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骨骼肌的兴奋与收缩:肌纤维收缩的总和

整块骨骼肌收缩时产生力量的大小,与两个因素有关。一是单根肌纤维收缩的总和;二是同一时间内参与收缩的肌纤维数量

单根肌纤维收缩的总和决定于肌膜AP的频率。AP频率低时,肌纤维发生单收缩(single twitch),即下次AP到来之前,肌浆中Ca2+浓度已恢复静息水平。AP频率较高时,AP不能总和,但由多个AP引起的收缩可发生总和(summation of contraction)。这是因为第一次兴奋释放到肌浆中的Ca2+尚未被完全回收,第二次释放又接着出现,促使肌纤维进一步缩短。如果后来的刺激在肌纤维还未完全舒张时到达,又引起新的收缩,这一连串锯齿形波的收缩称为不完全强直收缩。AP频率更高时,Ca2+只有连续的释放,没有回收,因此不可能出现舒张,这时描记到的收缩曲线平滑而逐渐上升,称为完全强直收缩(如下图)。

肌肉收缩的形式

与骨骼肌不同,正常心肌纤维不可能出现完全强直收缩。这是因为,心肌AP由于存在平台期,持续的时间比其收缩的收缩期还长,这样第二次AP到达时,舒张必然已经开始。骨骼肌的AP持续时间远远短于其收缩时间,因而可产生完全强直收缩。


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