细肌丝粗肌丝的排列肌丝滑动理论肌肉如何进行收缩肌肉收缩启动

　　细肌丝和粗肌丝的排列
　　为了了解肌肉收缩产生运动的原因,必须仔细观察研究肌动蛋白和肌凝蛋白。肌动蛋白由两条细肌丝成双螺旋状排列组成,这两条细肌丝叫做原肌球蛋白和肌钙蛋白,它们帮助肌动蛋白在肌肉收缩中发挥作用。原肌球蛋白是一条长形的绳索状的蛋白质,呈双螺旋状,位于肌动蛋白形成的凹槽中,阻碍了肌动蛋白和肌凝蛋白发生偶联的结合位点。肌钙蛋白是球形的分子,以一定的间距分布在原肌凝蛋白上面。它对钙离子具有强大的亲和力,因此在肌肉收缩和疲劳中具有关键的作用。
　　肌凝蛋白是较粗的肌丝,含有不同的成分。分子含有两个球状的头(叫做肌凝蛋白头、S1头或者横桥)与蛋白质链相连。含有横桥的成分有时被称为＂重链＂。蛋白质链相互纠缠形成长形的＂尾巴＂,或者叫做＂轻链＂。成百个肌凝蛋白分子首尾相接形成束,肌小节一半的球形头都指向一个方向,而另一半的球形头则指向相反的方向。肌小节中间没有球形头的部分是M线。肌凝蛋白沿着纵轴排列,部分沿着细肌丝排列。每条粗肌丝周围有6条细肌丝围绕。在肌肉收缩过程中,肌凝蛋白的球状头延伸形成横桥,与细肌丝的特殊位点进行结合,形成两种肌丝之间的结构和功能连接。
　　肌丝滑动理论:肌肉如何进行收缩
　　肌肉收缩的肌丝滑动理论提示,在粗肌丝和细肌丝相互滑动的过程中,肌肉长度发生变化肌丝本身的长度并没有发生变化,而是肌小节的长度缩短或拉长,从而产生力。当横桥与细肌丝相结合并发生旋转的时候,肌肉的长度就发生了变化。细肌丝滑向粗肌丝,收缩力来自肌凝蛋白的横桥。横桥在其固定的位置上沿着弧形进行旋转。当肌小节的Z线被拉进的时候,Ⅰ带和H袋的区域就会减小,而肌凝蛋白的长度没有发生变化。在等长收缩中,I带和H带的长度不发生变化。分子产生这种运动所消耗的能量来自三磷酸腺苷的分解。下面的部分重点描述了肌丝滑动理论的复杂过程。
　　在肌肉产生收缩的过程中,肌丝的长度不发生变化;而是肌小节变短或变长,然后产生力。
　　肌肉收过的启动
　　肌细胞在产生收缩之前,首先接受来自运动神经元的一个动作电位。当肌细胞的肌小节接受动作电位之后,电信号通过横管系统和肌浆网传递到内部。这种电变化使肌浆网快速将钙离子释放到肌浆中。在安静状态下,原肌凝蛋白束缚该细肌丝的结合位点,从而阻碍了肌丝之间的相互作用。但是,一旦钙离子从肌浆网中释放出来,它们就会与肌钙蛋白相结合,然后启动一个分子过程,即使原肌凝蛋白脱离细肌丝的结合位点。这样横桥就能接触到结合位点了。
　　横桥一旦被动员,就会结合细肌丝,然后在其固定的位置进行旋转,发生变构,这个过程叫做动力冲程。然后引起细肌丝向粗肌丝滑动,肌肉发生缩短。横桥的球状头含有ATP(磷酸腺苷)酶,加速ATP的分解,生成ADP(二磷酸腺苷)和磷酸,释放能量。ATP是所有肌肉活动的能源分子。发生动力冲程之后,横桥立刻与结合位点发生解离,回到初始位置。ATP为肌丝的解离提供所需的能量。横桥解离之后,ATP还会发生水解,然后横桥就会与细肌丝上的新位点相结合,产生另一个动力冲程,使细肌丝进一步靠近粗肌丝。在等长收缩中,横桥连续结合、旋转和解离,但是每次都结合相同的位点,所以肌小节不会产生运动。在离心收缩中,横桥进行结合动力冲程、接力和在结动,但是2线却发生远离。
　　在所有肌肉活动中,横桥的活动都不相同。每对横桥都独立进行活动。如果横桥同时产生运动,那么人体的活动就会变得很急。一些横桥确实通过动力冲程产生力,但是有些横桥只是与结合位点进行了连接和解离。
　　在所有肌肉活动中,横桥的活动方式都不相同。每对横桥都独立进行活动。如果他们同时产生运动,那么人体的活动就会变得很急。
　　肌肉活动的终止
　　肌肉持续进行收缩直到不再接受刺激,肌浆网不再释放钙离子为止。在这个恢复过程中,通过ATP调节的钙泵系统使肌浆中的钙离子回到肌浆网进行储存。在钙离子的消除过程中,肌钙蛋白失去了活性,原肌凝蛋白重新回到初始位置,覆盖横桥的结合位点。ATP的水解过程停止,即纤维回到放松的状态。