生理學(xué)肌細(xì)胞的收縮功能

在正常情況下，骨骼肌纖維的興奮和收縮完全是由控制它的軀體運動神經(jīng)元所引起的，骨骼肌纖維不會自發(fā)興奮和收縮。

而運動神經(jīng)元與骨骼肌纖維之間的功能聯(lián)系是通過神經(jīng)—肌接頭這個特殊結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)的。目前一頁\總數(shù)六十九頁\編于十七點骨骼肌SkeletalMuscle

肌纖維=肌細(xì)胞運動神經(jīng)元：其軸突可支配肌纖維運動單位=一個運動神經(jīng)元+肌纖維MotorUnit=amotorneuron+musclefibers目前二頁\總數(shù)六十九頁\編于十七點目前三頁\總數(shù)六十九頁\編于十七點目前四頁\總數(shù)六十九頁\編于十七點目前五頁\總數(shù)六十九頁\編于十七點目前六頁\總數(shù)六十九頁\編于十七點目前七頁\總數(shù)六十九頁\編于十七點目前八頁\總數(shù)六十九頁\編于十七點Ca2+通道的開放和Ach的釋放末梢鈕扣:含有上千個囊泡，Ach存在其中。Theaxonterminalisenlargedintotheterminalbutton.EachterminalbuttoncontainsthousandsofvesiclesthatstoreAch.動作電位可觸發(fā)末梢鈕扣處的電壓門控鈣離子通道打開。鈣離子內(nèi)流可引起Ach以出胞方式釋放。PropagationofactionpotentialtheterminaltriggerstheopeningofCa2+channelsintheterminalbutton.ItpermitsCa2+todiffuseintotheterminalbuttonfromextracellularfluid,whichinturncausesthereleaseofAchbyexocytosisfromthevesicles.目前九頁\總數(shù)六十九頁\編于十七點終板電位

EndplatepotentialAch與運動終板上受體結(jié)合，誘導(dǎo)Na+-K+，化學(xué)門控通道開放。BindingofAchwiththereceptorsiteinthemotorend-plateinducestheopeningofchannels.鈉進(jìn)多于鉀出，使運動終板去極化，產(chǎn)生終板電位（EPP）（終板膜本身無電壓門控鈉通道，故不會產(chǎn)生動作電位）形成局部電流后可使鄰近肌膜產(chǎn)生動作電位。MoreNa+movesinwardthanK+outward,bringingaboutadepolarizationofthemotorendplate-----Thispotentialisknownasend-platepotential(EPP).Localcurrentcanreachthethresholdofadjacentmusclefibermembrane）andbringaboutanactionpotential.目前十頁\總數(shù)六十九頁\編于十七點乙酰膽堿的釋放特征當(dāng)運動神經(jīng)未梢處于安靜狀態(tài)時，只有少數(shù)囊泡釋放少量乙酰膽堿。當(dāng)運動神經(jīng)未梢有動作電位傳來時，大量囊泡向突觸前膜移動，并以胞吐方式呈量子式釋放。據(jù)推測，一次動作電位的到達(dá)，可使約250個囊泡釋放，釋放的乙酰膽堿分子可達(dá)107。目前十一頁\總數(shù)六十九頁\編于十七點乙酰膽堿酯酶Acetylcholinesterase運動終板表面含乙酰膽堿酯酶，可分解突觸間隙游離的ACh。Thesurfaceofthemotorendplatecontainstheenzymesacetylcholinesterase,whichcanbreakdownfreeAchinthecleft.AstheconcentrationoffreeAChfallsbecauseofitsbreakdownbyacetylcholinesterase,lessAChisavailabletobindtothereceptors.WhenreceptorsnolongercontainboundAch,theionchannelsintheendplateclose.ThedepolarizedendplatereturnstoitsrestingpotentialandcanrespondtothesubsequentarrivalofACh.目前十二頁\總數(shù)六十九頁\編于十七點有機(jī)磷農(nóng)藥中毒有機(jī)磷農(nóng)藥中毒機(jī)理：抑制了膽堿酯酶的活性，造成乙酰膽堿的積聚，引起中毒癥狀.我國每年有機(jī)磷農(nóng)藥中毒事件高達(dá)6--7萬起，死亡率為10%以上.有機(jī)磷農(nóng)藥：包括氧化樂果、敵敵畏、敵百蟲、樂果等.目前十三頁\總數(shù)六十九頁\編于十七點治療洗胃：可用2%～4%碳酸氫鈉溶液洗胃，也可用生理鹽水或清水洗胃膽堿能神經(jīng)抑制劑：如阿托品可拮抗乙酰膽堿的毒蕈堿樣作用。膽堿酯酶復(fù)活劑：有解磷定氯解磷定、雙復(fù)磷等，它們可奪取與膽堿酯酶結(jié)合的有機(jī)磷，恢復(fù)膽堿酯酶分解乙酰膽堿的活力。目前十四頁\總數(shù)六十九頁\編于十七點箭毒傳說美洲的古印第安人在遇到敵人入侵時，女人和兒童在后方將箭毒木的汁液涂于箭頭，供男人在戰(zhàn)場上殺敵。1859年土著民族在和英軍交戰(zhàn)時，這種毒箭的殺傷力使英軍驚恐萬分。傳說西雙版納最早發(fā)現(xiàn)箭毒木汁液含有劇毒的是一位傣族獵人。這位獵人被一只碩大的狗熊緊逼而被迫爬上一棵大樹，可狗熊仍不放過他,生死存亡的緊要關(guān)頭，獵人折斷一根樹枝刺向正往樹上爬的狗熊，奇跡突然發(fā)生了，狗熊立即落地而死。從那以后獵人就學(xué)會了把箭毒木的汁液涂于箭頭用于狩獵。

