8-骨骼肌收缩的分子机制.ppt

骨骼肌收缩的分子机制 洪学军 教学内容 一、骨骼肌细胞的微细结构 二、骨骼肌的兴奋-收缩耦联 三、骨骼肌收缩的分子机制 学习目标 掌握 肌节、兴奋-收缩耦联；骨骼肌兴奋-收缩耦联的过程；熟悉 骨骼肌收缩的分子机制（基本过程）。了解 骨骼肌细胞的微细结构。一、骨骼肌细胞的微细结构一、骨骼肌细胞的微细结构 （一）骨骼肌细胞的组织层次（一）骨骼肌细胞的组织层次 肌小节肌小节肌原纤维肌原纤维肌纤维肌纤维肌束肌束肌肉肌肉 肌丝系统肌丝系统 肌管系统肌管系统 （二二）肌丝系统肌丝系统 1 1）粗肌丝粗肌丝 由肌球蛋由肌球蛋白组成白组成，头部一膨大部头部一膨大部横桥横桥 能与细肌丝上能与细肌丝上结合位点可逆性结合结合位点可逆性结合;具有具有ATPATP酶作用酶作用。（二二）肌丝系统肌丝系统 2 2）细肌丝细肌丝 肌动肌动蛋白：有与横桥结合位蛋白：有与横桥结合位点点，变构后变构后,使原肌球使原肌球蛋白位移蛋白位移，暴露出结合暴露出结合位点位点。原肌球蛋白：原肌球蛋白：位阻效应位阻效应。肌钙蛋白：肌钙蛋白：与与CaCa2 2+可逆性结合可逆性结合。（三）肌管系统（三）肌管系统 1 1）横管系统）横管系统 2 2）纵管系统）纵管系统-末末梢形成终池梢形成终池 3 3）三联管）三联管-横管横管和两边的终池和两边的终池 肌丝、肌管系统示意图肌丝、肌管系统示意图 三、骨骼肌收缩的分子机制 1、肌肉收缩的概念 指肌肉长度的缩短或肌肉张力的增加。骨骼肌收缩并非是肌丝本身的长度缩短，而 是由细肌丝向粗肌丝滑行导致的肌小节缩短 的结果。2、骨骼肌收缩的分子机制 收缩机制：滑行学说。内容：骨骼肌的收缩是因为肌细胞内的肌原 纤维缩短所致。肌原纤维的缩短，是由于每 个肌节中自Z线发出的细肌丝向暗带中间的（H带M线）移动，导致相邻Z线相互靠近，肌 节缩短，表现为整个肌细胞和肌肉的收缩。3.骨骼肌收缩的基本过程 A.当肌浆中Ca2+浓度升高时：Ca2+与肌钙蛋白亚单位C结合，随即引起肌钙 蛋白的构象改变；通过肌钙蛋白亚单位I的调控作用，使原肌球 蛋白的构象也发生改变，结果使原肌球蛋白与 肌动蛋白的结合力减弱，引起原肌球蛋白侧移，从而暴露出肌动蛋白上能与肌球蛋白结合的位 点，使横桥和肌动蛋白相结合而连接起来；横桥具有ATP酶的活性，能水解ATP而获能。当与肌动蛋白结合后，横桥便利用来自ATP分 解的能量，拖曳肌动蛋白向M线方向摆动。完成一次摆动后，横桥即与肌动蛋白脱离，再与肌动蛋白链上下一个分子的结合位点结 合。如此重复进行结合、摆动、脱离的过程，使肌节逐渐缩短。B.当胞质中Ca2+浓度降低时：Ca2+与肌钙蛋白的结合解除，肌钙蛋白和 原肌球蛋白的构象恢复，原肌球蛋白重新掩 盖肌动蛋白上的结合位点，阻止横桥与肌动 蛋白的结合，结果使细肌丝回到原来位置，从而出现肌肉舒张。横横 桥桥 摆摆 动动 示示 意意 图图 二、骨骼肌的兴奋-收缩耦联 1、概念 兴奋-收缩耦联：肌细胞的电兴奋与肌细胞 的机械收缩联系起来的中介过程。