骨骼肌肌纖維的收縮原理

骨骼肌肌纖維的收縮原理 2011-04-26 18:29閱讀： 肌肉收縮是完整機體的主要活動形式之一，許多生理功能都藉此才得以實現。人體內的肌肉組織包括骨胳肌、心肌和平滑肌三種。在運動過程中，骨骼肌是人體運動的動力，其它器官、系統的機能改變都是為了保證骨骼肌的收縮順利進行。肌纖維的結構肌細胞（又稱肌纖維）是肌肉的基本結構和功能單位。成人肌纖維直徑約60?m，長度為數毫米到數十厘米。每條肌纖維外麵包有一層薄的結締組織膜，稱為肌內膜。許多肌纖維排列成束（即肌束），表面被肌束膜包繞。許多肌束聚集在一起構成一塊肌肉，外麵包以結締組織膜，稱為肌外膜。一、肌原纖維和肌小節每個肌細胞含有數百至數千條與肌纖維長軸平行排列的肌原纖維。肌原纖維的直徑約1~2?m，縱貫肌細胞全長。每條肌原纖維的全長都由暗帶（A帶）和明帶（I帶）呈交替規則排列，在顯微鏡下呈現有規律的橫紋排列，故骨骼肌也稱橫紋肌。肌原纖維由粗、細兩種肌絲按一定規律排列而成。實際上由於粗肌絲的存在而形成了A帶。細肌絲連接於Z線，縱貫I帶全長，並伸入A帶部位，與粗肌絲交錯對插。在一個肌小節中，來自兩側Z線的細肌絲在A帶中段未相遇而隔有一段距離，即為H區，此時H區的肌絲成分只有粗肌絲，而H區以外的A帶中，粗、細肌絲並存，當肌肉被動拉長時，肌小節長度增大，此時細肌絲從暗帶重疊區拉出，使I帶長度增大，H區也相應增寬。兩條Z線之間的結構是肌纖維最基本的機構和功能單位，稱為肌小節（sarcomere）。肌小節的長度變化範圍為1.5~3.3m，肌肉收縮時較短，舒張時較長，肌肉安靜時肌小節的長度約為2.0~2.2m。粗、細肌絲相互重疊時，在空間上呈現嚴格的規則排列，每一根粗肌絲被六根細肌絲所包圍。粗、細肌絲間這種密切的空間關係，為肌細胞收縮時粗、細肌絲的相互作用創造了條件。

X二、肌管系統肌原纖維間有兩種不同的小管系統，即橫小營系統和縱小管系統。這些肌管系統是骨胳肌興奮引起收縮耦聯過程的形態學基礎。橫小管系統（transversetabular system，又稱T-system）是肌

載入中...內容載入失敗，點擊此處重試載入全文 細胞膜從表面橫向伸入肌纖維內部的膜小管系統。縱小管系統（longitudinal tubularsystem），即肌質網（sarcop1asmicreticulum）系統。細胞內肌質網常圍繞每條肌原纖維，形成花邊樣的網，其走行方向和肌纖維縱軸平行。肌質網在接近橫小管處形成特殊的膨大，稱為終末池（terminalcistern）。每一個橫小管和來自兩側的終未池構成複合體，稱為三聯管（triad）結構。橫小管與縱小管的膜在三聯管結構處並不接觸，中間有約12nm的間隙，故這兩種小管的內腔並不相通。三、肌絲的分子組成蛋白質占肌肉乾重的75%~80%，與收縮機制有關的蛋白質占肌肉蛋白質的50%~60%。肌細胞收縮的物質基礎是粗、細蛋白質肌絲。（一）粗肌絲粗肌絲主要由肌球蛋白（myosin，又稱肌凝蛋白）組成。一條粗肌絲中約有200個肌球蛋白分子。每個肌球蛋白分子呈雙頭長桿狀。許多肌球蛋白的桿狀部分集束構成粗肌絲的主幹，其頭部向外突出，形成橫橋（cross-bridge）。橫橋部具有ATP酶活性，可分解ATP而獲得能量，用於橫橋的運動。在一定條件下，頭部可與細肌絲上的肌動蛋白呈可逆結合。（一）細肌絲細肌絲主要由肌動蛋白（actin，又稱肌纖蛋白）、原肌球蛋白（tropomyosin，又稱原肌凝蛋白）和肌鈣蛋白（troponin，又稱原寧蛋白）組成。1、肌動蛋白：肌動蛋白單體呈球狀（稱G-肌動蛋白）。許多G-肌動蛋白單體以雙螺旋聚合成纖維狀肌動蛋白（F-肌動蛋白），構成細肌絲的主幹。2、原肌球蛋白：原肌球蛋白也呈雙螺旋狀，位於F-肌動蛋白的雙螺旋溝中並與其鬆散結合。在安靜狀態下，原肌球蛋白分子位於肌動蛋白的活性位點之上，阻礙橫橋與肌動蛋白結合。每個原肌球蛋白分子大約掩蓋7個活性位點。3、肌鈣蛋白：肌鈣蛋白是含有三個亞單位的複合體。亞單位I、亞單位T和亞單位C分別對肌動蛋白、原肌球蛋白和Ca2 具有高親和力。肌鈣蛋白的作用之一是把原肌球蛋白附著於肌動蛋白上。當細胞內Ca2 濃度增高時，肌鈣蛋白亞單位C與Ca2 結合，引起整個肌鈣蛋白分子構型改變，進而引起原肌球蛋白分子變構，暴露肌動蛋白分子上的活性位點使肌動蛋白與橫橋得以結合，最終導致肌纖維收縮。

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