目前十五頁\總數(shù)六十九頁\編于十七點“箭毒木”又稱“見血封喉樹”目前十六頁\總數(shù)六十九頁\編于十七點又稱見血封喉樹“七上八下九倒地”，意思就是說，如果誰中了箭毒木的毒，那么往高處只能走七步，往低處只能走八步，但無論如何，走到第九步，都會倒地斃命目前十七頁\總數(shù)六十九頁\編于十七點箭毒木又名加獨樹、剪刀樹等高可達(dá)30米，多分布于赤道熱帶地區(qū)，國內(nèi)則散見于廣東、廣西、海南、云南等省區(qū)?，F(xiàn)為瀕臨滅絕的稀有樹種，國家三級保護(hù)植物。目前十八頁\總數(shù)六十九頁\編于十七點目前十九頁\總數(shù)六十九頁\編于十七點南美箭毒CurareThedeadlySouthAmericanarrowheadpoisoncurarebindsstronglytotheAChreceptors,butitdoesnotopentheirionchannelsandisnotdestroyedbyacetylcholinesterase.Whenareceptorisoccupiedbycurare,AChcannotbindtothereceptor.Hence,thereisnoEPPinthemotorendplateandnocontraction.Sincetheskeletalmusclesresponsibleforbreathing（呼吸）,curarepoisoningcanleadtodeathbyasphyxiation（窒息）.目前二十頁\總數(shù)六十九頁\編于十七點肉毒桿菌毒素BotulinandAChBotulinisanenzymethatbreaksdownaproteinrequiredforthebindingandfusionofAChvesecleswiththepresynapticmembrane.

Hence,itcanblockthereleaseofacetylcholinefromnerveterminals

inneuromuscularjunction.Thispoisoningisoneofthemostpotentpoisons,whichcancauseflaccidparalysis（肌肉松馳性癱瘓）.目前二十一頁\總數(shù)六十九頁\編于十七點生物武器

它造價低，技術(shù)難度不大，隱秘性強(qiáng)，可以在任何地方研制和生產(chǎn)。有資料顯示，以1969年為例，當(dāng)時每平方公里導(dǎo)致50%死亡率的成本分別為：傳統(tǒng)武器2000美元；核武器，800美元；化學(xué)武器，600美元；生物武器，1美元。

目前二十二頁\總數(shù)六十九頁\編于十七點肉毒桿菌毒素----“窮人的原子彈”肉毒桿菌毒素是最流行的兩大生物武器之一,是一種廉價和高效的殺人武器，其死亡率高達(dá)60%至70%。受害者癥狀是頭痛、肢體癱瘓，如不及時治療將在2至10天內(nèi)死去。這種毒素可以批量生產(chǎn)，并可通過皮膚吸收、肺部吸收、眼睛接觸、等方式傳染。目前二十三頁\總數(shù)六十九頁\編于十七點肉毒桿菌毒素----“富人的美容劑”肉毒桿菌毒素除皺紋的原理很簡單，A型肉毒毒素可以起到麻痹肌肉的作用，臉部注射后，阻斷神經(jīng)和肌肉之間的信息傳導(dǎo)，可使局部肌肉癱瘓，肌膚因此舒展，皺紋便神奇般消失A型肉毒毒素注射過量可致人死命。但美容除皺注射的A型肉毒毒素是人致死量的3%。注入肌肉后它選擇性使肌肉松弛，幾乎無多余的A型肉毒毒素進(jìn)入血液或進(jìn)入人腦脊液。目前二十四頁\總數(shù)六十九頁\編于十七點目前二十五頁\總數(shù)六十九頁\編于十七點重癥肌無力