2、结构基础：“三联体”3、关键（耦联）因子：Ca2+4、过程（主要步骤）：电兴奋传入横管；“三联体”的信息传递；终池对钙的释放和回收。肌小节缩短，肌细胞收缩肌小节缩短，肌细胞收缩 牵拉细肌丝向粗肌丝滑行牵拉细肌丝向粗肌丝滑行 横桥摆动横桥摆动 横桥与结合位点结合，横桥与结合位点结合，分解分解ATPATP释放能量释放能量 原肌球蛋白位移，原肌球蛋白位移，暴露细肌丝上的结合位点暴露细肌丝上的结合位点 CaCa2+2+与肌钙蛋白结合与肌钙蛋白结合 肌钙蛋白的构型改变肌钙蛋白的构型改变 终池膜上的钙通道开放终池膜上的钙通道开放 终池内的终池内的CaCa2+2+进入肌质中进入肌质中 肌丝滑行的过程（肌丝滑行的过程（1 1）肌丝滑行过程（肌丝滑行过程（2 2）兴奋兴奋-收缩耦联后收缩耦联后 肌膜电位复极化肌膜电位复极化 终池膜对终池膜对CaCa2+2+通透性通透性 肌浆网膜肌浆网膜CaCa2+2+泵激活泵激活 肌质肌质CaCa2+2+CaCa2+2+与肌钙蛋白解与肌钙蛋白解离离 原肌球蛋白复盖的原肌球蛋白复盖的 横桥结合位点横桥结合位点 骨骼肌舒张骨骼肌舒张 随堂练习 1、兴奋通过神经-骨骼肌接头时，乙酰胆碱与N-型Ach门控通道结合，使终板膜（）A.对Na+、K+通透性增加，发生超极化 B.对Na+、K+通透性增加，发生去极化 C.仅对K+通透性增加，发生超极化 D.仅对Ca2+通透性增加，发生去极化 E.对ACh通透性增加，发生去极化 2、当神经冲动到达运动神经末梢时，可引起接头前膜的：（）A.Na+通道关闭 B.Ca2+通道开放 C.K通道开放 D.Cl-通道开放 E.Cl-通道关闭 随堂练习 3、神经-肌肉接头信息传递的主要方式是：（）A.化学性突触传递 B.局部电流 C.非典型化学性突触传递 D.E.电传递 4、有机磷农药中毒时，骨骼肌肌无力、肌束抽搐主要是由于：（）A.ACh释放减少 B.ACh释放增多 C.胆碱酯酶活性降低 D.胆碱酯酶活性增强 E.终板膜上的受体增多 随堂练习 5、骨骼肌收缩和舒张的基本功能单位是：（）A.肌原纤维 B.C.肌纤维 D.粗肌丝 E.6、骨骼肌的肌质网终末池可储存：（）A、Na+B、K+C、Ca2+D、Mg2+E、Ach 随堂练习 7、肌细胞中的三联管结构指的是：（）A.每个横管及其两侧的肌小节 B.每个横管及其两侧的终末池 C.横管、纵管和肌质网 D.每个纵管及其两侧的横管 E.每个纵管及其两侧的肌小节 8、在骨骼肌兴奋-收缩耦联过程中起关键作用的离子是（）A.Na+B.Ca2+C.Cl-D.K+E.Mg2+随堂练习 9、骨骼肌兴奋收缩耦联不包括：（）A.动作电位通过横管系统传向肌细胞的深部 B.肌浆中的Ca2+与肌钙蛋白结合 C.三联管处的信息传递，导致终末池Ca2+释放 D.肌浆中的Ca2+浓度迅速降低，导致肌钙蛋白和它所结合的Ca2+E.当肌浆中Ca2+与肌钙蛋白结合后，触发肌丝滑行 10、相继刺激落在前次收缩的舒张期内引起的复合收缩称为：（）A.单收缩 B.不完全强直收缩 C.完全强直收缩 D.E.等长收缩