运动生理学 骨骼肌机能.pptx
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1、 本章将以骨骼肌微细结构和神经肌肉的兴奋和兴奋性为基础,阐述肌肉的收缩原理、肌肉收缩形式与力学表现,以及肌纤维类型与运动能力的关系等。第1页/共53页第2页/共53页第一节 肌肉的微细结构 一、肌原纤维 1)呈细丝状,贯穿于肌纤维全长;2)平行排列的各肌原纤维之间,明带和暗带又分布在同一水平,这就使每条肌原纤维上都有明暗相间的横纹(cross striation);3)在横纹中,明带又称I 带,暗带又称A带。明带中央有一条深色的Z线,暗带中部有条染色浅的H带,H带中央有一条深色的M线。第3页/共53页肌原纤维第4页/共53页肌节:1)定义:相邻两条Z线之间的一段肌原纤维称肌节(sarcomer
2、e)。肌节为骨骼肌收缩和舒张功能的基本结构单位。2)组成:每个肌节由1/2 I 带A 带十 1/2 I 带组成。第5页/共53页(一)粗肌丝和细肌丝肌原纤维(myofibril):由粗、细两种肌丝有规律地排列而成。I 带由细肌丝组成,H 带由粗肌丝组成,而 A 带其余部分则由粗、细两种肌丝组成。粗肌丝(thick myofi1ament):长度为1.5m,宽15nm,位于肌节A带,中央固定于M线上,两端游离。细肌丝(thin myofi1ament):长约1m,宽5nm,一端固定于Z线上,另一端游离,插入粗肌丝之间,止于H带外缘(图65)。第6页/共53页(二)肌丝的分子组成粗肌丝的分子组成
3、粗丝的基本组成蛋白质是肌球粗丝的基本组成蛋白质是肌球蛋白(蛋白(myosinmyosin,又称肌凝蛋白),它一个六,又称肌凝蛋白),它一个六聚体的蛋白质大分子,是由两条分子量约为聚体的蛋白质大分子,是由两条分子量约为200kD 200kD 的重链的重链(Myosin Heavy Chain(Myosin Heavy Chain,MHC)MHC)和两对分子量为和两对分子量为16-27kD16-27kD的轻链的轻链(Myosin(Myosin Light Chain,MLC)Light Chain,MLC)组成。它是由一个具有组成。它是由一个具有双球状头部与之相连的一个双股螺旋长链尾双球状头部与之
4、相连的一个双股螺旋长链尾部构成。部构成。肌球蛋白分子第7页/共53页肌球蛋白(肌球蛋白(myosinmyosin)分子的结构:)分子的结构:呈豆芽状,分为头部和杆部,头、杆之间和杆上有两处类似关节,可以屈动。M线两侧的肌球蛋白分子对称排列,杆部均朝向粗肌丝的中段,头部则朝向粗肌丝的两端并露出表面,称为横桥(cross bridge)。肌球蛋白头部是一种ATP酶并与ATP结合,只有当横桥与肌动蛋白上位点接触时,头部ATP酶才被激活,并立即水解ATP释放能量,使横桥发生屈曲运动。第8页/共53页第9页/共53页肌动蛋白(actin,又称肌纤维蛋白):肌动蛋白分子的单体呈球形,每个单体上都有与肌球蛋
5、白结合的位点,单体相连成串球状,肌动蛋白是由两条相互缠绕的串球状螺旋链组成的。原肌球蛋白(tropomyosin,又称原肌凝蛋白):由较短的双股螺旋多肽链组成,首尾相连,嵌于肌动蛋白双螺旋链两侧的浅沟内。肌钙蛋白(troponin,又称原宁蛋白):TnT:将肌钙蛋白固定于原肌球蛋白上。TnI:抑制肌动蛋白和肌球蛋白相互作用的亚单位。TnC:可与Ca+结合而引起肌钙蛋白构象改变。细肌丝的分子组成:第10页/共53页第11页/共53页第12页/共53页(三)细胞骨架 肌肉内肌节和Z线正常形态的维持主要是靠肌肉内的一些细胞骨架。细胞外骨架 结蛋白和波形蛋白 作用:限制肌节长度在肌肉收缩时被过分牵拉。
6、细胞内骨架 肌联蛋白和伴肌动蛋白 作用:保持肌动蛋白正常结构。第13页/共53页二、肌管系统横管系统1)横小管(transverse tubu1e)是由肌膜向肌浆内凹陷形成的小管,其垂直于肌膜表面,因此称为横小管,也称T小管(transverse tubule)。2)哺乳动物骨骼肌横小管位于I带与A带交界处。3)横小管的功能是将肌膜的电兴奋快速同步地传至每个肌节。纵管系统 横管和两侧的终池构成所谓三联管结构。第14页/共53页第15页/共53页第二节 肌肉的特征一、肌肉的物理特性 伸展性、弹性和粘滞性。肌肉的物理特性受温度影响。肌温升高,肌肉粘滞度下降;肌温下降,肌肉粘滞度上升。所以在剧烈 运
7、动前,要充分做好准备活动。第16页/共53页二、肌肉的生理特性 兴奋性和收缩性(一)兴奋和兴奋性概念 兴奋性指组织细胞接受刺激具有产生动作电位的能力,而兴奋则是产生动作电位本身或动作电位的同义语。(二)引起兴奋的刺激条件 引起兴奋的三要素:刺激强度、作用时间和一定的强度时间变化率。阈强度和阈刺激强度时间曲线:基强度第17页/共53页(三)兴奋性的评价指标:时值:是指以2倍基强度刺激 组织,刚能引起组织兴奋所 需的最短时间。(四)兴奋后恢复过程的兴奋 性变化 绝对不应期、相对不应期、超常期、低常期第18页/共53页第三节 细胞的生物电现象一、静息电位和动作电位(一)静息电位(resting po
8、tential,RP)膜的极化(polarization)状态 去极化(depolarization)超极化(hyperpolarization)复极化(repolarization)。(二)动作电位(action potential,AP)除极相、复极相(迅速复极和缓慢复极)、锋电位。第19页/共53页第20页/共53页第21页/共53页二、静息电位和动作电位形成的原因 霍奇金的离子学说:生物电的形成依赖于细胞膜两侧离子分布的不均匀性和膜对离子严格选择的通透性,及其不同条件下的变化,而膜电位形成的直接原因是离子的跨膜运动。在刺激强度超过刺激阈后,即使刺激强度再增加,动作电位幅度也不变,这种现
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