骨骼肌心肌和平滑肌生理

關(guān)于骨骼肌心肌和平滑肌生理第1頁，共34頁，2023年，2月20日，星期日第一節(jié)骨骼肌生理第2頁，共34頁，2023年，2月20日，星期日

骨骼肌纖維由肌原纖維和肌管系統(tǒng)構(gòu)成，肌原纖維由高度有序排列的粗肌絲和細(xì)肌絲構(gòu)成，被膜狀微管結(jié)構(gòu)（肌管系統(tǒng)）所環(huán)繞一、骨骼肌的結(jié)構(gòu)特征

第3頁，共34頁，2023年，2月20日，星期日１、肌原纖維（myofibril）

（一）骨骼肌的超微結(jié)構(gòu)

（1）粗肌絲：200-300個(gè)肌球蛋白分子組成肌球蛋白（myosin）頭部－橫橋：與肌動(dòng)蛋白結(jié)合并向M線擺動(dòng)，具有ATP酶活性。

第4頁，共34頁，2023年，2月20日，星期日（2）細(xì)肌絲肌動(dòng)蛋白（actin）+原肌球蛋白（tropomyosin）+肌鈣蛋白（troponin：C、T、I）第5頁，共34頁，2023年，2月20日，星期日（二）骨骼肌的肌膜系統(tǒng)外膜系統(tǒng)+內(nèi)膜系統(tǒng)內(nèi)膜系統(tǒng)：肌管系統(tǒng)橫小管：細(xì)胞膜縱小管：光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)－肌質(zhì)網(wǎng)，在Z線附近膨大成終池相鄰的兩個(gè)終池+橫管：三聯(lián)管

第6頁，共34頁，2023年，2月20日，星期日二、骨骼肌的收縮機(jī)制

（一）骨骼肌興奮－收縮耦聯(lián)（excitation---contractioncoupling）

興奮－收縮耦聯(lián)：指肌膜的電變化與肌節(jié)的機(jī)械縮短之間所存在的中介性過程。

Ca2+是興奮－收縮偶聯(lián)的啟動(dòng)因子：10-7→10-5，與肌鈣蛋白的C亞基結(jié)合。興奮－收縮耦聯(lián)中，橫管的作用是將肌膜興奮產(chǎn)生的電位變化傳入肌細(xì)胞內(nèi)部；縱管（肌質(zhì)網(wǎng)）終池的作用是貯存釋放和再積聚Ca2+；三聯(lián)管結(jié)構(gòu)的作用。

第7頁，共34頁，2023年，2月20日，星期日

（二）肌絲滑行學(xué)說

主要內(nèi)容：肌肉收縮（時(shí)），肌小節(jié)縮短，是細(xì)肌絲（肌動(dòng)蛋白絲）在粗肌絲（肌球蛋白絲）中間主動(dòng)滑行的結(jié)果。收縮時(shí)，肌小節(jié)中的粗肌絲與細(xì)肌絲的長度均未發(fā)生變化，只是由Z線發(fā)出的細(xì)肌絲在向粗肌絲中央滑行時(shí)，增加了其與粗肌絲重迭的區(qū)域，因此H區(qū)的寬度減少直至消失，甚至出現(xiàn)細(xì)肌絲重迭的新區(qū)帶，相應(yīng)肌小節(jié)的亮帶也變窄。第8頁，共34頁，2023年，2月20日，星期日（三）橫橋周期橫橋與肌動(dòng)蛋白結(jié)合、扭動(dòng)、解離的循環(huán)過程1.靜息狀態(tài)：橫橋水解ATP成ADP和Pi2.Ca2+釋放，TnC與Ca2+結(jié)合，暴露位點(diǎn)，橫橋與肌動(dòng)蛋白結(jié)合3.ADP和Pi解離，釋放能量，橫橋擺動(dòng)，拖動(dòng)肌動(dòng)蛋白細(xì)肌絲向M線移動(dòng)4.橫橋擺動(dòng)結(jié)束，ATP結(jié)合橫橋，解除橫橋頭與肌動(dòng)蛋白的鏈接。第9頁，共34頁，2023年，2月20日，星期日第10頁，共34頁，2023年，2月20日，星期日T小管上的DHPR構(gòu)型改變，激活RYR，Ｃa2+通道開放，Ca2+內(nèi)流，肌漿中的Ca2+↑TnC與Ca2+結(jié)合，肌鈣蛋白的構(gòu)型發(fā)生變化其信息通過TnI傳遞給TnT原肌球蛋白的構(gòu)型發(fā)生變化，深陷于肌動(dòng)蛋白的雙股螺旋溝中肌動(dòng)蛋白與肌球蛋白的橫橋結(jié)合

橫橋ATP酶激活

ATP分解釋放能量

橫橋向M線方向擺動(dòng)，拖動(dòng)細(xì)肌絲向粗肌絲中滑行

肌肉收縮

暴露出肌動(dòng)蛋白與橫橋的結(jié)合位點(diǎn)動(dòng)作電位傳導(dǎo)到T小管，導(dǎo)致橫管膜電變化動(dòng)作電位由神經(jīng)細(xì)胞傳遞給肌細(xì)胞第11頁，共34頁，2023年，2月20日，星期日肌漿中的Ca2+↓

