動(dòng)作電位如何觸發(fā)骨骼肌細(xì)胞的收縮?
當(dāng)神經(jīng)沖動(dòng)到達(dá)運(yùn)動(dòng)神經(jīng)末梢時(shí),會(huì)引發(fā)一系列反應(yīng)導(dǎo)致肌肉收縮。這個(gè)過程主要涉及以下幾個(gè)步驟:
1. 動(dòng)作電位傳到神經(jīng)-肌肉接頭:當(dāng)動(dòng)作電位沿著軸突傳導(dǎo)至神經(jīng)末梢(即運(yùn)動(dòng)終板)時(shí),它觸發(fā)了電壓門控鈣離子通道的開放。
2. 神經(jīng)遞質(zhì)釋放:隨著這些鈣離子進(jìn)入細(xì)胞內(nèi),它們促使含有乙酰膽堿(ACh)的小泡與突觸前膜融合并釋放ACh到突觸間隙中。
3. ACh結(jié)合受體:釋放出來的ACh迅速擴(kuò)散穿過突觸間隙,并與位于肌纖維表面的尼古丁型乙酰膽堿受體(nAChRs)相結(jié)合。這導(dǎo)致了受體蛋白構(gòu)象的變化,進(jìn)而開放了一個(gè)離子通道。
4. 終板電位產(chǎn)生:由于該通道主要對(duì)鈉離子和鉀離子具有通透性,因此當(dāng)它們打開時(shí),會(huì)引起局部的去極化現(xiàn)象,形成終板電位(EPP)。
5. 動(dòng)作電位在肌纖維上傳導(dǎo):如果EPP足夠強(qiáng),則可以觸發(fā)相鄰區(qū)域膜上電壓門控Na 通道開放,引發(fā)動(dòng)作電位沿整個(gè)肌細(xì)胞表面?zhèn)鞑?。此過程稱為興奮-收縮耦聯(lián)。
6. 肌漿網(wǎng)釋放Ca2 :隨著動(dòng)作電位傳導(dǎo)至T系統(tǒng)(橫管系統(tǒng)),它會(huì)激活位于該處的L型鈣離子通道。這些通道與肌漿網(wǎng)上SR Ca2 釋放通道緊密相連,從而觸發(fā)肌漿網(wǎng)內(nèi)儲(chǔ)存的Ca2 大量釋放到胞質(zhì)中。
7. 橫橋循環(huán)啟動(dòng):隨著胞質(zhì)中自由Ca2 濃度升高,它會(huì)結(jié)合至肌動(dòng)蛋白上的調(diào)節(jié)亞單位——原肌球蛋白,并改變其構(gòu)象。這使得橫橋(即肌凝蛋白頭)能夠與肌纖蛋白絲相互作用,啟動(dòng)ATP依賴性的滑行過程。
8. 肌肉收縮:隨著橫橋循環(huán)不斷進(jìn)行,細(xì)肌絲相對(duì)于粗肌絲向M線方向移動(dòng),導(dǎo)致肌節(jié)縮短,最終表現(xiàn)為整塊肌肉的收縮。
當(dāng)神經(jīng)沖動(dòng)停止時(shí),終板處不再有新的ACh釋放,同時(shí)先前已作用過的ACh會(huì)被乙酰膽堿酯酶分解。此外,肌漿網(wǎng)上的Ca2 泵會(huì)將胞質(zhì)中的Ca2 重新
1. 動(dòng)作電位傳到神經(jīng)-肌肉接頭:當(dāng)動(dòng)作電位沿著軸突傳導(dǎo)至神經(jīng)末梢(即運(yùn)動(dòng)終板)時(shí),它觸發(fā)了電壓門控鈣離子通道的開放。
2. 神經(jīng)遞質(zhì)釋放:隨著這些鈣離子進(jìn)入細(xì)胞內(nèi),它們促使含有乙酰膽堿(ACh)的小泡與突觸前膜融合并釋放ACh到突觸間隙中。
3. ACh結(jié)合受體:釋放出來的ACh迅速擴(kuò)散穿過突觸間隙,并與位于肌纖維表面的尼古丁型乙酰膽堿受體(nAChRs)相結(jié)合。這導(dǎo)致了受體蛋白構(gòu)象的變化,進(jìn)而開放了一個(gè)離子通道。
4. 終板電位產(chǎn)生:由于該通道主要對(duì)鈉離子和鉀離子具有通透性,因此當(dāng)它們打開時(shí),會(huì)引起局部的去極化現(xiàn)象,形成終板電位(EPP)。
5. 動(dòng)作電位在肌纖維上傳導(dǎo):如果EPP足夠強(qiáng),則可以觸發(fā)相鄰區(qū)域膜上電壓門控Na 通道開放,引發(fā)動(dòng)作電位沿整個(gè)肌細(xì)胞表面?zhèn)鞑?。此過程稱為興奮-收縮耦聯(lián)。
6. 肌漿網(wǎng)釋放Ca2 :隨著動(dòng)作電位傳導(dǎo)至T系統(tǒng)(橫管系統(tǒng)),它會(huì)激活位于該處的L型鈣離子通道。這些通道與肌漿網(wǎng)上SR Ca2 釋放通道緊密相連,從而觸發(fā)肌漿網(wǎng)內(nèi)儲(chǔ)存的Ca2 大量釋放到胞質(zhì)中。
7. 橫橋循環(huán)啟動(dòng):隨著胞質(zhì)中自由Ca2 濃度升高,它會(huì)結(jié)合至肌動(dòng)蛋白上的調(diào)節(jié)亞單位——原肌球蛋白,并改變其構(gòu)象。這使得橫橋(即肌凝蛋白頭)能夠與肌纖蛋白絲相互作用,啟動(dòng)ATP依賴性的滑行過程。
8. 肌肉收縮:隨著橫橋循環(huán)不斷進(jìn)行,細(xì)肌絲相對(duì)于粗肌絲向M線方向移動(dòng),導(dǎo)致肌節(jié)縮短,最終表現(xiàn)為整塊肌肉的收縮。
當(dāng)神經(jīng)沖動(dòng)停止時(shí),終板處不再有新的ACh釋放,同時(shí)先前已作用過的ACh會(huì)被乙酰膽堿酯酶分解。此外,肌漿網(wǎng)上的Ca2 泵會(huì)將胞質(zhì)中的Ca2 重新

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