肌组织muscle tissue

肌组织muscle tissue知识导图，主要包括肌组织的概念、分类、运动与骨骼肌纤维类型的转变三部分内容。

肌组织muscle tissue

• 概述
  • 肌细胞
    • 肌纤维muscle fiber：C因呈细长纤维型
    • 肌膜sarcolema:C膜
    • 肌质sarcoplasm:C质
  • C间少量C.T、血管、淋巴管及神经
• 分类
  • 骨骼肌skeletal muscle
    • 随意肌：受躯体神经支配
    • 分布：借肌腱附于骨骼
    • 肌外膜epimysium:致密C.T包裹在整块肌外面
    • 肌束膜perimysiun:肌外膜的C.T深入肌内，将其分隔形成肌束，包裹肌束的C.T
    • 肌内膜endomysium:分布在每条肌纤维外面的C.T
    • C.T对骨骼肌具有支持、连接、营养和功能调整作用
    • 肌卫星细胞muscle stalellite cell:骨骼肌中一种扁平、有突起的C
      • 功能：肌纤维受损伤后，肌卫星细胞可增殖分化，参与肌纤维的修复
        • 具有干细胞性质
    • 骨骼肌纤维的光镜结构
      • C呈长圆柱形，直径10-100微米，长度不等，一般为1-40nm，长者可达10cm以上
      • 除舌上肌等少数肌纤维外，极少有分支
      • 肌膜外面有基膜贴附
      • 多核细胞，内含几十个甚至几百个核，核呈扁椭圆形，位于肌膜下方
      • 周期性横纹cross striation:每条肌原纤维上都有明暗相间的带，各条肌原纤维的明带和暗带都准确地排列在同一平面上
        • 明带light band(Ⅰ带）:呈单折光，为各向同性isotropic
          • 长度依骨骼肌纤维的收缩或舒张状态而异，最长可达2微米
        • 暗带dark band（A带）:呈双折光，各向为异性anisotropic
          • 长度恒定，1.5微米
        • 偏振光显微镜
        • H带（H:德文hell，明）：暗带中央有一条浅色窄带
        • M线：H带中央有一条都深色地线
        • Z线（Z：德文zwischem,间）：明带中央有一条深色的线
        • 肌节sarcomere：两条相邻Z线之间的一段肌原纤维，由1/2Ⅰ带+A带+1/2Ⅰ带组成
          • 长度介于1.5-3.5微米，在一般安静状态下为2微米
          • 骨骼肌收缩的基本结构单位
        • 油镜观察
        • 肌原纤维myofibril:肌质中沿肌纤维长轴平行排列
          • 呈细丝样，直径1-2微米
          • 肌节递次排列
          • 骨骼肌纤维结构和功能的基本单位
    • 骨骼肌纤维的超微结构
      • 肌原纤维
        • 构成
          • 粗肌丝thick filament:位于肌节中部，两端游离，中央借M线固定
            • 长约1.5微米，直径15nm
            • 肌球蛋白myosin分子构成
              • 形如豆芽，分头和杆两部分，在头和杆的连接点及杆上有两处类似关节的结构
              • 肌球蛋白分子平行排列，集合成束，组成一条粗肌丝
              • 分子尾端朝向M线，头部朝向Z线
                • 横桥cross bridge：头部突出于粗肌丝表面
                  • 肌球蛋白的头部具有ATP酶活性，当与细肌丝的肌动蛋白接触时被激活，分解ATP并释放能量，使横桥屈动
          • 细肌丝thin filament:位于肌节两侧，一端附着于Z线，另一端伸至粗肌丝之间，与之平行走行，其末端游离，止于H带的外侧
            • 长约1微米，直径5nm
            • 构成
              • 肌动蛋白actin
                • 球形肌动蛋白单体连接成串珠状，形成双股螺旋链
                • 每个肌动蛋白单体都有一个与粗肌丝的肌球蛋白头部相结合的位点
                  • 在肌纤维处于非收缩状态时，该位点被原肌球蛋白掩盖
              • 原肌球蛋白tropoyosin：两条多肽链相互缠绕形成的双股螺旋状分子，首尾相连，嵌于肌动蛋白双股螺旋的浅沟内
              • 肌钙蛋白troponin：球形，附于原肌球蛋白分子上，可与钙离子相结合
          • 明带仅由细肌丝构成
          • H带仅有粗肌丝
            • H带两侧的暗带部分两种肌丝皆有
        • 特征
          • 横切面上可见每1根粗肌丝周围排列着6根细肌丝，每1根细肌丝周围有3根粗肌丝
      • 横小管transverse tubule
        • 即膜向肌浆内凹陷形成的管状结构，走向与肌纤维长轴垂直，位于暗带与明带交界处
        • 作用：将肌膜的兴奋迅速传至肌纤维神经内部
      • 肌浆网sarcoplasmic reticulum
        • 肌纤维中特化的滑面内质网，位于横小管之间
        • 纵小管longitudunal tubule: 肌质网中部宗纵行处包绕一段肌原纤维
        • 终池terminal cisternae:纵小管两端扩大呈扁囊状
        • 三联体triad:每条横小管与两侧的终池共同组成
