
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,當神經沖動(即動作電位)到達運動神經末梢時,會導致神經末端的鈣離子通道開放,使得細胞外的鈣離子進入神經末梢。這增加了神經末梢內部的鈣離子濃度。
隨著鈣離子濃度的升高,會促進神經遞質——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合,導致肌纖維膜產生動作電位。
肌纖維膜的動作電位迅速向肌肉細胞內的肌漿網傳播,這里也被稱為縱行內質網。當動作電位到達肌漿網時,會觸發(fā)肌漿網釋放儲存的鈣離子進入肌漿中(即肌肉細胞內部)。
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合,導致肌鈣蛋白構象變化。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。
當神經沖動停止后,鈣離子會被泵回肌漿網內,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)。