（myastheniagravis，MG）主要累及神經(jīng)肌肉接頭突觸后膜上乙酰膽堿受體的自身免疫性疾病。臨床表現(xiàn)為部分或全身骨骼肌無力和易疲勞，活動后癥狀加重。主要由AchR抗體介導(dǎo)，在細(xì)胞免疫和補(bǔ)體參與下突觸后膜的AchR被大量破壞，不能產(chǎn)生足夠的終板電位，導(dǎo)致突觸后膜傳遞功能障礙而發(fā)生肌無力。目前二十六頁\總數(shù)六十九頁\編于十七點臨床特點肌無力的顯著特點是日波動性，于下午或傍晚勞累后加重，晨起或休息后減輕，此種波動現(xiàn)象稱之為“晨輕暮重”。全身骨骼肌均可受累，以眼外肌受累最為常見，其次是面部及咽喉肌以及四肢近端肌肉受累。逐步擴(kuò)大。呼吸肌受累可導(dǎo)致嚴(yán)重的呼吸困難。心肌偶可受累，可引起突然死亡。目前二十七頁\總數(shù)六十九頁\編于十七點肌無力綜合征患者病變部位位于突觸前膜，其自身抗體的靶器官為突觸前膜的鈣離子通道和乙酰膽堿囊泡釋放區(qū)。該抗體直接作用于周圍神經(jīng)末梢突觸前膜ACh釋放部位及電壓門控性鈣通道，阻滯鈣離子傳遞，造成神經(jīng)沖動所致的ACh釋放減少，產(chǎn)生神經(jīng)肌肉接頭傳遞障礙。推測自身抗原可能為電壓門控性鈣通道復(fù)合物組成部分。目前二十八頁\總數(shù)六十九頁\編于十七點骨骼肌的構(gòu)成

Organizationofskeletalmuscle骨骼肌是由肌纖維組成。Skeletalmuscleismadeofindividualmusclefibers.肌纖維是由肌原纖維組成。Themusclefibersaremadeofmyofibrils.肌原纖維由肌絲構(gòu)成。Thefibrilsaredividedintoindividualfilaments.肌絲由收縮蛋白構(gòu)成。Thefilamentsaremadeupofthecontractileproteins.目前二十九頁\總數(shù)六十九頁\編于十七點目前三十頁\總數(shù)六十九頁\編于十七點目前三十一頁\總數(shù)六十九頁\編于十七點目前三十二頁\總數(shù)六十九頁\編于十七點肌絲Filaments肌原纖維：含有粗肌絲和細(xì)肌絲

Themyofibrilscontainthickandthinfilamentscomposedofcontractileproteins.粗肌絲：含有肌凝蛋白，又稱肌球蛋白。Thickfilamentscontaintheproteinmyosin.細(xì)肌絲：含有肌纖蛋白（又稱肌動蛋白）、原肌凝蛋白（原肌球蛋白）和肌鈣蛋白。Thinfilamentscontainproteinsactin,tropomyosin,andtroponin.目前三十三頁\總數(shù)六十九頁\編于十七點目前三十四頁\總數(shù)六十九頁\編于十七點橫管—肌漿網(wǎng)的聯(lián)系橫管由肌細(xì)胞膜凹入形成，它與肌漿網(wǎng)相連。肌漿網(wǎng)含有高濃度的鈣離子。

目前三十五頁\總數(shù)六十九頁\編于十七點目前三十六頁\總數(shù)六十九頁\編于十七點目前三十七頁\總數(shù)六十九頁\編于十七點目前三十八頁\總數(shù)六十九頁\編于十七點目前三十九頁\總數(shù)六十九頁\編于十七點肌漿網(wǎng)（SR）和Ca2+釋放T管含有二氫吡啶受體,屬電壓敏感受體，又稱L-型Ca2+通道。局部去極化可激活該受體，進(jìn)而使終末池上的鈣離子釋放通道開放。TheTtubulemembranecontainsdihydropyridinereceptor(WhenanactionpotentialispropagateddowntheTtubule,thelocaldepolarizationactivatesdihydrpopyridinerecepotorthatinturnopenstheCa2+releasechannelalsoknownasryanodinereceptor)onSR.目前四十頁\總數(shù)六十九頁\編于十七點目前四十一頁\總數(shù)六十九頁\編于十七點目前四十二頁\總數(shù)六十九頁\編于十七點橫管—肌漿網(wǎng)—Ca2+釋放橫管含有二氫吡啶受體,屬電壓敏感受體，又稱L-型Ca2+通道。當(dāng)動作電位傳導(dǎo)到橫管時，局部去極化可使該L-型Ca2+通道發(fā)生變構(gòu)效應(yīng)，進(jìn)而通過小梁式機(jī)械耦聯(lián)使終末池上的鈣離子釋放通道開放。Ca2+順濃度差快速進(jìn)入胞質(zhì)內(nèi)，使其內(nèi)濃度上升近百倍。目前四十三頁\總數(shù)六十九頁\編于十七點

在終池Ca2+釋放到胞質(zhì)中前,粗肌絲上橫橋無法與細(xì)肌絲上的肌動蛋白結(jié)合,因為肌動蛋白上的結(jié)合位點被原肌球蛋白遮蓋.

