细肌丝粗肌丝的排列肌丝滑动理论肌肉如何进行收缩肌肉收缩启动

　　细肌丝和粗肌丝的排列
　　为了了解肌肉收缩产生运动的原因，必须仔细观察研究肌动蛋白和肌凝蛋白。肌动蛋白由两条细肌丝成双螺旋状排列组成，这两条细肌丝叫做原肌球蛋白和肌钙蛋白，它们帮助肌动蛋白在肌肉收缩中发挥作用。原肌球蛋白是一条长形的绳索状的蛋白质，呈双螺旋状，位于肌动蛋白形成的凹槽中，阻碍了肌动蛋白和肌凝蛋白发生偶联的结合位点。肌钙蛋白是球形的分子，以一定的间距分布在原肌凝蛋白上面。它对钙离子具有强大的亲和力，因此在肌肉收缩和疲劳中具有关键的作用。
　　肌凝蛋白是较粗的肌丝，含有不同的成分。分子含有两个球状的头（叫做肌凝蛋白头、S1头或者横桥）与蛋白质链相连。含有横桥的成分有时被称为重链。蛋白质链相互纠缠形成长形的尾巴，或者叫做轻链。成百个肌凝蛋白分子首尾相接形成束，肌小节一半的球形头都指向一个方向，而另一半的球形头则指向相反的方向。肌小节中间没有球形头的部分是M线。肌凝蛋白沿着纵轴排列，部分沿着细肌丝排列。每条粗肌丝周围有6条细肌丝围绕。在肌肉收缩过程中，肌凝蛋白的球状头延伸形成横桥，与细肌丝的特殊位点进行结合，形成两种肌丝之间的结构和功能连接。
　　肌丝滑动理论：肌肉如何进行收缩
　　肌肉收缩的肌丝滑动理论提示，在粗肌丝和细肌丝相互滑动的过程中，肌肉长度发生变化肌丝本身的长度并没有发生变化，而是肌小节的长度缩短或拉长，从而产生力。当横桥与细肌丝相结合并发生旋转的时候，肌肉的长度就发生了变化。细肌丝滑向粗肌丝，收缩力来自肌凝蛋白的横桥。横桥在其固定的位置上沿着弧形进行旋转。当肌小节的Z线被拉进的时候，带和H袋的区域就会减小，而肌凝蛋白的长度没有发生变化。在等长收缩中，I带和H带的长度不发生变化。分子产生这种运动所消耗的能量来自三磷酸腺苷的分解。下面的部分重点描述了肌丝滑动理论的复杂过程。
　　在肌肉产生收缩的过程中，肌丝的长度不发生变化；而是肌小节变短或变长，然后产生力。
　　肌肉收过的启动
　　肌细胞在产生收缩之前，首先接受来自运动神经元的一个动作电位。当肌细胞的肌小节接受动作电位之后，电信号通过横管系统和肌浆网传递到内部。这种电变化使肌浆网快速将钙离子释放到肌浆中。在安静状态下，原肌凝蛋白束缚该细肌丝的结合位点，从而阻碍了肌丝之间的相互作用。但是，一旦钙离子从肌浆网中释放出来，它们就会与肌钙蛋白相结合，然后启动一个分子过程，即使原肌凝蛋白脱离细肌丝的结合位点。这样横桥就能接触到结合位点了。
　　横桥一旦被动员，就会结合细肌丝，然后在其固定的位置进行旋转，发生变构，这个过程叫做动力冲程。然后引起细肌丝向粗肌丝滑动，肌肉发生缩短。横桥的球状头含有ATP（磷酸腺苷）酶，加速ATP的分解，生成ADP（二磷酸腺苷）和磷酸，释放能量。ATP是所有肌肉活动的能源分子。发生动力冲程之后，横桥立刻与结合位点发生解离，回到初始位置。ATP为肌丝的解离提供所需的能量。横桥解离之后，ATP还会发生水解，然后横桥就会与细肌丝上的新位点相结合，产生另一个动力冲程，使细肌丝进一步靠近粗肌丝。在等长收缩中，横桥连续结合、旋转和解离，但是每次都结合相同的位点，所以肌小节不会产生运动。在离心收缩中，横桥进行结合动力冲程、接力和在结动，但是2线却发生远离。
　　在所有肌肉活动中，横桥的活动都不相同。每对横桥都独立进行活动。如果横桥同时产生运动，那么人体的活动就会变得很急。一些横桥确实通过动力冲程产生力，但是有些横桥只是与结合位点进行了连接和解离。
　　在所有肌肉活动中，横桥的活动方式都不相同。每对横桥都独立进行活动。如果他们同时产生运动，那么人体的活动就会变得很急。
　　肌肉活动的终止
　　肌肉持续进行收缩直到不再接受刺激，肌浆网不再释放钙离子为止。在这个恢复过程中，通过ATP调节的钙泵系统使肌浆中的钙离子回到肌浆网进行储存。在钙离子的消除过程中，肌钙蛋白失去了活性，原肌凝蛋白重新回到初始位置，覆盖横桥的结合位点。ATP的水解过程停止，即纤维回到放松的状态。