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第四章 肌细胞的收缩功能
根据肌肉的功能特性，可分为：
骨骼肌
心肌
平滑肌
运动神经末梢和它所支
配的肌纤维之间形成一个特
殊的结构：神经肌肉接头
（neuromuscular
junction），通过神经肌肉
接头将中枢神经系统传来的
兴奋传递给骨骼肌细胞。
神经肌肉接头
• 运动神经末梢失去髓鞘，嵌入终板膜中，中 间有接头间隙。
• 接头前膜上表达了较多的电压依赖性Ca2＋通道，内侧胞浆
的囊泡中含有丰富的乙酰胆碱(ACh) 。
• 终板膜上分布很多nAChR，外表面有乙酰胆碱脂酶(AChE)。
神经纤维动作电位
 接头前膜去极化
电压依赖钙通道开放
 Ca2＋进入神经末梢
突触囊泡与接头前膜融
合，将ACh量子式释放到
接头间隙
ACh结合并激活ACh受体
通道
 终板膜对Na+、K+通透
性增高
 终板膜发生去极化 ，
即终板电位（EPP）
 ACh被AChE分解
• 小终板电位（mEPP）
乙酰胆碱
的降解
与重摄取
•
箭毒和-银环蛇毒特异性地阻断nAChR，使
神经肌肉接头的功能丧失。
骨骼肌松弛
• 有机磷农药抑制AChE活性，ACh在肌接头局部
大量积聚，产生中毒症状。
骨骼肌痉挛性收缩
• ？
第一节 肌细胞收缩的结构和分子基础
粗/细肌丝
肌原纤维
肌纤维（细胞） 肌纤维束
肌肉组织
第二节 兴奋-收缩耦联
骨骼肌的横管和肌质网
• 骨骼肌：
单收缩时，胞质内增加的Ca2+100%来自SR
L-型钙通道构象变化触发钙释放
• 心肌：
胞质内增加的Ca2+：SR释放的80%~90%，
L-型钙通道内流的10%~20%
高度依赖于细胞外的Ca2+，钙触发钙释放。
第三节 肌细胞收缩的生物力学
 影响整块肌肉收缩效能的因素
肌肉自身的收缩能力
肌肉收缩前或收缩时
所承受的负荷
前负荷
后负荷
运动单元的数量的总和
总和效应
频率效应的总和
 肌肉收缩能力
• 肌肉收缩能力：
与负荷无关的、决定肌肉收缩效能的肌肉本身
的内在特性。
• 兴奋－收缩耦联过程的各个环节都能影响肌细
胞的收缩能力，其中活化横桥数和肌球蛋白的
ATP酶活性是影响收缩能力的主要因素。
 收缩的形式：
• 等长收缩 (isometric contraction)：收缩时肌肉
的长度保持不变，只有张力的增加。
• 等张收缩 (isotonic contraction)：收缩时只发生
肌肉缩短，而张力保持不变。
负荷的类型：
• 前负荷：是肌肉收缩
前所承受的负荷， 决定
了肌肉在收缩前的长度，
即肌肉的初长度。
• 后负荷：肌肉在收缩
过程中所承受的负荷。
• 前负荷
长度-张力曲线：在
等长收缩的条件下，
测定在不同的肌肉初
长度情况下，肌肉主
动收缩产生的张力。
肌肉收缩存在一个最
适初长度，可产生最
大的主动张力。
骨骼肌体内所处自然长度时，肌小节长度约为 2.0～
2.2µm，粗、细肌丝达到最理想的重叠/收缩状态。
• 后负荷
张力-速度曲线：在等张收
缩的情况下，测定在不同
后负荷情况下肌肉收缩时
产生的张力和缩短的速度。
随着后负荷的增加，收缩
张力增加而缩短速度减小。
负荷对横桥周期的影响
 收缩的总和（summation of contraction）
 运动单元数量的总和
• 一个脊髓前角运动神经元及其
轴突分支所支配的全部肌纤维，
总称为一个运动单元（motor
unit） 。
• 骨骼肌调节收缩强度时按照从
小到大的原则进行运动单位的募
集。
 频率效应的总和
• 单收缩（twitch）
• 强直收缩
（tetanus）
不完全强直收缩
完全强直收缩