動(dòng)作電位如何引發(fā)肌肉纖維的興奮-收縮耦聯(lián)?
動(dòng)作電位引發(fā)肌肉纖維的興奮-收縮耦聯(lián)過程主要包括以下幾個(gè)步驟:
1. 動(dòng)作電位傳到肌細(xì)胞膜:當(dāng)神經(jīng)沖動(dòng)到達(dá)運(yùn)動(dòng)神經(jīng)末梢時(shí),會(huì)通過神經(jīng)-肌肉接頭處釋放乙酰膽堿(ACh),這種化學(xué)物質(zhì)與肌細(xì)胞膜上的受體結(jié)合,導(dǎo)致肌細(xì)胞膜去極化,形成動(dòng)作電位。
2. 動(dòng)作電位沿T管系統(tǒng)傳播:形成的動(dòng)作電位沿著肌纖維表面和T管系統(tǒng)向下傳遞。T管是肌纖維內(nèi)部的一種特殊結(jié)構(gòu),它能夠?qū)㈦娦盘?hào)快速傳導(dǎo)到肌纖維的深層部位。
3. 引起終池釋放鈣離子:在T管與肌漿網(wǎng)(即肌細(xì)胞內(nèi)的內(nèi)質(zhì)網(wǎng))相鄰處存在一種稱為“三聯(lián)體”的結(jié)構(gòu),在此結(jié)構(gòu)中,當(dāng)動(dòng)作電位到達(dá)時(shí)會(huì)觸發(fā)肌漿網(wǎng)上鈣通道開放,使得儲(chǔ)存在肌漿網(wǎng)中的Ca2 大量釋放到胞漿中。
4. 鈣離子與肌鈣蛋白結(jié)合:釋放出來的Ca2 與位于細(xì)絲上的肌鈣蛋白(Troponin)結(jié)合,引起肌鈣蛋白構(gòu)象變化。這種變化會(huì)進(jìn)一步導(dǎo)致原肌球蛋白從肌動(dòng)蛋白的活性位點(diǎn)移開,暴露出可以與橫橋結(jié)合的位置。
5. 橫橋循環(huán)和肌纖維收縮:當(dāng)肌動(dòng)蛋白暴露出來的活性位點(diǎn)與粗絲上的橫橋(即肌凝蛋白)相互作用時(shí),會(huì)發(fā)生橫橋循環(huán)過程。在ATP供能下,橫橋通過擺動(dòng)動(dòng)作拉動(dòng)細(xì)絲向M線方向滑行,使 sarcomere 縮短,從而實(shí)現(xiàn)肌肉纖維的收縮。
6. 鈣離子回收:當(dāng)神經(jīng)沖動(dòng)停止后,肌漿網(wǎng)上的鈣泵會(huì)將Ca2 重新攝取回肌漿網(wǎng)內(nèi),降低胞漿中游離的Ca2 濃度。隨著Ca2 濃度下降,肌鈣蛋白恢復(fù)原始構(gòu)象,原肌球蛋白再次覆蓋住肌動(dòng)蛋白活性位點(diǎn),肌肉纖維逐漸放松。
以上就是動(dòng)作電位如何引發(fā)肌肉纖維興奮-收縮耦聯(lián)的基本過程。
1. 動(dòng)作電位傳到肌細(xì)胞膜:當(dāng)神經(jīng)沖動(dòng)到達(dá)運(yùn)動(dòng)神經(jīng)末梢時(shí),會(huì)通過神經(jīng)-肌肉接頭處釋放乙酰膽堿(ACh),這種化學(xué)物質(zhì)與肌細(xì)胞膜上的受體結(jié)合,導(dǎo)致肌細(xì)胞膜去極化,形成動(dòng)作電位。
2. 動(dòng)作電位沿T管系統(tǒng)傳播:形成的動(dòng)作電位沿著肌纖維表面和T管系統(tǒng)向下傳遞。T管是肌纖維內(nèi)部的一種特殊結(jié)構(gòu),它能夠?qū)㈦娦盘?hào)快速傳導(dǎo)到肌纖維的深層部位。
3. 引起終池釋放鈣離子:在T管與肌漿網(wǎng)(即肌細(xì)胞內(nèi)的內(nèi)質(zhì)網(wǎng))相鄰處存在一種稱為“三聯(lián)體”的結(jié)構(gòu),在此結(jié)構(gòu)中,當(dāng)動(dòng)作電位到達(dá)時(shí)會(huì)觸發(fā)肌漿網(wǎng)上鈣通道開放,使得儲(chǔ)存在肌漿網(wǎng)中的Ca2 大量釋放到胞漿中。
4. 鈣離子與肌鈣蛋白結(jié)合:釋放出來的Ca2 與位于細(xì)絲上的肌鈣蛋白(Troponin)結(jié)合,引起肌鈣蛋白構(gòu)象變化。這種變化會(huì)進(jìn)一步導(dǎo)致原肌球蛋白從肌動(dòng)蛋白的活性位點(diǎn)移開,暴露出可以與橫橋結(jié)合的位置。
5. 橫橋循環(huán)和肌纖維收縮:當(dāng)肌動(dòng)蛋白暴露出來的活性位點(diǎn)與粗絲上的橫橋(即肌凝蛋白)相互作用時(shí),會(huì)發(fā)生橫橋循環(huán)過程。在ATP供能下,橫橋通過擺動(dòng)動(dòng)作拉動(dòng)細(xì)絲向M線方向滑行,使 sarcomere 縮短,從而實(shí)現(xiàn)肌肉纖維的收縮。
6. 鈣離子回收:當(dāng)神經(jīng)沖動(dòng)停止后,肌漿網(wǎng)上的鈣泵會(huì)將Ca2 重新攝取回肌漿網(wǎng)內(nèi),降低胞漿中游離的Ca2 濃度。隨著Ca2 濃度下降,肌鈣蛋白恢復(fù)原始構(gòu)象,原肌球蛋白再次覆蓋住肌動(dòng)蛋白活性位點(diǎn),肌肉纖維逐漸放松。
以上就是動(dòng)作電位如何引發(fā)肌肉纖維興奮-收縮耦聯(lián)的基本過程。

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