肌肉发力的微观机制是什么?

如题所述

肌肉分为随意肌(骨骼肌)和非随意肌(平滑肌和心肌)

平滑肌:血管壁、多数内脏器官壁。心肌:构成心脏壁的主要成分,心肌的运动是在神经系统和内分泌系统的微细调解下自我进行控制的。骨骼肌:附着在骨骼上;人体的运动是由骨骼肌的收缩和舒张实现的。  

骨骼肌的结构:每块肌肉的外面都覆有结缔组织——肌外膜,切开肌外膜后,可以看见许多由结缔组织包绕的肌纤维束——肌束,包绕在肌束外面的结缔组织——肌束膜,切开肌束膜,通过显微镜可以看到单个肌细胞——肌纤维,包裹肌纤维的结缔组织——肌内膜。       三、运动单位:α运动神经元与肌纤维相连接,并支配肌纤维的活动。一个α运动神经元及其所支配的所有肌纤维合称一个运动单位。说完了这几个概念,再看肌肉收缩机制就会相对清晰一些。肌肉收缩是由脑或脊髓产生电信号(即动作电位)传到α运动神经元; 动作电位引起肌细胞膜去极化,并且沿着T小管形成的网络传遍到肌纤维内部,由此产生的电流使肌浆网释放钙离子进入到肌浆;钙离子与肌钙蛋白结合,从而触发肌肉收缩过程;肌肉收缩时,肌纤维缩短,这个机制就是“肌丝滑动原理”;由于肌肉收缩是一个主动的过程,需要消耗能量,提供能量的就是ATP;肌球蛋白头部有ATP酶,可以水解ATP,产生ADP和磷,并且释放出能量;ATP被分解释放出的能量可以致使肌球蛋白头部的屈动,因此ATP是肌肉收缩的化学性能量来源。

再来看肌肉收缩的结束:只要肌浆中的钙离子一直存在,肌肉收缩就会一直持续;只有当钙离子被泵回到肌浆网存储起来的时候,肌肉收缩就结束了;将钙离子泵回到肌浆网也是一个主动过程,同样需要ATP供能才能完成,所以,肌肉的舒张也是需要消耗能量的。

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第1个回答  2017-11-28

当一个神经冲动传递到突触小体,引起去极化使得Ca2+进入细胞膜,使突触小泡向前移动并释放出乙酰胆碱(ACH),乙酰胆碱(ACH)与后膜上的受体结合,引起终板电位并向两侧扩布到两侧的肌细胞膜形成动作电位,并沿细胞膜传递到肌细胞的横管系统使两侧终池释放出Ca2+,Ca2+与肌钙蛋白结合使原肌球蛋白发生变化,暴露出肌动蛋白于横桥结合的位点,接着横桥和肌动蛋白相结合后横桥分解ATP获得能量使横桥循环把细肌丝不断地向肌节中心M线拉,最终达到肌肉收缩。

关键点: 肌肉收缩时关键点是终池和细胞外液中Ca2+的含量,当Ca2+含量不足是将直接影响神经信号的传递,阻碍肌肉的收缩。

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第2个回答  2017-11-28

骨骼肌的结构层次:一块骨骼肌包含多个肌束,一个肌束内包含多个肌纤维。一个肌纤维即为一个纵向合胞体的肌细胞。每个肌纤维内又含有多条肌原纤维。上述部分的纵轴都是一致的,保证肌肉收缩时沿一个方向。  

单独来看肌原纤维,又由细肌丝(与Z线相连,浅绿色)和粗肌丝(与M线相连,紫色)组成。当然提到的这些都是复杂的蛋白质。

关键内容:肌肉收缩的原理。粗肌丝上有能依赖水解ATP的能量发生形变的马达蛋白,细肌丝上有马达蛋白的结合位点。很简单的讲,神经元兴奋后将使肌细胞去极化,结果使得肌细胞内的肌质网释放钙离子。钙离子会使得细肌丝上的马达蛋白结合位点从隐藏的位置暴露出来,使得粗肌丝上的马达蛋白能够结合并拉动细肌丝,结果造成细肌丝和粗肌丝之间相互滑动就是肌肉收缩的微观表现。  

推一块巨石而不动,但肌肉仍处于收缩状态,我们称之为“等长收缩”,因为这个过程骨骼肌的长度没有改变。尽管如此,细肌丝和粗肌丝仍在不停地滑动,但粗肌丝刚把细肌丝抓过来,细肌丝又跑了回去,如此反复就像是在跑步机上跑步,虽然看起来没动,但还是消耗能量的。