骨骼肌纤维类型
骨骼肌纤维收缩的速度、产生的力量、产生ATP以满足能量需求的方式以及对疲劳的敏感性都有所不同。
骨骼肌纤维主要有三种类型。大多数肌肉由三种不同比例的肌肉组成。
I型 (缓慢的氧化) |
IIa (快速氧化) |
类型IIx (快糖酵解) |
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纤维尺寸 | 小的 | 大 | 很大的 |
收缩速度 | 慢 | 快速的 | 非常快 |
力产生的 | 低 | 高 | 非常高的 |
容易疲劳 | 低 | 媒介 | 高 |
代谢类型 | 氧化性(线粒体含量高) | 主要是氧化作用,但也可以转化为糖酵解作用 | 厌氧糖酵解 |
角色 | 低强度、持续时间长的收缩,如姿势肌肉 | 短而高强度的收缩,例如反复举重 | 非常短的,最大强度的收缩,例如短的冲刺 |
马达单元
骨骼肌受神经支配α运动神经元,刺激纤维收缩。α-运动神经元的胞体位于两个不同的位置腹侧角脊髓(用于四肢和躯干肌肉)或在电机核脑干(头部和面部肌肉)。
A.动力装置被定义为一个α运动神经元和它所支配的一组单独的肌肉纤维。一个单一的肌肉纤维只受一个α运动神经元支配,但每个α运动神经元可以支配不同数量的肌肉纤维,这取决于肌肉类型。
骨骼肌收缩
这个神经肌肉接头是一种连接α运动神经元和骨骼肌纤维的特殊突触。
骨骼肌收缩是由动作电位到达神经肌肉接头,导致电压门控钙离子通道开放。导致细胞内钙离子浓度增加2+导致囊泡含有乙酰胆碱(ACh)将其内容物释放到突触间隙.
乙酰胆碱激活烟碱乙酰胆碱受体(一种配体门控离子通道)在肌纤维的质膜上,导致钠离子流入和肌纤维膜电位的去极化。这个局部去极化激活电压特异性钠离子通道,从而在骨骼肌纤维中产生动作电位。
然后,乙酰胆碱在突触间隙被酶迅速分解(水解)乙酰胆碱酯酶终止信号传输,使膜再极化。
兴奋收缩偶联
兴奋收缩耦合描述动作电位触发骨骼肌纤维收缩的过程。
- 神经肌肉接头处产生的动作电位沿着肌膜向下进入横小管(T-小管)系统,使细胞膜去极化。
- 肌膜去极化触发电压门控型Ca的开放2+通道(也称为二氢吡啶受体),允许钙进入细胞。
- 钙内流导致位于肌浆网(细胞内钙储存)的ryanodine受体的激活,允许钙从肌浆网流入细胞质,进一步增加细胞内钙浓度。
- 钙结合肌钙蛋白-c,诱导构象改变,揭示肌凝蛋白头部的肌动蛋白结合位点。
- 这种结合导致ATP水解,为肌动蛋白和肌凝蛋白丝相互滑动提供能量,缩短肌节长度,从而启动肌肉收缩。
肌纤维的松弛是通过肌质/内质网Ca将钙泵回肌质网来促进的2+atp酶(塞尔卡),逆转原肌凝蛋白复合物的构象变化,恢复肌节长度。
重症肌无力
重症肌无力是一种神经肌肉疾病,特征为进行性骨骼肌肉无力在持续活动期间,这会改善休息后的状况。最常见的受累肌肉是眼睛和肌肉脸,导致复视、上睑下垂和吞咽困难。
它是生产的结果auto-antibodies阻断或破坏烟碱乙酰胆碱受体(乙酰胆),从而阻止动作电位通过神经肌肉连接处的传递。因此,骨骼肌不能收缩。
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图4 -由重症肌无力引起的右侧部分上睑下垂图像
重症肌无力可以使用乙酰胆碱酯酶抑制剂如新斯的明,它能延长神经肌肉连接处ACh信号的水平和持续时间,从而增加神经肌肉传输。