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神经冲动如何引发肌肉收缩?

神经冲动引发肌肉收缩的过程可以分为几个关键步骤:
1. 动作电位传导 当神经系统决定让某块肌肉收缩时,大脑或脊髓会发送一个电信号(动作电位)沿着运动神经元的轴突向肌纤维传递。这个信号以电化学波的形式在细胞膜上快速传播。
2. 神经-肌肉接头 一旦动作电位到达运动终板即神经-肌肉接头处,它会引起轴突末端释放一种叫做乙酰胆碱(ACh)的化学物质。乙酰胆碱通过突触间隙扩散并与位于肌纤维膜上的受体结合。
3. 肌肉细胞去极化 乙酰胆碱与受体结合后导致肌纤维表面产生局部电流,使该区域的膜电位发生变化,发生去极化现象。这种变化会激活肌纤维内部的电压门控钙通道,允许Ca2 离子进入细胞内。
4. Ca2 释放和横桥循环 当胞浆中Ca2 浓度升高时,它与肌质网上的ryanodine受体结合,促使更多的Ca2 从肌质网中释放到肌纤维内部。高浓度的Ca2 会暴露肌动蛋白上的活性位点,并使得肌钙蛋白构象改变,从而解除对肌动蛋白-肌球蛋白相互作用的抑制。
5. 肌肉收缩 随着肌动蛋白和肌球蛋白之间形成横桥连接并进行循环运动(即所谓的滑行理论),肌肉纤维开始缩短。这一过程中消耗ATP作为能量来源来完成机械功,最终导致整块肌肉的收缩。
6. 放松 当神经冲动停止时,乙酰胆碱被分解清除,并且肌质网将Ca2 重新摄取回内部储存,使胞浆中Ca2 浓度恢复正常水平。此时肌钙蛋白恢复原状,阻止横桥与肌动蛋白结合,肌肉便逐渐放松回到初始状态。

以上就是神经冲动引发肌肉收缩的基本过程。
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