简述肌肉收缩的分子机制。
当肌肉处于静止(舒张)状态时,胞液Ca浓度较低(<10moL/L),钙离子结合亚单位(TnC)不与Ca结合,则TnC与TnI、TnT的结合较松散。此时,TnT与原肌球蛋白紧密结合,使原肌球蛋白遮盖了肌动蛋白与肌球蛋白结合部位,阻止了肌动蛋白与肌球蛋白的结合;同时,TnI与肌动蛋白紧密结合,也阻止了肌动蛋白与肌球蛋白的相互作用,并抑制肌球蛋白的ATP酶活性,故肌肉处于舒张状态。
当胞液内Ca浓度增加到10moL/L -10 moL/L时,Ca便与TnC结合,之后,TnC构象变化,从而增强了TnC与TnI、TnT之间的结合力,使三者紧密结合,削弱了TnI与肌动蛋白的结合力,使肌动蛋白与TnI脱离,变成启动状态。同时,TnT使原肌球蛋白移动到肌动蛋白螺旋沟的深处,而排除了肌动蛋白与肌球蛋白相结合的障碍。
于是,肌动蛋白便与肌球蛋白的头部相结合,产生有横桥的肌动球蛋白,在此蛋白中,肌动蛋白使肌球蛋白的ATP酶活性大大提高,故肌球蛋白催化ATP水解反应。产生的能量使横桥改变角度,而水解产物的释放又使横桥的位置恢复,再与另一个ATP结合,如此循环,细丝便沿粗丝滑行,肌肉发生收缩。
当胞液Ca浓度下降(<10moL/L)时,Ca与TnC分离,TnI又与肌动蛋白结合,从而使肌动蛋白恢复静状态。同时原肌球蛋白也恢复原位,从而使肌动蛋白与肌球蛋白不能结合,肌肉不能转为舒张状态。
扩展资料:
收缩形式:
(一)等张收缩与等长收缩
1、等张收缩是指肌肉收缩时,主要表现长度发生改变而张力基本不变的收缩形式。
2、等长收缩是指肌肉收缩时,主要表现张力发生变化而长度基本不变的收缩形式。
(二)单收缩和强直收缩
2、单收缩是指肌肉受到一次短促刺激后出现的一次收缩和舒张。收缩过程分为潜伏期、收缩期和舒张期三个时期。
3、强直收缩是指肌肉受到连续刺激,当刺激频率达到一定程度时,后一次收缩落在前一次收缩的过程中发生收缩总和,出现强而持续的收缩。如果刺激频率较低,后一次收缩发生在前一次收缩过程的舒张期,称为不完全强直收缩,实验中描记到的是锯齿状的曲线。如果刺激频率较高,后一次收缩发生在前一次收缩过程的收缩期,称为完全强直收缩,描记到的是光滑的曲线。
在人体肌肉活动中,等张收缩与等长收缩两种收缩形式都存在。在神经系统的调节下,肌肉通过收缩的总和可快速调节收缩的强度。总和有两种形式:运动单位数量的总和与频率效应的总和(即运动神经元发放冲动的频率可影响肌肉的收缩形式和收缩强度,如强直收缩)
参考资料来源:百度百科-肌肉收缩分子机理
参考资料来源:百度百科-肌肉收缩
肌肉收缩时在形态上表现为整个肌肉和肌纤维缩短,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、肌细胞和整条肌肉长度的缩短。乙酰胆碱与终板膜上的 受体结合后,终板膜离子通道对 Na + 和 K + 的开放,产生终板电位,当终板电位达到肌阈电 位值时,触发产生一个沿肌膜向外扩布的肌膜动作电位。肌膜动作电位通过肌纤维的内膜系 统进入肌细胞内,引发一次迅速的肌肉收缩事件。在此过程中,首先是肌细胞膜上的电信号 引起贮存在肌内膜系统终池中的Ca 2+ 的释放,并引发了横桥循环,肌肉缩短。
超微结构特点
肌原纤维:由粗肌丝和细肌丝有规律的排列组合而成.仅有细肌丝处透光度高,为明带,其中央为Z线,两侧细肌丝固定其上;粗肌丝排布的区域透光性差,为暗带,其中央有H带,H带中央有M线.
肌节:相邻两条Z线之间的一段肌原纤维,是肌原纤维结构和功能的基本单位.等于l/2明带+1个暗带+1/2明带,由粗,细肌丝构成.
横小管:明暗带交界处,由肌膜陷入肌纤维所形成的小管状结构.它是兴奋传入肌纤维的通道.
肌质网:在两横小管之间一些纵行互相分支吻合成网状的小管.它具有贮存Ca2+和调节肌浆内Ca2+浓度的功能.肌质网近横小管附近处膨大的结构为终池.横小管及其两侧的终池合称三联体.