
動作電位如何引發(fā)肌纖維收縮過程?
動作電位引發(fā)肌纖維收縮的過程可以分為以下幾個步驟:
首先,當神經(jīng)沖動(即動作電位)到達運動神經(jīng)末梢時,會導致神經(jīng)末端的鈣離子通道開放,使得細胞外的鈣離子進入神經(jīng)末梢。這增加了神經(jīng)末梢內(nèi)部的鈣離子濃度。
隨著鈣離子濃度的升高,會促進神經(jīng)遞質(zhì)——乙酰膽堿的釋放。這些乙酰膽堿穿過突觸間隙,與肌纖維膜上的受體結(jié)合,導致肌纖維膜產(chǎn)生動作電位。
肌纖維膜的動作電位迅速向肌肉細胞內(nèi)的肌漿網(wǎng)傳播,這里也被稱為縱行內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。當動作電位到達肌漿網(wǎng)時,會觸發(fā)肌漿網(wǎng)釋放儲存的鈣離子進入肌漿中(即肌肉細胞內(nèi)部)。
隨著肌漿中的鈣離子濃度升高,這些鈣離子與肌纖維中的肌鈣蛋白結(jié)合,導致肌鈣蛋白構(gòu)象變化。這種變化使得肌動蛋白上的活性位點暴露出來,從而允許肌球蛋白頭與其結(jié)合。
一旦肌球蛋白頭和肌動蛋白相互作用,就會發(fā)生滑行現(xiàn)象:肌球蛋白利用ATP提供的能量向肌纖維的中心移動,拉動細肌絲沿著粗肌絲滑動。這個過程導致肌肉縮短,即肌纖維收縮。
當神經(jīng)沖動停止后,鈣離子會被泵回肌漿網(wǎng)內(nèi),其濃度降低,從而解除對肌鈣蛋白的影響,使肌動蛋白上的活性位點再次被覆蓋,肌球蛋白頭與肌動蛋白分離,肌肉進入舒張狀態(tài)。