肌细胞的收缩

细胞的基本功能这一章节是生理学内外科后续很多章节的基础，内容比较多。肌细胞收缩是此章节中较为重要的一个板块，涉及到的理解记忆的内容较多，故单独做了一个思维导图。学医路漫漫，我们一起加油呀~

肌细胞的收缩

• 概述
  • 分类
    • 结构和收缩特性的不同
      • 骨骼肌
      • 心肌
      • 横纹肌
      • 平滑肌
    • 支配神经的不同
      • 运动神经
        • 骨骼肌（随意肌）
      • 非随意肌
        • 心肌和平滑肌
• 骨骼肌神经-肌 接头处的兴奋传递
  • 骨骼肌神经-肌接头处的兴奋传递
    • 结构特征
      • 接头前膜
        • 含突触囊泡（囊泡内含有乙酰胆碱），以囊泡为单位释放Ach为量子释放
      • 接头间隙
        • 充满细胞外液
      • 接头后膜
        • 又称之为终板膜，存在N2型Ach阳离子受体，无电压性钠离子门控通道
  • 骨骼肌神经-肌接头的兴奋传递过程
    • 运动神经末梢（接头前膜）动作电位，接头前膜去极化
    • 电压门控通道开放，接头前膜对Ca2+通透性增加
    • 钙离子进入运动神经末梢，突触囊泡与接头前膜融合，Ach释放（Ca2+依赖性）
      • 乙酰胆碱酯酶将神经递质乙酰胆碱分解为乙酸和胆碱，使得骨骼肌终板膜恢复到静息状态
    • Ach激活N2型Ach受体阳离子通道
      • 受体与通道是同一个蛋白质大分子
    • 终版膜对Na+,k+通透性增高，以钠离子内流为主，终版膜去极化
      • 终版点位的大小与乙酰胆碱的释放量有关，本质是一种局部电位
      • 微终板电位：指的是静息状态下，囊泡的随机运动触发单个囊泡的自发释放，可以引起终板电位的微弱去极化而产生电位
    • 激活电压门控钠通道，骨骼肌动作电位
  • 影响骨骼肌兴奋传递的化学因素
    • 接头前膜
      • 肉毒素
      • 破伤风毒素
      • 抑制递质的释放，具有肌松作用
        • 新斯的明抑制乙酰胆碱酯酶的释放，使得乙酰胆碱的量增多，可以治疗重症肌无力
    • 接头间隙
      • 乙酰胆碱在乙酰胆碱酯酶的作用下变成乙酸和胆碱
        • 有机磷农药使得AchE减少，Ach增多，产生肌纤维持续震颤，N2症状
    • 接头后膜
      • 筒箭毒碱
      • α-银环蛇毒（与Ach）竞争性抑制
      • 抑制AchR肌松作用
• 横纹肌的结构特征
  • 细胞内含有大量肌原纤维和高度发达的肌管系统
  • 肌原纤维和肌节
    • 暗带（粗肌丝所在处）
      • 两侧
        • 粗肌丝+细肌丝
      • 中央H带
        • 只有粗肌丝
        • M线位于粗肌丝正中央
    • 明带
      • Z线位于明带正中间
  • 肌管系统
    • 横管/T管
      • 将肌细胞膜表面的AP传向深部，其上有L钙通道（与肌原纤维垂直）
    • 纵管/肌质网/肌浆网（L管）
      • 与肌原纤维平行
        • 纵行肌质网
          • 钙泵，肌肉舒张时回收肌细胞内的Ca2+
        • 连接肌质网（终池）
          • 终池中的钙释放通道也可以与雷诺丁或者IP3结合
          • 钙离子浓度排序（由大到小）
            • 终池、胞内、胞外
          • 钙释放通道/雷诺丁受体
• 横纹肌的收缩机制
  • 肌丝的分子结构
    • 肌丝蛋白
      • 收缩蛋白
        • 肌球蛋白（具有横桥）、肌动蛋白（直接参与肌肉收缩）
      • 调节蛋白
        • 原肌球蛋白（阻止肌动蛋白与粗肌丝的横桥结合），肌钙蛋白（不直接参与肌肉收缩
    • 横桥
      • 在肌球蛋白头部，具有ATP酶活性，能与肌动蛋白结合
  • 肌丝的滑行过程
    • 横桥分解ATP产生的能量用于复位上次收缩发生扭转的横桥，此时高势能并对肌动蛋白的结合位点具有高亲和力
    • 当胞质中钙离子浓度升高时，钙离子通过与肌钙蛋白结合，使得原肌球蛋白发生移位，暴露肌动蛋白上的横桥结合位点
    • 横桥与肌动蛋白结合使得横桥构象发生改变，拖动细肌丝向M线方向移动，横桥的势能转变为克服负荷的张力和肌节调节长度的缩短，同时解离ADP和无机磷酸
    • 与ADP解离后的横桥再与ATP结合重复上述过程
  • 肌丝的滑行理论
    • 肌肉 的缩短和伸长是粗肌丝细肌丝相互滑行所致，
    • 粗肌丝
      • 肌球蛋白构成
    • 细肌丝
      • 肌动蛋白
        • 横桥结合位点
      • 原肌球蛋白
        • 覆盖阻碍横桥结合位点
      • 肌钙蛋白
        • 调控原肌球蛋白的位置，使之暴露横桥的结合位点
        • 肌钙蛋白也是心肌梗死的标记物
  • 骨骼肌 的兴奋收缩偶联机制
    • 电兴奋通过横管转向肌细胞的深处并且激活横管膜和肌膜中的L型钙通道
    • 肌网内有钙离子 的释放，
      • 骨骼肌中的钙离子几乎全部都是由JSR释放，而心肌中由JSR释放的钙离子仅占百分之八十到百分之九十，另外有百分之10到百分之20由细胞外经L钙通道内流而来
    • 钙离子与肌钙蛋白结合，触发肌肉收缩
    • 肌浆网钙泵激活，回收钙离子
• 横纹肌的兴奋-收缩偶联
  • 概念
    • 将横纹肌细胞产生动作电位的电兴奋过程与肌丝滑行的机械收缩联系起来的中介机制
  • 影响横纹肌收缩效能的因素
    • 前负荷
      • 等同于初长度，在一定范围内 肌肉收缩张力随初长度而增大
    • 后负荷
      • 后负荷为零即肌肉收缩产生的张力为零时，缩短速度最大，肌肉收缩表现为等张收缩
    • 肌肉收缩能力
      • 肌肉的内在特性
        • 兴奋偶联过程中胞质内Ca2+浓度的变化
        • 与肌丝滑行相关的横桥ATP酶活性
        • 肌细胞能量代谢水平
        • 各种功能蛋白及其亚型的表达水平
        • 肌原纤维的肥大与否
    • 收缩的总和
      • 是骨骼肌快速调节收缩效能的主要方式
        • 心肌的收缩不发生总和，呈现全或无
    • 频率总和
      • 单收缩
        • 每次动作电位后出现的一次完整的收缩和舒张
      • 不完全强直收缩
        • 后一次收缩叠加在前一次收缩过程的舒张期
      • 完全强直收缩
        • 后一次收缩叠加在前一次收缩的收缩期
      • 完全强直收缩的张力可以达到单收缩的3~4倍