肌肉收縮
肌肉對刺激所產生的收縮現象
肌肉收縮是肌肉對刺激所產生的收縮反應現象。狹義來說,是指脊椎動物骨骼肌靠傳播性活動電位而發生的收縮。單一的活動電位產生單收縮,反覆活動電位產生強直收縮。不通過活動電位的肌肉收縮多數情況是由於非傳布性的去極化而產生的,去極化如只限於局部肌肉,且為短暫性的,稱為局部收縮。去極化如在肌肉全部而且是持續性的,則稱為拘性收縮。在平滑肌等所見到的持續性收縮一般稱為痙攣,但很多仍然是伴隨著反覆活動電位或是持續性去極化。可是在雙殼貝的閉殼肌等所看到的持續性收縮並沒有電位的變化,這種收縮是出於閘式結構。
肌肉收縮是肌肉組織的基本特性,是指肌纖維在接受刺激后所發生的機械反應。身體姿勢的維持、空間的移動、複雜的動作以及呼吸運動等,都是通過肌肉收縮活動來實現的。
依照肌絲滑行理論,肌肉收縮的基本過程是:肌細胞產生動作電位,引起肌漿中Ca^2+濃度升高,Ca^2+與肌鈣蛋白C結合,肌鈣蛋白發生構象變化,使肌鈣蛋白Ⅰ與肌動蛋白的結合減弱,原肌球蛋白髮生構象改變,使肌動蛋白上的結合位點暴露,橫橋與肌動蛋白結合,橫橋發生扭動,將細肌絲往粗肌絲中央方向拖動。經過橫橋與肌動蛋白的結合、扭動、解離和再結合、再扭動所構成的橫橋循環過程,細肌絲不斷滑行,肌小節縮短。肌肉收縮過程中能量來源於ATP水解釋放的能量。
(一)等張收縮與等長收縮
1.等張收縮是指肌肉收縮時,主要表現長度發生改變而張力基本不變的收縮形式。
2.等長收縮是指肌肉收縮時,主要表現張力發生變化而長度基本不變的收縮形式。
(二)單收縮和強直收縮
1.單收縮是指肌肉受到一次短促刺激后出現的一次收縮和舒張。收縮過程分為潛伏期、收縮期和舒張期三個時期。
2.強直收縮是指肌肉受到連續刺激,當刺激頻率達到一定程度時,后一次收縮落在前一次收縮的過程中發生收縮總和,出現強而持續的收縮。如果刺激頻率較低,后一次收縮發生在前一次收縮過程的舒張期,稱為不完全強直收縮,實驗中描記到的是鋸齒狀的曲線。如果刺激頻率較高,后一次收縮發生在前一次收縮過程的收縮期,稱為完全強直收縮,描記到的是光滑的曲線。