生物笔记(肌肉运动)

 肌肉是由肌束组成。每条肌束都含有很多肌纤维。而这些肌纤维又由许多肌原纤维组成。

在显微镜下,肌纤维有明带和暗带之分。暗带中间有一个区域有淡色,那个是H区。在明带中间有一条暗暗的线,那个是Z线。两个Z线之间就是一个肌纤维节。具体看下图:


M:一个肌纤维节
Z:Z线
H:H区
A:A带,肌蛋白的分布区域
I:I带,肌动蛋白的分布区域


每条肌原纤维又由许多粗纤维丝和细纤维丝。明带只由细纤维丝构成,而暗带则由粗纤维丝和细纤维丝构成。但是,在暗带的H区则只有粗纤维丝。


粗纤维丝是由肌蛋白构成,它含有ATPase,可以分解ATP,而细纤维丝则由肌动蛋白构成。

肌纤维上布满了肌内质网,它可以分为囊泡、横管和纵管。囊泡内含有Ca2+离子,Ca2+离子的功能就是让肌蛋白和肌动蛋白叠合。



肌肉的收缩机理

1) 神经冲动经过横管刺激囊泡中的Ca2+

2) 神经冲动经过纵管来到肌质内

3) 当Ca2+超过临界水平,肌蛋白和肌动蛋白结合成为“间桥”

4) “间桥”的收缩会使得粗细肌纤维相互滑动,缩短明带和H区,肌肉紧绷

5) 当Ca2+低于临界水平,Ca2+会回到囊泡,肌蛋白与肌动蛋白之间无法形成间桥,因此,粗细肌纤维不会动,肌肉松懈。

肌肉滑行学说

肌肉收缩是因为细纤维丝在粗纤维丝上滑动,因此,粗细纤维丝的长度是不会改变的,改变的只是H区和明带。H区和明带会在肌肉收缩时变短,舒张时则恢复正常。


肌肉收缩过程

1) ATP接上肌蛋白头

2) ATP分解成ADP和Pi,使得肌蛋白头的角度出现变化,因此肌蛋白头可以和肌动蛋白结合。

3) 当肌质内的Ca2+浓度升高,Ca2+会协助肌蛋白头黏住肌动蛋白分子,形成间桥。

4) 肌蛋白头向H区推进。

5) ADP和Pi会使得肌蛋白头向内旋转,将细纤维丝推向粗纤维丝,缩短肌纤维节。

6) 只要肌质内的Ca2+离子浓度不下降,间桥运动就会不断进行下去,肌肉便可以一直收缩舒张,产生动作。


~冷知识

Q:为什么人死后尸体会变得僵硬?

A:人死后,身体不能产生ATP,肌蛋白和肌动蛋白无法脱离,间桥永远不会断,因此肌肉会一直紧绷并僵硬。


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