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骨骼肌收缩偶联的关键是?

骨骼肌收缩偶联是指将肌细胞膜的电兴奋和肌细胞的机械收缩联系起来的中介过程,而其中的关键是钙离子的释放与回收。

当神经冲动传到肌细胞膜时,肌细胞膜产生动作电位。动作电位沿着横管系统向肌细胞内部传导。横管系统是肌细胞膜的延续,其作用是将肌细胞膜的电信号快速传递到肌细胞内部的各个部位。当动作电位传到三联管结构处时,会引起终池膜上的钙通道开放。终池是肌质网的一部分,是储存钙离子的部位。钙通道开放后,终池内储存的钙离子顺着浓度梯度迅速释放到肌浆中。

肌浆中钙离子浓度升高后,钙离子会与肌钙蛋白结合。肌钙蛋白是一种调节蛋白,与钙离子结合后会发生构象改变,进而使原肌球蛋白发生位移。原肌球蛋白原本覆盖在肌动蛋白的结合位点上,位移后暴露出肌动蛋白上的结合位点,使得肌球蛋白头部能够与肌动蛋白结合。肌球蛋白头部具有ATP酶活性,它与肌动蛋白结合后会分解ATP释放能量,使肌球蛋白头部发生摆动,从而拉动细肌丝向粗肌丝的中央滑行,导致肌小节缩短,肌肉收缩。

当收缩结束后,肌浆网膜上的钙泵被激活。钙泵是一种ATP酶,它可以利用ATP水解释放的能量,将肌浆中的钙离子逆浓度梯度转运回肌质网中。随着肌浆中钙离子浓度的降低,钙离子与肌钙蛋白分离,原肌球蛋白又重新覆盖在肌动蛋白的结合位点上,肌动蛋白与肌球蛋白的相互作用停止,肌肉舒张。

综上所述,钙离子在骨骼肌收缩偶联过程中起到了至关重要的作用,它的释放触发了肌肉收缩,而它的回收则导致肌肉舒张,因此钙离子的释放与回收是骨骼肌收缩偶联的关键。
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