骨骼肌细胞的兴奋收缩耦联与钙离子的关系

试述神经冲动引起肌纤维收缩的生理过程及主要影响因素.
　　［考点］神经—骨骼肌的兴奋耦联、传递.
　　［解析］当神经冲动传到肌细胞时,冲动引起轴突末梢去极化,电压门控式钙离子通道开放,钙离子内流引起囊泡移动以至排放,将其内的乙酰胆碱释放入神经—肌肉接头间隙内,乙酰胆碱与存在于肌细胞膜上的乙酰胆碱受体结合,引起终板膜上的特殊通道蛋白质开放,钠离子的内流和钾离子的外流使肌细胞产生动作电位,并将其迅速扩布到整个细胞膜,于是整个肌细胞便进入兴奋状态.肌细胞的兴奋并不等于细胞收缩,这中间还需要一个过程.这个把肌细胞的电兴奋与肌细胞机械收缩衔接起来的中介过程,称为兴奋收缩耦联.具体的耦联过程是：首先,细胞质膜的动作电位可直接传遍与其相延续的横管系统的细胞膜.横管的动作电位可在三联管结构处把兴奋信息传递给纵管终池,使纵管膜对钙离子的通透性增大,贮存于池内的Ca2+便会顺其梯度扩散到胞浆中,使胞浆Ca2+浓度升高,Ca2+与肌钙蛋白结合,从而出现肌肉收缩.
　　当神经冲动停止时,肌膜及横管电位恢复,终池膜对Ca2+的通透性降低,由于Ca2+泵的作用,Ca2+回到终池,使肌浆内Ca2+降低,Ca2+与肌钙蛋白分离,从而出现肌肉舒张.
补充：肌细胞的收缩过程如下：
1.肌节由粗、细肌丝组成.粗肌丝主要由肌凝蛋白构成.肌凝蛋白分子可分球头部和杆状部.杆状部聚合成粗肌丝的主干,球头部伸出粗肌丝的表面,形成横桥.细肌丝则由肌纤蛋白、原肌凝蛋白和肌钙蛋白组成.横桥在肌肉收缩中起着关键的作用,它具有ATP酶的性质,并有两个结合位点,一个与ATP的结合位点,另一个与细肌丝上肌纤蛋白的结合位点.细肌丝中肌纤蛋白上排列着许多与横桥结合的位点.在肌肉舒张时,原肌凝蛋白的位置正好在肌纤蛋白与横桥之间,掩盖了肌纤蛋白上与横桥结合点,阻止横桥与肌凝蛋白的结合.
2.肌丝滑行过程当肌细胞兴奋而使胞浆内Ca2+增加时,Ca2+便与细丝上的肌钙蛋白结合,使其构型发生变化,从而牵拉原肌凝蛋白滚动移位,将其掩盖的结合位点暴露出来.横桥立即与肌纤蛋白结合形成肌纤凝蛋白,同时横桥上的ATP酶获得活性,加速ATP分解释放能量,使横桥发生扭动,牵拉细肌丝向粗肌丝内滑行,肌节缩短,出现肌肉收缩.当胞浆内Ca2+浓度下降时,肌钙蛋白与Ca2+脱离,恢复静息构型,原肌凝蛋白又回到原位而把结合位点重又覆盖起来,横桥不能接触细肌丝,便使肌肉进入舒张过程.
在整体内骨骼肌的功能直接受神经系统控制.当神经冲动传到肌细胞时,肌细胞便产生动作电位,并将其迅速扩布到整个细胞膜,于是整个肌细胞便进入兴奋收缩状态.肌细胞的兴奋并不等于细胞收缩,这中间还需要一个过程.这个把肌细胞的电兴奋与肌细胞机械收缩衔接起来的中介过程,称为兴奋收缩耦联.具体的耦联过程是：首先,细胞膜的动作电位可直接传遍与其相延续的横管系统的细胞膜.横管的动作电位可在三联管结构处把兴奋信息传递给纵管终池,使纵管膜对钙离子的通透性增大,贮存于池内的Ca2+便会顺其梯度扩散到胞浆中,使胞浆Ca2+浓度升高,Ca2+与肌钙蛋白结合,从而出现肌肉收缩.