骨骼肌细胞的收缩机制

骨骼肌细胞的收缩机制
骨骼肌细胞的收缩机制
骨骼肌细胞的收缩机制-------------滑行学说
（丽水学院生物，科学师范12，29）
【摘要】：Huxley等人哎20世纪50年代初提出了用肌小结中粗、细肌丝的相互滑行来解释肌肉收缩的机制。

这一理论就是滑行理论（sliding theory）。

【关键词】：肌丝滑行神经细胞【肌丝滑行理论
】：是肌肉收缩机制的一种理论。

主要指：横纹肌收缩时在形态上的表现为整个肌肉
和肌纤维的缩短，但在肌细胞内并无肌丝或它们所含的分子结构的缩短，而只是在每一个
肌小节内发生了细肌丝向粗肌丝之间的滑行。

结果使肌小节长度变短，造成整个肌原纤维、肌细胞和整条肌肉的缩短。

其证据是：肌肉收缩时，肌细胞的暗带长度不变，明带长度变短，而肌球蛋白（粗肌丝）在暗带，肌动蛋白（细肌丝）在明带。

【神经细胞作用原理】：当一个神经冲动传递到突触小体，引起去极化使得Ca2+进入细胞膜，使突触小泡向前移动并释放出乙酰胆碱(ACH)，乙酰胆碱(ACH)与后膜上的受体结合，引起终板电位并向两侧扩布到两侧的肌细胞膜形成动作电位，并沿细胞膜传递到肌细
胞的横管系统使两侧终池释放出Ca2+，Ca2+与肌钙蛋白结合使原肌球蛋白发生变化，暴露出肌动蛋白于横桥结合的位点，接着横桥和肌动蛋白相结合后横桥分解ATP获得能量使横
桥循环把细肌丝不断地向肌节中心M线拉，最终达到肌肉收缩。

横桥周期的长短决定着肌
肉的缩短速度，肌浆中Ca2+浓度升高是引起肌肉收缩的触发原因。

【参考文献】：河南职工医学院院报2021年16卷4期。

骨骼肌收缩舒张原理
骨骼肌的收缩和舒张是基于肌肉纤维内部的运动蛋白和神经信号的相互作用而发生的生理过程。

这个过程通常被称为肌肉收缩-舒张机制，其基本原理包括：
1.神经冲动传导：当大脑或脊髓产生神经冲动时，通过神经元传递到神经肌接头，释放乙酰胆碱等神经递质。

这些神经递质刺激肌肉纤维膜上的受体，引发动作电位的产生。

2.横纹肌纤维收缩：动作电位沿着肌肉纤维的膜表面传播，进入肌肉纤维的深处。

在肌肉纤维内部，动作电位激活钙离子的释放，使得肌肉细胞内的钙离子浓度升高。

3.肌钙蛋白复合物解离：在钙离子浓度升高的情况下，肌肉纤维中的肌钙蛋白复合物解离，使得肌动蛋白上的活性位点暴露出来。

4.肌肉收缩：肌动蛋白的活性位点暴露后，肌球蛋白头部的活化能与肌动蛋白结合，形成肌动蛋白-肌球蛋白复合物。

接着，肌动蛋白上的肌小球蛋白头部释放ADP和Pi，导致肌小球蛋白头部发生构象变化，从而产生力学工作，使肌肉纤维产生收缩。

5.肌肉舒张：当神经冲动停止时，肌肉纤维内的钙离子被肌钙蛋白复合物重新吸收，肌动蛋白的活性位点被覆盖，肌动蛋白-肌球蛋白复合物解离，肌肉纤维恢复至松弛状态，完成舒张过程。

总的来说，骨骼肌的收缩和舒张是通过神经冲动引发肌肉纤维内部的化学反应和蛋白质结构的变化而实现的。

这一过程是高度有序和协调的，以确保肌肉的正常运动和功能。

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骨骼肌的收缩机制
骨骼肌的收缩机制
骨骼肌的收缩机制是一个重要的生物学过程，它为肌肉控制运动和保持身体姿势提供了基础。

