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肌球蛋白产生快乐原理 肌肉收缩 原理

来源:朵拉利品网  |  2020-05-13 11:17:01

1, 肌肉收缩 原理



Huxley(1969)提倡了一套微丝滑行学说(sliding filament theory),作为肌肉收缩原理的解释。根据这套学说,肌肉收缩是由于肌动蛋白微丝(细丝)在肌球蛋白微丝(粗丝)之上滑行所致。在整个收缩的过程之中,肌球蛋白微丝和肌动蛋白微丝本身的长度则没有改变。
微丝滑行的实际情况仍需等待进一步的阐释,但相信肌球蛋白微丝的突起部分(称作横桥或交叉桥,cross bridges)与肌动蛋白微丝上的一些特殊位置形成了一种称作肌动肌球蛋白(actomyosin)的复合蛋白,在ATP的作用之下,就能促使肌肉产生收缩的现象。
当肌肉收缩时,若肌动蛋白微丝向内滑行,使到Z线被拖拉向肌节中央而导致肌肉缩短了,这便称作向心收缩(亦称作同心收缩,concentric contraction)。例如,进行引体向上(chin-up)动作时,当二头肌(biceps)产生张力(收缩)并缩短,把身体向上提升时,就是正在进行向心收缩。反过来说,在引体向上的下降阶段,肌动蛋白微丝向外滑行,使到肌节在受控制的情况下延长并回复至原来的长度时,就是正在进行离心收缩(eccentric contraction)。还有一种情况,就是肌动蛋白微丝在肌肉收缩时并未有滑动,而且仍然保留在原来位置(例如:进行引体向上时,只把身体挂在横杆上),这便称作等长收缩(isometric contraction)。
由于肌肉在放松的时候依然具有相当程度的弹性(muscle tone),所以相信此时仍有一定数量的横桥在不断进行工作。根据Yu与Brenner(1989),即使肌肉在放松的情况下,仍然可以有30%的横桥正在执行任务。
ATP使肌肉收缩的原理好象是说,在ATP的作用下,使肌肉细胞的电位发生改变,并刺激肌球蛋白使它的形状发生改变。
所以从这个意义上说,人也是电动的。

2, 肌肉的收缩原理



当胞液内Ca浓度增加到10moL/L -10 moL/L时,Ca便与TnC结合,之后,TnC构象变化,从而增强了TnC与TnI、TnT之间的结合力,使三者紧密结合,削弱了TnI与肌动蛋白的结合力,使肌动蛋白与TnI脱离,变成启动状态。
同时,TnT使原肌球蛋白移动到肌动蛋白螺旋沟的深处,而排除了肌动蛋白与肌球蛋白相结合的障碍,于是,肌动蛋白便与肌球蛋白的头部相结合,产生有横桥的肌动球蛋白,在此蛋白中,肌动蛋白使肌球蛋白的ATP酶活性大大提高,故肌球蛋白催化ATP水解反应。产生的能量使横桥改变角度,而水解产物的释放又使横桥的位置恢复,再与另一个ATP结合,如此循环,细丝便沿粗丝滑行,肌肉发生收缩。
肌肉收缩形式
依肌肉收缩时的张力和长度变化,可将肌肉收缩的形式分为三类:缩短收缩、拉长收缩和等长收缩。
(一)缩短收缩
1、概念:缩短收缩是指肌肉收缩所产生的张力大于外加的阻力时,肌肉缩短,并牵引骨杠杆做相向运动的一种收缩形式。缩短收缩时肌肉起止点靠近,又称向心收缩。
如进行屈肘、高抬腿跑、挥臂扣球等练习时,参与工作的主动肌就是作缩短收缩。
作缩短收缩时,因负荷移动方向和肌肉用力的方向一致,肌肉做正功。
2、种类:依据整个关节运动范围肌肉张力与负荷的关系,缩短收缩又可分非等动收缩和等动收缩两种。
(1)非等动收缩(习惯上称等张收缩):在整个收缩过程中给定的负荷是恒定的,而由于不同关节角度杠杆得益不同和肌肉收缩长度变化的影响,在整个关节移动范围内肌肉收缩产生的张力和负荷是不等同的,收缩的速度也不相同。
参考资料:百度百科-肌肉收缩

名词解释


微丝

微丝(微丝)是由肌动蛋白分子螺旋状聚合成的纤丝,又称肌动蛋白丝(肌动蛋白丝),与微管和中间纤维共同组成细胞骨架,是一种所有真核细胞中均存在的分子量大约42kDa的蛋白质,也是一种高度保守的蛋白质,因物种差异(例如藻类与人类)的不同不会超过20%。微丝对细胞贴附,铺展,运动,内吞,细胞分裂等许多细胞功能具有重要作用。

肌动蛋白

肌动蛋白是一种中等大小的蛋白质, 由375个氨基酸残基组成, 并且是由一个大的、高度保守的基因编码。 以两种形式存在, 即单体和多聚体。 单体的肌动蛋白是由一条多肽链构成的球形分子, 又称球状肌动蛋白(globular actin, G-actin),外形类似花生果。肌动蛋白的多聚体形成肌动蛋白丝, 称为纤维状肌动蛋白(fibros actin, F-actin)。在电子显微镜下, F-肌动蛋白呈双股螺旋状, 直径为8nm, 螺旋间的距离为37nm。肌动蛋白是真核细胞中最丰富的蛋白质。在肌细胞中, 肌动蛋白占总蛋白的10%, 即使在非肌细胞中, 肌动蛋白也占细胞总蛋白的1~5%。

 
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