骨骼肌细胞动作点位的产生对肌肉收缩的影响

骨骼肌细胞动作点位的产生对肌肉收缩的影响动作电位（一）动作电位的概念可兴奋细胞兴奋时，细胞内产生的可扩布的电位变化称为动作电位。动作电位是一个连续的电位变化过程。另外，它在细胞的某一部位一旦产生，就会迅速向四周扩布。动作电位是在静息电位的基础上产生的电位变化。（二）动作电位的变化过程动作电位示意图（细胞内记录）用细胞内记录法所得到的动作电位变化过程简述如下。ac：动作电位的上升支cd：动作电位的下降支abc：:动作电位的锋电位de：动作电位的后电位1、静息相2、去极相骨骼肌细胞感受刺激后，在静息电位基础上受刺激处的细胞膜会立刻爆发一次快速而连续的电位变化。首先静息电位的绝对值很快减小到零，进而膜电位发生反转，由原来的外正内负转变为外负内正，由原来-90mV反转到约+30mV，电位变化的幅度为120mV，形成动作电位曲线的上升支。上升支进行的时间很短，大约在0.5ms内完结。细胞膜的静息电位由-90mV减小到0mV的过程被称为去极化，去极化是膜电位消失的过程；细胞膜电位由0mV转变为外负内正的过程称为反极化。反极化的电位幅度称为超射。3、复极相动作电位的上升支和下降支持续时间都很短，历时不超过2.0ms。所记录下来的图形很尖锐，因此称为锋电位。锋电位之后还有一个缓慢的电位波动，这种时间较长波动较小的电位变化过程称为后电位。它是膜电位恢复到静息电位前的微小波动。后电位完结后细胞膜电位才完全恢复到静息电位水平。动作电位是在静息电位基础上爆发的一次电位快速上升又快速下降以及随后的缓慢波动过程。它包括锋电位和后电位两种电位变化，或者说包括去极化和复极化两个时相。其中锋电位特别是它的上升支是动作电位的主要成分。一般所说的动作电位就是指锋电位而言。在动作电位过程中，神经细胞的兴奋性也发生相应的变化。兴奋性变化分为绝对不应期、相对不应期、超常期和低常期。从时间关系来说，锋电位相当于细胞的绝对不应期。后电位的前段相当于相对不应期和超常期。后电位的后段相当于低常期。动作电位变化与兴奋性变化之间的关系ab：锋电位—绝对不应期bc：后电位前部—相对不应期、超常期cd：后电位后部—低常期作电位有以下特点：①“全或无”现象。任何刺激一旦引起膜去极化达到阈值，动作电位就会立刻产生，它一旦产生就达到最大值，动作电位的幅度也不会因刺激加强而增大。②不衰减性传导。动作电位一旦在细胞膜的某一部位产生，它就会向整个细胞膜传播，而且它的幅度不会因为传播距离增加而减弱。③脉冲式。由于不应期的存在使连续的多个动作电位不可能融合，两个动作电位之间总有一定间隔。㈢动作电位的产生原理动作电位的产生原理也可以用离子流学说来解释。由于Na+在细胞外的浓度比细胞内高得多，它有由细胞外向细胞内扩散的趋势。而离子进出细胞是由细胞膜上的离子通道来控制的。在安静时膜上Na+通道关闭。当细胞受到刺激时，膜上的Na+通道被激活而开放，Na+顺浓度梯度瞬间大量内流，细胞内正电荷增加，导致电位急剧上升，负电位从静息电位水平减小到消失进而出现膜内为正膜外为负的电位变化，形成锋电位的上升支，即去极化和反极化时相。当膜内正电位所形成的电场力增大到足以对抗Na+内流时，膜电位达到一个新的平衡点，即Na+平衡电位。与此同时，Na+通道逐渐失活而关闭，K+通道逐渐被激活而重新开放，导致Na+内流停止，产生K+快速外流，细胞内电位迅速下降，恢复到兴奋前的负电位状态，形成动作电位的下降支，亦即复极化时相.肌肉收缩骨骼肌在兴奋时，会由于肌纤维动作电位的传导和扩布，而发生电位变化，这种电位变化称为肌电。用适当的方法将骨骼肌兴奋时发生的电位变化引导、记录所得到的图形，称为肌电图。骨骼肌收缩时的肌电活动通过电极引导，生物放大器放大，显示器显示、计算机数据采集等过程，转变成为可通过计算机进行计算、处理的数据，然后用适当的计算机软件进行分析处理，为医学诊断和科学研究提供可靠的依据。采集肌电信号的电极有两种，一种是针电极，另一种是表面电极。用针电极采集肌电时需要将电极插入受试者的肌肉内，因此会造成一定程度的损伤，而且不能用于体育科学研究中。用针电极所引导记录的肌电图是运动单位电位，其波形可分为单相波、双相波、三相波和多相波。在体育科学研究中一般用表面电极采集肌电信号。在记录时将电极贴于皮肤表面即可，不会造成损伤。用表面电极引导记录的肌电图往往是许多运动单位电位叠加而成干扰相肌电图。轻度用力时用针电极从20个不同部位记录到的正常人肱二头肌的运动单位电位不同程度收缩时骨骼肌肌电图骨骼肌是可兴奋组织，受到刺激后可产生兴奋（即产生动作电位），这种特性称为兴奋性。肌肉受到刺激产生兴奋后，立即产生收缩反应，这种特性称为收缩性。肌肉的兴奋性和收缩性是紧密联系而又不同的两种基本生理过程。要引起骨骼肌兴奋必须给予适当的刺激。刺激应满足以下条件。刺激强度要使肌肉产生兴奋，刺激必须达到一定强度。引起肌肉兴奋的最小刺激强度称为阈刺激。大于阈刺激强度的刺激称为阈上刺激；低于阈刺激强度的刺激称为阈下刺激。阈刺激可以作为评定组织兴奋性高低的指标。阈刺激小表示组织的兴奋性高，阈刺激大则表示兴奋性低。用阈下刺激刺激单个肌纤维，不能引起肌纤维收缩。而用阈刺激或阈上刺激刺激肌纤维可以引起肌纤维收缩——“全或无”现象。刺激的作用时间无论刺激强度多大，要使可兴奋组织兴奋，刺激必须持续足够时间。在一定范围内，刺激强度越小，需要刺激的作用时间就越长。相反，刺激强度越大，需要刺激的作用时间就越短。刺激强度变化率要使可兴奋组织兴奋，刺激必须有足够的变化率。如果用点电流刺激组织，只有通电和断电的瞬间可以引起组织兴奋。而在继续通电的过程中，由于电流强度没有发生变化，组织不产生兴奋。所谓刺激强度变化率是指刺激电流由无到有或由小到大的变化速率。同样电流强度，变化速率越大越容易引起组织兴奋。结论：骨骼肌受运动神经的控制，骨骼肌细胞受到刺激后，其兴奋沿神经纤维以动作电位的形式传导到相应的肌纤维，通过兴奋收缩藕联，引起肌肉的收缩。主要参考文献1)李国彰.生理学.第2版.北京；人民卫生出版社，20112)刘泰槰.心肌细胞电生理学.北京；人民卫生出版社，20053)邓树勋.运动生理学.第2版.高等教育出版社，20094)金伯泉.细胞和分子免疫学.，北京.科学出版社.2003