碱Ach
17、迅速迅速水解成乙酸和胆碱而失去作用水解成乙酸和胆碱而失去作用。终板电位的形成终板电位的形成骨骼肌的类型和生长发育骨骼肌的类型和生长发育1.骨骼肌的类型骨骼肌的类型红红肌肌指骨骼肌中红肌纤维占优势指骨骼肌中红肌纤维占优势。特点是：。特点是：收缩比收缩比较缓慢但持久较缓慢但持久、不易疲劳不易疲劳、效率高效率高。主要与红。主要与红肌肌红蛋白肌肌红蛋白ATP的活性较低，分解速度慢有关。的活性较低，分解速度慢有关。白白肌肌指白肌纤维占优势指白肌纤维占优势。特点是：。特点是：收缩迅速收缩迅速、易疲易疲劳劳、储存大量的糖原储存大量的糖原。2.骨骼肌的生骨骼肌的生长发育育运运动单位位型运型运动单位：由位：由脊髓腹角小脊髓腹角小运运动神神经元及元及其支配的的全部慢肌其支配的的全部慢肌纤维构成构成的功能的功能单位。位。型运型运动单位：由位：由脊髓腹角大脊髓腹角大运运动神神经元及元及其支配的的全部快肌其支配的的全部快肌纤维构成构成的功能的功能单位。位。生生长方式方式正常增正常增长、增生增生和和肥大肥大。放映结束！放映结束！谢谢 谢！谢！
