肌细胞的兴奋与收缩

null Cell physiology (3) Cell physiology (3)祝 世 功 北京大学医学部生理学与病理生理学系 Excitation and Contraction of Muscle cell肌细胞的兴奋与收缩nullnull肌细胞的神经支配nullStriated muscle (skeletal, cardiac) Smooth muscle (GI, vessel, air, urine, reproduction) Voluntary muscle Involuntary muscle Skeletal muscle Cardiac muscle smooth muscleType of muscle cellEnd-plateEnd-platenullTransmission of neuromuscular junction 一、神经-肌肉接头的兴奋传递接头前膜 （presynaptic membrane） 接头间隙 (synaptic cleft) 50nm 接头后=膜终板膜 (endplate membrane) 突触囊泡 (synaptic vesicle) 05-1万Ach 1、神经-肌肉接头结构 (neuromuscular junction)2.神经-肌肉接头的兴奋传递过程2.神经-肌肉接头的兴奋传递过程神经冲动到末稍 释放Ach （200-300囊泡/AP）诱发性释放 接头后膜N2受体(化学门控阳离子通道） Na+ 和K+ 驱动力 Na+ >>K+ 接头后膜去极化（无电压门控Na+通道） 产生终板电位（局部电流）50-60 mV 肌膜去极化达到阈电位 肌膜上电压门控Na+通道开放 肌膜产生AP并传导（兴奋） 兴奋-收缩偶联 肌肉收缩微终板电位？null1. 微终板电位(miniature endplate potential, MEPP) 0.5-1万个/one quantum 0.1-1mV 2. 终板电位(endplate potential， EPP) 200-300个quantum, sum up to 50-60mV 3. 肌膜动作电位(action potential of membrane)3.接头处的电位比较胆碱酯酶 ( 终板膜上）分解Achnull4.神经-肌接头传递特点 (Characteristics of transmission on the neuromuscular junction)单向传递: 时间延搁:从神经末稍的AP到肌膜产生AP，需0.5-1ms。 一对一关系：每一次AP所诱发的Ach释放足以引起肌肉一次 兴奋，然后被终板膜和间隙中的胆碱酯酶分解清除（只需0.2s) 易受环境因素和药物影响：递质合成、释放、结合、清除等筒箭毒，a银环蛇毒---- N2受体阻断 自身抗体------------ 破坏Ach受体 如重症肌无力 有机磷农药-------- 抑制AchEnullContraction of skeletal muscle 二、骨骼肌的收缩功能 To 13Contraction of skeletal muscle 二、骨骼肌的收缩功能 null肌纤维（肌细胞）-----肌原纤维------肌小节(收缩和舒张的基本单位) Muscle fiber myofibril Sarcomere 粗肌丝 细肌丝 肌凝蛋白(myosin) 肌纤蛋白（肌动蛋白，actin) 横桥（ATP酶活性） 原肌凝蛋白（tropomyosin） 肌钙蛋白（troponin） 1.骨骼肌细胞的微细结构(microstructure of skeletal muscle sell)肌管系统：横管（T管）与肌原纤维垂直。肌膜内陷形成。 L型Ca 2+通道 纵管（L管）：即肌浆网，包绕肌原纤维，末端膨大（终末池） 三联管： T+L+T Ca 2+泵Ca 2+释放通道/Ryanodine 受体(RYR)null 2.骨骼肌的收缩机制 (contractile mechanism of skeletal muscle) 肌丝滑行学说（myofilament sliding theory） （Huxley, 50年代初提出） 肌小节长度缩短 3.兴奋与收缩耦联 (excitation-contraction coupling) 肌细胞膜上出现动作电位（兴奋） 肌浆中钙离子浓度升高（100倍） 钙从10-7到10-5M, 并与肌钙蛋白结合，解除了原肌凝蛋白的抑制作用。使粗肌丝的横桥与肌动蛋白结合。引发肌丝滑动。 肌纤维收缩（肌小节缩短）（机械收缩） 肌细胞的电兴奋和机械收缩联系起的中介机制（膜动作电位以钙为中介引起肌丝滑行的过程），称为兴奋与收缩耦联。null三、骨骼肌收缩的力学和外部表现 Mechanics and characteristics of skeletal muscle contraction等张收缩(isotonic contraction) 张力不变，长度缩短 等长收缩(isometric contraction) 长度不变，张力增加 前负荷(preload) 后负荷(afterload) 单收缩(single twitch) 一次刺激，一个AP，一次机械收缩 复合收缩（收缩总和）(summation of muscle contraction) 完全强直收缩(complete tetanus) 不完全强直收缩(incomplete tetanus)1、骨骼肌收缩的外部表现null2、肌肉收缩的影响因素----力学分析前负荷的影响 长度----张力曲线 最适前负荷/最适初长度 后负荷的影响 张力---速度曲线 肌肉收缩能力的改变对肌肉收缩的影响 肌肉收缩能力是指肌肉内在特有功能状态或内部功能状态。 不受前后负荷改变的影响。主要因素： 如横桥头部ATP酶活性、肌钙蛋白结合钙能力、肌浆中钙浓度等。 主动张力 缩短时间 缩短速度 缩短程度nullnull校园网（教育处） 生理学网络课程null谢谢大家nullAxon of sensory neuronSkinMuscleMyelin sheathAxon of motor neuronMyoneural junctions (motor end plates)ONE MOTOR UNITSoma of motor neuronInterneuronsSpinal cordnullMotor neuron to flexor inhibitedMotor neuron to extensor activatedSpinal cordSensory neuronMuscle spindleFlexorExtensorStimulus stretchPatellar tendonnullSpinal cordIpsilateral extensors inhibitedContralateral extensors activated (contract)Ipsilateral flexors activated (contract)Contralateral flexors inhibitedIpsilateral knee joint closes up to remove foot from tackContralateral knee joint opens up to support greater weightnullExtensorFlexorPosterior (dorsal)Flexor motor neuronsExtensor motor neuronsAnterior (ventral)Structre of a muscles fiberStructre of a muscles fiberMyofibril and Release of Ca from SRMyofibril and Release of Ca from SRTo4Sustained contraction （持久的收缩） Sustained contraction （持久的收缩） nullnullabcc=b-a nullTo 4RYR: ryanodine receptor， 兰尼碱受体 L型Ca2+通道 ， DHP受体 （二氢吡啶受体）nullnullnullnullnullnull