骨骼肌的收缩机制是一个复杂的过程，它可以分为三个步骤：神经传导，肌肉收缩和断开传导。

首先，神经传导是通过神经冲动来触发肌肉收缩的过程。

具体来说，神经冲动由中枢神经系统发出，经过脊髓再经过肌肉组织的神经束，到达最终的肌肉细胞。

神经冲动刺激肌肉细胞内的特定结构，从而改变它们的电荷平衡，从而释放肌肉细胞内的能量以触发收缩。

其次，肌肉收缩是肌肉对神经冲动的反应过程。

在这个步骤中，肌肉细胞内释放的能量会拉动肌肉细胞间的连接，从而形成一个肌肉收缩的链式反应。

收缩过程中会产生热量，这可以维持肌肉的持续收缩，直到神经冲动消失。

最后，断开传导是肌肉收缩结束时的过程。

神经冲动消失之后，肌肉细胞内的电荷平衡回复正常，肌肉细胞的收缩也停止，这时的断开传导完成了。

总的来说，骨骼肌的收缩机制是一个复杂的过程，它由神经传导、肌肉收缩和断开传导三个过程组成。

不同的肌肉运动特性是由不同的神经冲动和肌肉细胞收缩反应引起的，所以正确控制骨骼肌的收缩机制对于保持健康身体极为重要。

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骨骼肌收缩机制骨骼肌收缩机制，是指骨骼肌在运动时产生的收缩和放松过程。