          • 在此部位将兴奋从肌膜传递肌质网膜
        • 肌膜上有钙泵和钙离子通道
          • 钙泵：逆浓度差把肌质中的钙离子泵入肌质网内贮存，使其内的钙离子浓度为肌质中的上千倍
          • 肌质网膜接受兴奋后，钙通道开放，大量钙离子涌入
      • 肌原纤维之间有较多的线粒体、糖原及少量脂滴
      • 肌质间有可与氧结合的肌红蛋白
    • 骨骼肌纤维收缩原理——肌丝滑动原理
      • 运动神经末梢将神经冲动传递给肌膜
      • 肌膜的兴奋经横小管传递给肌质网，大量钙离子涌入肌质
      • 钙离子与肌钙蛋白结合，肌钙蛋白、原肌球蛋白发生构型或位置变化，暴露肌动蛋白与肌球蛋白结合位点
      • 横桥与细肌丝位点结合，分解ATP，释放能量
      • 横桥牵动细肌丝向M线滑动，肌节缩短（I带、H带缩短，A带不变）
      • 结束后，肌质内钙离子泵回肌质网，肌纤维松弛
  • 心肌cardiac muscle
    • 分布：心壁和邻近心脏的大血管壁
    • 特征：收缩具有节律性
    • 心肌纤维的光镜结构
      • 短柱状，有分支，互联成网
      • 1-2个核，核呈卵圆形，位于中央
      • 闰盘intercalated disk:相邻心肌纤维首尾相接处形成的特化结构
        • 闰盘位于Z线水平，横向--中间连接, 桥粒/纵向--缝隙连接
        • 功能：牢固连接；信息传递；心肌同步收缩
      • 明暗相间的周期性横纹
      • 核周围胞质内有脂褐素，随年龄增长增多
      • 心肌纤维无再生能力，损伤的心肌纤维由瘢痕组织代替
    • 心肌纤维的超微结构
      • 于骨骼肌相似，特点
        • 肌原纤维，粗细不等，分隔不完全；肌原纤维间有丰富的线粒体
        • 横小管在Z线处，较粗
        • 肌质网纵小管稀疏，终池少而小，多见横小管与一侧的终池紧贴形成二联管diad
          • 贮钙能力低，收缩前需从细胞外摄取钙离子
        • 闰盘连接
          • 横向部位位于Z线水平，黏着小带与桥粒
            • 心机纤维间连接牢固
          • 纵向部位缝隙连接
            • 细胞间化学信息的交流和电冲动的传导，分别使心房肌和心室肌整体的收缩舒张同步化
  • 横纹肌striated muscle:有横纹
  • 平滑肌smooth muscle
    • 分布：消化管、呼吸道、血管等中空性器官的管壁内
    • 平滑肌纤维的光镜 结构
      • 长梭形，细胞中央有一个杆状或椭圆形的核，常呈扭曲状，胞质嗜酸性，无横纹
      • 一般长200μm，直径8μm，但大小不均
        • 小血管壁上的平滑肌纤维短至20微米
        • 妊娠期的子宫平滑肌纤维可长达500微米
    • 平滑肌纤维的超微结构
      • 平滑肌细胞内无肌原纤维，含粗、细肌丝，组成肌丝单位（收缩单位）
        • 作用：相互之间的滑动使肌纤维收缩或舒张
          • 平滑肌肌纤维收缩原理
            • 平滑肌纤维之间有较发达的缝隙连接，可传递信息分子和电冲动，引起相邻肌纤维的同步功能活动。
        • 粗细肌丝数量比1：12
          • 粗肌丝
            • 肌球蛋白组成
            • 圆柱状
            • 表面成行排列的横桥，相邻的两行横桥屈动方向相反。
          • 细肌丝
            • 肌动蛋白组成
            • 一端附着于密斑或密体，另一端游离环绕在粗肌丝周围
      • 密斑（dense patch）：分布于肌膜下
      • 密体（dense body）：分布于肌质中，为梭形小体
      • 中间丝：由结蛋白desmin组成，直径10nm
        • 作用：连接于密斑、密体之间，形成梭形的细胞骨架
      • 细胞内只有少量肌浆网，细胞收缩时也需从细胞外摄取Ca2＋
• 思考题
  • 你能支支配自己的心跳和胃、肠蠕动吗
  • 骨胳肌和胃、肠哪一个运动更快些，更持久些？
  • 爱锻炼的人，为什么身上的肌肉发达？
  • 运动过度为什么会出现肌肉酸痛？
  • 心脏有休息时间吗？
• 运动与骨骼肌纤维类型的转变
  • 概述：人体各种运动通过骨骼肌收缩完成
  • 骨骼肌收缩能力与纤维类型相关
    • 肌纤维收缩速度
      • 粗肌丝中的肌球蛋白重链决定
      • 快肌
        • Ⅱx肌球蛋白重链
          • 收缩速度快，易发动而不易疲劳
          • 持续保持张力和维持姿势的稳定性
        • Ⅱb肌球蛋白重链
          • 缺少有氧代谢，通过无氧糖酵解供能
          • 易疲劳，适合于产生爆发性的短时高张力快速运动
      • 慢肌
        • Ⅱa型肌球蛋白重链
          • 既能有氧代谢，又可以通过糖酵解提供能量
          • 快速收缩而不易疲劳，产生张力较低，适合于保持持久的快速运动
        • Ⅰ型肌球蛋白重链
          • 收缩速度快，兴奋阈值低，易发动而最不易疲劳，适合于维持平衡和姿势的功能
      • 减少运动、低氧、低氧训练可导致骨骼肌纤维由慢型向快型转变
      • 长期耐力与抗阻力量训练，则表现为肌纤维由快型转向慢型
      • 训练强度越大，时间越长，肌球蛋白重链变化越明显，停训后可恢复