Ca2+與TnC結(jié)合解除，其構(gòu)型復(fù)原

原肌球蛋白回到橫橋和肌動(dòng)蛋白分子之間的位置

阻礙兩者相互作用繼續(xù)進(jìn)行

肌肉舒張

肌肉舒張:第12頁，共34頁，2023年，2月20日，星期日三、骨骼肌收縮的機(jī)械特性（一）肌肉收縮的形式和特性肌肉收縮的形式：等長收縮、等張收縮和伸長收縮等長收縮（isometriccontraction）：收縮時(shí)肌肉的長度幾乎不發(fā)生變化，張力卻增加等張收縮（isotorniccontraction）：收縮時(shí)肌肉的張力幾乎不發(fā)生變化，肌肉的長度縮短伸長收縮：伸肌的一種收縮形式。

第13頁，共34頁，2023年，2月20日，星期日（二）單收縮和強(qiáng)直收縮1、單收縮：潛伏期→縮短期→舒張期第14頁，共34頁，2023年，2月20日，星期日不完全強(qiáng)直收縮（ineompletetetanus）：當(dāng)動(dòng)作電位出現(xiàn)的頻率較高時(shí)，未完全舒張的肌纖維將進(jìn)一步縮短，出現(xiàn)了多次收縮的總和，得到一條鋸齒狀收縮曲線，也叫不完全強(qiáng)直收縮完全強(qiáng)直收縮（eompletetetanus）：當(dāng)傳來的動(dòng)作電位的頻率更高時(shí)，肌纖維持續(xù)收縮而不舒張，得到一條平滑的收縮總和曲線，叫完全強(qiáng)直收縮

臨界融合頻率（criticalfusionfrequency）：產(chǎn)生完全強(qiáng)直收縮所需要的最低刺激頻率。2、單根肌纖維收縮的總和

第15頁，共34頁，2023年，2月20日，星期日第16頁，共34頁，2023年，2月20日，星期日（三）肌長-肌張力關(guān)系

前負(fù)荷（preload）：負(fù)荷在肌肉收縮前就加到肌肉上。肌肉的收縮有一個(gè)最適前負(fù)荷和最適初長度后負(fù)荷(afterload)：肉開始收縮時(shí)才遇到的負(fù)荷或阻力。只有中等程度負(fù)荷情況下肌肉收縮完成的功才最大最適長度：產(chǎn)生最大等長收縮肌張力時(shí)的肌長度。四、骨骼肌的分類1、快肌和慢?。焊鶕?jù)分解ATP的速度來劃分2、紅肌纖維和白肌纖維：根據(jù)氧化磷酸化的能力來劃分紅肌纖維：緩慢而持久白肌纖維：快速而短暫第17頁，共34頁，2023年，2月20日，星期日第二節(jié)平滑肌生理一、平滑肌的結(jié)構(gòu)平滑肌纖維：粗肌絲+細(xì)肌絲+中間絲第18頁，共34頁，2023年，2月20日，星期日二、平滑肌的電活動(dòng)（一）單位平滑肌和電活動(dòng)

1.單位平滑肌功能合包體細(xì)胞形成的一個(gè)共同單位，內(nèi)臟平滑肌多屬于單位平滑肌。

2.自發(fā)電活動(dòng)（1）肌源性活動(dòng)：通過肌肉自身啟動(dòng)的非神經(jīng)支配的收縮活動(dòng)（2）慢波電位：平滑肌細(xì)胞膜自動(dòng)周期性交替發(fā)生的去極化、復(fù)極化的電位變化。慢波電位并不引起肌肉的收縮，但可使靜息電位接近閾電位。一旦去極化達(dá)到了閾電位水平，即在其波幅上產(chǎn)生1至數(shù)個(gè)動(dòng)作電位（3）起搏點(diǎn)電位：膜自動(dòng)去極化達(dá)到閾電位的這種膜電位變化，一般由自動(dòng)起搏點(diǎn)平滑肌細(xì)胞產(chǎn)生的動(dòng)作電位。第19頁，共34頁，2023年，2月20日，星期日3.動(dòng)作電位：動(dòng)作電位一般是在慢波基礎(chǔ)上去極化發(fā)生的①上升慢，持續(xù)時(shí)間長，與慢波相比，它又要快得多，因此又稱為快波（fastwave）.