这个过程涉及了许多生物学的原理和机制，例如神经递质、肌纤维、钙离子等等。

以下是一个简要的介绍。

一、神经递质神经递质是指神经元与骨骼肌之间传递信息的化学物质。

神经元通过神经末梢释放神经递质，使其与肌细胞表面的受体结合，进而引发肌细胞内的反应。

最重要的神经递质是乙酰胆碱，它通过神经肌接头（这是神经元与肌细胞之间的窄缝）释放到肌细胞表面，与肌细胞上的乙酰胆碱受体结合，引发肌细胞内钙离子的释放。

二、肌纤维肌纤维是组成肌肉的最基本单元，也是肌收缩机制中最重要的组成部分。

每个肌纤维由许多肌节组成，每个肌节中都包含了许多肌纤维束。

肌纤维由许多肌纤维小结构组成，这些小结构被称为肌肉蛋白。

肌肉蛋白包括肌动蛋白和肌球蛋白，它们在肌纤维中形成了许多重复单元，称为肌节。

肌纤维在收缩时，肌动蛋白和肌球蛋白之间的相互作用是收缩的关键。

三、钙离子钙离子是肌收缩机制中的另一个关键组成部分。

当乙酰胆碱结合到肌细胞表面的乙酰胆碱受体时，它会引发肌细胞内的电信号。

这个信号会让肌细胞内的储存钙离子的钙离子库向肌节中释放钙离子。

一旦肌节中的钙离子释放，它们就与肌动蛋白和肌球蛋白相互作用，引发肌节的收缩。

当肌节中的钙离子减少时，肌节放松。

总结综上所述，骨骼肌收缩机制是通过神经递质、肌纤维和钙离子等生物学原理和机制完成的。

当神经元释放乙酰胆碱时，乙酰胆碱结合到肌细胞表面的乙酰胆碱受体，引发肌细胞内储存钙离子的钙离子库向肌节中释放钙离子。

一旦肌节中的钙离子释放，肌动蛋白和肌球蛋白相互作用，引发肌节的收缩。

当肌节中的钙离子减少时，肌节放松。

这个过程在肌肉运动中起着至关重要的作用。

简述骨骼肌纤维的收缩原理
骨骼肌纤维的收缩原理可以通过以下步骤进行描述：
1. 肌肉兴奋：当神经冲动通过神经元传导到骨骼肌纤维时，肌肉收到兴奋信号。

神经冲动释放的神经递质乙酰胆碱使得肌动蛋白与肌钙蛋白分离，从而暴露出胞浆中的钙离子。

2. 钙离子释放：胞浆中的钙离子是缓存在肌浆网内的。

当钙离子被释放出来后，它结合到肌钙蛋白上，形成复合物。

3. 肌肉收缩：与肌钙蛋白相互作用的钙离子-肌钙蛋白复合物通过一系列反应导致肌农蛋白与肌钙蛋白结合，从而启动肌肉收缩机制。

这一过程中，肌农蛋白会与肌球蛋白结合，形成交联桥。

交联桥的形成会使骨骼肌纤维变短，从而引发肌肉的收缩。

4. 肌肉松弛：当肌肉不再接收到神经冲动时，钙离子会被再次存储回肌浆网，从而终止肌肉收缩。

肌农蛋白和肌球蛋白不再结合，交联桥解离，骨骼肌纤维恢复原状。

总结：骨骼肌纤维的收缩原理是通过神经冲动使肌肉兴奋，并释放钙离子。

钙离子结合到肌钙蛋白上，导致肌农蛋白和肌球蛋白结合形成交联桥，引发肌肉收缩。

当肌肉不再接受神经冲动时，钙离子被收回，交联桥解离，肌肉松弛。

骨骼肌收缩是一个复杂的生理过程，涉及多个步骤和分子机制。

首先，当神经冲动到达骨骼肌时，会释放一种叫做乙酰胆碱的化学物质。

乙酰胆碱会与骨骼肌细胞膜上的受体结合，导致细胞膜上的离子通道打开，使钠离子和钾离子等离子能够进入和离开细胞。

接着，钠离子进入细胞会导致细胞膜去极化，即膜电位由负转正。

这会触发一系列的分子事件，包括肌浆网释放钙离子、钙离子与肌动蛋白结合、肌动蛋白与肌球蛋白相互作用等，最终导致肌肉收缩。

最后，当神经冲动停止时，乙酰胆碱的释放也会停止，细胞膜上的离子通道关闭，使钠离子和钾离子等离子无法进入和离开细胞。

这会导致细胞膜复极化，即膜电位由正转负。

这会触发一系列的分子事件，包括肌浆网重新吸收钙离子、钙离子与肌动蛋白分离、肌动蛋白与肌球蛋白相互分离等，最终导致肌肉松弛。

骨骼肌收缩的原理是通过神经冲动触发一系列的分子事件，使肌肉收缩和松弛。

骨骼肌缩短体制肌细胞的喜悦表现为细胞膜上出现可传导的动作电位(AP) ，而肌细胞的缩短则是细胞内部肌丝滑行的结果。

肌细胞的喜悦不可以直接惹起肌肉缩短，两者之间存在一个耦联过程。

将肌细胞的电喜悦和机械缩短联系起来的一系列过程，称为喜悦 -缩短耦联 (excitation-contraction coupling) 。

实现横纹肌喜悦 -缩短耦联的组织构造是肌管系统，起重点作用的物质是 Ca2+。

而横纹肌细胞缩短和舒张的基本单位是肌节 (sarcomere) 。

接下来将介绍骨骼肌缩短体制的三个重要方面：1）骨骼肌细胞的微细构造； 2）骨骼肌缩短分子体制； 3）骨骼肌的喜悦 -缩短耦联。

骨骼肌细胞的微细构造肌原纤维 (myofibril)横纹肌细胞的胞质内含有大批的肌原纤维(myofibril) ，平行摆列，直径在 1~2 m之间，纵贯肌细胞全长。

肌细胞的缩短成份就存在于肌原纤维上。

肌原纤维沿长轴体现齐整交替的明、暗摆列，被称为明带(light band) 和暗带 (dark band)。

在肌肉处于舒张状态时，暗带中央有一段相对较亮的地区，称为H 带， H带的中央有一条横线，称为M 线(M line) 。

明带中央也有一条线，称为Z 线 (Z line) 。

肌节是横纹肌细胞缩短和舒张的基本功能单位。

肌小节= 1/2明带＋暗带＋1/2明带 = 2条 Z 线间的地区。

肌原纤维体现明带和暗带相间是因为肌原纤维由两套粗细不一样的肌丝：粗肌丝和细肌丝构成，以及它们之间又存在不一样程度的重叠。

明带只有细肌丝(thin filament) ，直径约 5 nm ，长度约 1 m，一端固定于 Z 线，另一端游离形式插入暗带的粗肌丝之间。

暗带主假如粗肌丝(thick filament) ，直径约 10 nm ，长度约1.6 m，两头游离，中间固定于M 线。

在寂静状况下， M 线双侧没有细肌丝的插入，形成较为光亮的 H 带， H 带两次则是粗、细肌丝重叠区。