目前四十四頁\總數(shù)六十九頁\編于十七點肌鈣蛋白及其作用由三個亞單位組成：肌鈣蛋白T（TnT)、肌鈣蛋白I(TnI)和肌鈣蛋白C(TnC)TnT與原肌凝蛋白結(jié)合，將整個肌鈣蛋白固定在原肌凝蛋白上。TnC可與Ca++結(jié)合。TnI的作用是TnC可與Ca++結(jié)合時，將信息傳給原肌凝蛋白，引起后者發(fā)生構(gòu)象變化并向肌纖蛋白雙螺旋溝深部滑行，從而暴露肌纖蛋白的結(jié)合位點，使橫橋與之結(jié)合。目前四十五頁\總數(shù)六十九頁\編于十七點目前四十六頁\總數(shù)六十九頁\編于十七點目前四十七頁\總數(shù)六十九頁\編于十七點目前四十八頁\總數(shù)六十九頁\編于十七點目前四十九頁\總數(shù)六十九頁\編于十七點目前五十頁\總數(shù)六十九頁\編于十七點目前五十一頁\總數(shù)六十九頁\編于十七點目前五十二頁\總數(shù)六十九頁\編于十七點鈣瞬變與肌肉的收縮與舒張動作電位在引起肌細(xì)胞收縮和舒張前，引起胞質(zhì)中游離鈣濃度的上升和下降。胞質(zhì)中發(fā)生這種鈣的波動，稱為鈣瞬變。鈣瞬變上升速度快，肌細(xì)胞縮短速度快；鈣瞬變幅度大，肌細(xì)胞縮短幅度大。鈣瞬變下降速度慢，肌細(xì)胞舒張變慢。目前五十三頁\總數(shù)六十九頁\編于十七點肌肉收的形式和力學(xué)分析等長收縮：長度不變,張力增加。Isometriccontraction:Whenamuscledevelopstensionbutdoesnotshorten.等張收縮：長度縮短,張力不變。Isotoniccontraction:Whenamuscleisshorteningbutitstensionremainsconstant.目前五十四頁\總數(shù)六十九頁\編于十七點等張收縮舉例

Anexampleofisotoniccontraction手臂可以提起一個物體時的狀態(tài)Liftinganobject:Whenthetensiondevelopinginyourbicepsbecomesgreatenoughtoovercometheweightoftheobjectinyourhand,youcanlifttheobject,withthewholemuscleshortening.Becausetheweightoftheobjectdoesnotchangeasitislifted,themuscletensionremainsconstantthroughouttheperiodofshortening.Thisisisotoniccontraction.目前五十五頁\總數(shù)六十九頁\編于十七點目前五十六頁\總數(shù)六十九頁\編于十七點目前五十七頁\總數(shù)六十九頁\編于十七點等長收縮舉例

Anexampleofisometriccontraction

想提起一重物,但太重提不起時的狀態(tài)Trytoliftanobject:Whathappensifyoutrytoliftanobjecttooheavyforyou,thatis,ifthetensionyouarecapableofdevelopinginyourarmmusclesislessthanthatrequiredtolifttheobject?Themusclecannotshortenandlifttheobjectbutremainsatconstantlengthinspiteofthedevelopmentoftension.Thisisanisometriccontraction目前五十八頁\總數(shù)六十九頁\編于十七點目前五十九頁\總數(shù)六十九頁\編于十七點前負(fù)荷

后負(fù)荷前負(fù)荷:肌肉在收縮前就加上肌肉上的負(fù)荷.

后負(fù)荷:肌肉開始收縮后遇到的負(fù)荷.目前六十頁\總數(shù)六十九頁\編于十七點最適初長度Optimallength最適初長度:

能產(chǎn)生最大張力的初長度Thelengthatwhichthemusclefiberdevelopsthegreatesttension.當(dāng)肌小節(jié)長度為2.2um時肌肉產(chǎn)生的張力最大。Ataninitialsarcomerelengthof2.2um,eachcross-bridgecanbindtoanactinmoleculeonthinfilaments,andamaximumforceisgenerated.目前六十一頁\總數(shù)六十九頁\編于十七點目前六十二頁\總數(shù)六十九頁\編于十七點體內(nèi)長度與張力的關(guān)系

目前六十三頁\總數(shù)六十九頁\編于十七點負(fù)荷與速度的關(guān)系

目前六十四頁\總數(shù)六十九頁\編于十七點

頻率與張力的關(guān)系

Frequencyandtensionrelation

單收縮Singletwitch:Amechanicalresponseofamusclefibertoasingleactionpotential

不完全強(qiáng)直收縮Incompletetetanus: