生理学----肌细胞的收缩功能(2014)

在正常情况下，骨骼肌纤维的兴奋和收缩完全是由控制它的躯体运动神经元所引起的，骨骼肌纤维不会自发兴奋和收缩。而运动神经元与骨骼肌纤维之间的功能联系是通过神经—肌接头这个特殊结构来实现的。骨骼肌SkeletalMuscle肌纤维=肌细胞运动神经元：其轴突可支配肌纤维运动单位=一个运动神经元+肌纤维MotorUnit=amotorneuron+musclefibersCa2+通道的开放和Ach的释放末梢钮扣:含有上千个囊泡，Ach存在其中。Theaxonterminalisenlargedintotheterminalbutton.EachterminalbuttoncontainsthousandsofvesiclesthatstoreAch.动作电位可触发末梢钮扣处的电压门控钙离子通道打开。钙离子内流可引起Ach以出胞方式释放。PropagationofactionpotentialtheterminaltriggerstheopeningofCa2+channelsintheterminalbutton.ItpermitsCa2+todiffuseintotheterminalbuttonfromextracellularfluid,whichinturncausesthereleaseofAchbyexocytosisfromthevesicles.终板电位EndplatepotentialAch与运动终板上受体结合，诱导Na+-K+，化学门控通道开放。BindingofAchwiththereceptorsiteinthemotorend-plateinducestheopeningofchannels.钠进多于钾出，使运动终板去极化，产生终板电位（EPP）（终板膜本身无电压门控钠通道，故不会产生动作电位）形成局部电流后可使邻近肌膜产生动作电位。MoreNa+movesinwardthanK+outward,bringingaboutadepolarizationofthemotorendplate-----Thispotentialisknownasend-platepotential(EPP).Localcurrentcanreachthethresholdofadjacentmusclefibermembrane）andbringaboutanactionpotential.乙酰胆碱的释放特征当运动神经未梢处于安静状态时，只有少数囊泡释放少量乙酰胆碱。当运动神经未梢有动作电位传来时，大量囊泡向突触前膜移动，并以胞吐方式呈量子式释放。据推测，一次动作电位的到达，可使约250个囊泡释放，释放的乙酰胆碱分子可达107。乙酰胆碱酯酶Acetylcholinesterase运动终板表面含乙酰胆碱酯酶，可分解突触间隙游离的ACh。Thesurfaceofthemotorendplatecontainstheenzymesacetylcholinesterase,whichcanbreakdownfreeAchinthecleft.AstheconcentrationoffreeAChfallsbecauseofitsbreakdownbyacetylcholinesterase,lessAChisavailabletobindtothereceptors.WhenreceptorsnolongercontainboundAch,theionchannelsintheendplateclose.ThedepolarizedendplatereturnstoitsrestingpotentialandcanrespondtothesubsequentarrivalofACh.有机磷农药中毒有机磷农药中毒机理：抑制了胆碱酯酶的活性，造成乙酰胆碱的积聚，引起中毒症状.我国每年有机磷农药中毒事件高达6--7万起，死亡率为10%以上.有机磷农药：包括氧化乐果、敌敌畏、敌百虫、乐果等.治疗洗胃：可用2%～4%碳酸氢钠溶液洗胃，也可用生理盐水或清水洗胃胆碱能神经抑制剂：如阿托品可拮抗乙酰胆碱的毒蕈碱样作用。胆碱酯酶复活剂：有解磷定氯解磷定、双复磷等，它们可夺取与胆碱酯酶结合的有机磷，恢复胆碱酯酶分解乙酰胆碱的活力。箭毒传说美洲的古印第安人在遇到敌人入侵时，女人和儿童在后方将箭毒木的汁液涂于箭头，供男人在战场上杀敌。1859年土著民族在和英军交战时，这种毒箭的杀伤力使英军惊恐万分。传说西双版纳最早发现箭毒木汁液含有剧毒的是一位傣族猎人。这位猎人被一只硕大的狗熊紧逼而被迫爬上一棵大树，可狗熊仍不放过他,生死存亡的紧要关头，猎人折断一根树枝刺向正往树上爬的狗熊，奇迹突然发生了，狗熊立即落地而死。从那以后猎人就学会了把箭毒木的汁液涂于箭头用于狩猎。“箭毒木”又称“见血封喉树”又称见血封喉树“七上八下九倒地”，意思就是说，如果谁中了箭毒木的毒，那么往高处只能走七步，往低处只能走八步，但无论如何，走到第九步，都会倒地毙命箭毒木又名加独树、剪刀树等高可达30米，多分布于赤道热带地区，国内则散见于广东、广西、海南、云南等省区。现为濒临灭绝的稀有树种，国家三级保护植物。南美箭毒CurareThedeadlySouthAmericanarrowheadpoisoncurarebindsstronglytotheAChreceptors,butitdoesnotopentheirionchannelsandisnotdestroyedbyacetylcholinesterase.Whenareceptorisoccupiedbycurare,AChcannotbindtothereceptor.Hence,thereisnoEPPinthemotorendplateandnocontraction.Sincetheskeletalmusclesresponsibleforbreathing（呼吸）,curarepoisoningcanleadtodeathbyasphyxiation（窒息）.