②平滑肌動(dòng)作電位的上升支由一種慢通道介導(dǎo)的離子內(nèi)流引起（主要是Ca2+和少量Na+的內(nèi)流）。

③平滑肌動(dòng)作電位下降支主要是K+外流而產(chǎn)生的復(fù)極化。

④大量Ca2+進(jìn)入肌細(xì)胞，通過鈣調(diào)素激活肌動(dòng)蛋白－肌球蛋白－三磷酸腺苷系統(tǒng)，引起肌肉收縮。

肌肉收縮是繼動(dòng)作電位之后產(chǎn)生的第20頁，共34頁，2023年，2月20日，星期日第21頁，共34頁，2023年，2月20日，星期日（三）多單位平滑肌和神經(jīng)源性活動(dòng)多單位平滑?。河啥鄠€(gè)分離的，在功能上相互獨(dú)立的單位組成。大血管的管壁、氣管等多單位平滑肌和骨骼肌都屬于神經(jīng)源性活動(dòng)。第22頁，共34頁，2023年，2月20日，星期日三、平滑肌的收縮（一）平滑肌收縮的機(jī)制平滑肌興奮時(shí)，胞內(nèi)Ca2+濃度升高，引起肌球蛋白的磷酸化，啟動(dòng)粗細(xì)肌絲的相對(duì)滑動(dòng)，其主要過程包括：

1、Ca2+與鈣調(diào)蛋白結(jié)合；

2、鈣調(diào)蛋白復(fù)合體與肌球蛋白輕鏈激酶（MLCK）結(jié)合并激活此酶；

3、激活的MLCK分解ATP，使肌球蛋白輕鏈磷酸化；

4、磷酸化的橫橋被激活，與肌動(dòng)蛋白結(jié)合。第23頁，共34頁，2023年，2月20日，星期日（二）肌漿中Ca2+濃度的調(diào)節(jié)第24頁，共34頁，2023年，2月20日，星期日

慢波、動(dòng)作電位，肌肉收縮三者關(guān)系可簡(jiǎn)單歸納為：

平滑肌收縮是繼動(dòng)作電位之后產(chǎn)生;而動(dòng)作電位則是在慢波基礎(chǔ)上去極化發(fā)生的；慢波不能引起動(dòng)作電位，但卻能提高平滑肌的興奮性，被認(rèn)為是平滑肌的起步電位，它控制著平滑肌收縮的節(jié)律，決定蠕動(dòng)方向、節(jié)律、速度。每個(gè)慢波上的動(dòng)作電位數(shù)目越多，動(dòng)作電位頻率越高，平滑肌收縮幅度也就越大。

第25頁，共34頁，2023年，2月20日，星期日第三節(jié)心肌生理一、心肌的形態(tài)結(jié)構(gòu)合包體結(jié)構(gòu)：相鄰細(xì)胞間形成閏盤結(jié)構(gòu)將細(xì)胞連接在一起，閏盤處存在縫隙連接。第26頁，共34頁，2023年，2月20日，星期日二、心肌細(xì)胞的動(dòng)作電位1.心室肌細(xì)胞的動(dòng)作電位第27頁，共34頁，2023年，2月20日，星期日

心室肌細(xì)胞動(dòng)作電位的主要特征在于復(fù)極化過程比較復(fù)雜，持續(xù)時(shí)間很長，動(dòng)作電位降支與升支很不對(duì)稱。通常用0、1、2、3、4等數(shù)字分別代表心室肌細(xì)胞動(dòng)作電位的各個(gè)時(shí)期。第28頁，共34頁，2023年，2月20日，星期日0期:-90mv→+30mv，１~２ms形成機(jī)制：心室肌細(xì)胞在竇房結(jié)傳來的動(dòng)作電位刺激下→

1期：+30mv→0mv，10ms，形成機(jī)制：Na+

通道迅速失活關(guān)閉，同時(shí)K+通道激活，K+外流，導(dǎo)致膜快速復(fù)極化2期：平臺(tái)期，0mv，100～150ms，是心肌動(dòng)作電位時(shí)程較長的主要原因，也區(qū)別于骨骼肌細(xì)胞的主要特征。這一期形成的機(jī)制是：Ca2+的內(nèi)流與K+外流所負(fù)栽的電荷量幾乎相等。第29頁，共34頁，2023年，2月20日，星期日3期：快速復(fù)極化末期，0mv→-90mv，100～150ms，形成機(jī)制：Ca2+通道失活，內(nèi)向離子流終止，而膜對(duì)K+通透性增高，K+外流逐漸增強(qiáng)，使膜內(nèi)電位向負(fù)的方向轉(zhuǎn)化，膜內(nèi)電位越負(fù)，K+外流越快，造成再生性復(fù)極。4期：膜電位數(shù)值已達(dá)靜息電位水平，但細(xì)胞內(nèi)外離子分布發(fā)生變化，膜內(nèi)多了Na+、Ca2+,膜外多了K+，激活膜上Na+-K+泵，每次泵出3個(gè)Na+，同時(shí)攝入2個(gè)K+；由胞外進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)的Ca2+

，通過Na+-Ca2+交換排出胞外，使細(xì)胞內(nèi)外離子分布恢復(fù)到靜息狀態(tài)，保證心肌正常興奮性。第30頁，共34頁，2023年，2月20日，星期日三、心肌的收縮（一）心肌收縮的