肉毒杆菌毒素BotulinandAChBotulinisanenzymethatbreaksdownaproteinrequiredforthebindingandfusionofAChvesecleswiththepresynapticmembrane.Hence,itcanblockthereleaseofacetylcholinefromnerveterminalsinneuromuscularjunction.Thispoisoningisoneofthemostpotentpoisons,whichcancauseflaccidparalysis（肌肉松驰性瘫痪）.生物武器它造价低，技术难度不大，隐秘性强，可以在任何地方研制和生产。有资料显示，以1969年为例，当时每平方公里导致50%死亡率的成本分别为：传统武器2000美元；核武器，800美元；化学武器，600美元；生物武器，1美元。肉毒杆菌毒素----“穷人的原子弹”肉毒杆菌毒素是最流行的两大生物武器之一,是一种廉价和高效的杀人武器，其死亡率高达60%至70%。受害者症状是头痛、肢体瘫痪，如不及时治疗将在2至10天内死去。这种毒素可以批量生产，并可通过皮肤吸收、肺部吸收、眼睛接触、等方式传染。肉毒杆菌毒素----“富人的美容剂”肉毒杆菌毒素除皱纹的原理很简单，A型肉毒毒素可以起到麻痹肌肉的作用，脸部注射后，阻断神经和肌肉之间的信息传导，可使局部肌肉瘫痪，肌肤因此舒展，皱纹便神奇般消失A型肉毒毒素注射过量可致人死命。但美容除皱注射的A型肉毒毒素是人致死量的3%。注入肌肉后它选择性使肌肉松弛，几乎无多余的A型肉毒毒素进入血液或进入人脑脊液。重症肌无力（myastheniagravis，MG）主要累及神经肌肉接头突触后膜上乙酰胆碱受体的自身免疫性疾病。临床表现为部分或全身骨骼肌无力和易疲劳，活动后症状加重。主要由AchR抗体介导，在细胞免疫和补体参与下突触后膜的AchR被大量破坏，不能产生足够的终板电位，导致突触后膜传递功能障碍而发生肌无力。临床特点肌无力的显著特点是日波动性，于下午或傍晚劳累后加重，晨起或休息后减轻，此种波动现象称之为“晨轻暮重”。全身骨骼肌均可受累，以眼外肌受累最为常见，其次是面部及咽喉肌以及四肢近端肌肉受累。逐步扩大。呼吸肌受累可导致严重的呼吸困难。心肌偶可受累，可引起突然死亡。肌无力综合征患者病变部位位于突触前膜，其自身抗体的靶器官为突触前膜的钙离子通道和乙酰胆碱囊泡释放区。该抗体直接作用于周围神经末梢突触前膜ACh释放部位及电压门控性钙通道，阻滞钙离子传递，造成神经冲动所致的ACh释放减少，产生神经肌肉接头传递障碍。推测自身抗原可能为电压门控性钙通道复合物组成部分。骨骼肌的构成Organizationofskeletalmuscle骨骼肌是由肌纤维组成。Skeletalmuscleismadeofindividualmusclefibers.肌纤维是由肌原纤维组成。Themusclefibersaremadeofmyofibrils.肌原纤维由肌丝构成。Thefibrilsaredividedintoindividualfilaments.肌丝由收缩蛋白构成。Thefilamentsaremadeupofthecontractileproteins.肌丝Filaments肌原纤维：含有粗肌丝和细肌丝Themyofibrilscontainthickandthinfilamentscomposedofcontractileproteins.粗肌丝：含有肌凝蛋白，又称肌球蛋白。Thickfilamentscontaintheproteinmyosin.细肌丝：含有肌纤蛋白（又称肌动蛋白）、原肌凝蛋白（原肌球蛋白）和肌钙蛋白。Thinfilamentscontainproteinsactin,tropomyosin,andtroponin.横管—肌浆网的联系横管由肌细胞膜凹入形成，它与肌浆网相连。肌浆网含有高浓度的钙离子。肌浆网和肌浆网和CaCa2+2+释放释放肌浆网末端膨大形成终池，内含高浓度肌浆网末端膨大形成终池，内含高浓度CaCa2+2+，称为胞内钙库，安静时浓度比胞质，称为胞内钙库，安静时浓度比胞质高数千倍之多。高数千倍之多。在终池膜上有一种雷诺丁受体在终池膜上有一种雷诺丁受体(RYR),(RYR),它它是一种钙离子释放通道是一种钙离子释放通道,,它的激活可使它的激活可使终池中的终池中的CaCa2+2+释放入胞质内释放入胞质内..肌浆网肌浆网（（SRSR）和）和CaCa2+2+释放释放肌肌浆网浆网末端膨大形成末端膨大形成终末池终末池,,又称侧囊，含又称侧囊，含高浓度高浓度CaCa2+2+。。TheendsoftheSRexpendtoformterminalTheendsoftheSRexpendtoformterminalcisternacisterna(lateralsacs),whichcontainsahighconcentrationof(lateralsacs),whichcontainsahighconcentrationofCaCa2+2+。。在在SRSR膜上有膜上有ryanodineryanodinereceptorreceptor(RYR),(RYR),RYRRYR是是一种一种钙离子释放通道钙离子释放通道,,它的激活可使它的激活可使终末池终末池中的中的CaCa2+2+释放入胞浆释放入胞浆..肌浆网（SR）和Ca2+释放T管含有二氢吡啶受体,属电压敏感受体，又称L-型Ca2+通道。局部去极化可激活该受体，进而使终末池上的钙离子释放通道开放。TheTtubulemembranecontainsdihydrop