《生理學(xué)》 （一）肌原纖維和肌小節(jié)

每個(gè)肌纖維含有大量直徑1～2μm的纖維狀結(jié)構(gòu)，稱為肌原纖維，它們平行排列，縱貫肌纖維全長(zhǎng)，在一個(gè)細(xì)胞中可達(dá)上千條之多（圖2-20）。每條肌原纖維的全長(zhǎng)都呈現(xiàn)規(guī)則的明、暗交替，分別稱為明帶和暗帶；而且在平行的各肌原纖維之間，明帶和暗帶又都分布在同一水平上；暗帶的長(zhǎng)度比較固定，不論肌肉處于靜止、受到被動(dòng)牽拉或進(jìn)行收縮時(shí)，它都保持1.5μm的長(zhǎng)度；在暗帶中央，有一段相對(duì)透明的區(qū)域，稱為H帶，它的長(zhǎng)度隨肌肉所處狀態(tài)的不同而有變化；在H帶中央亦即整個(gè)暗帶的中央，又有一條橫向的暗線，稱為M線。明帶的長(zhǎng)度是可變的，它在肌肉安靜時(shí)較長(zhǎng)，并且在一定范圍內(nèi)可因肌肉所受的被牽引而變長(zhǎng)；但明帶在肌肉收縮時(shí)可變短。明帶中央也有一條橫向的暗線，稱為z線（或z盤）。目前已經(jīng)肯定，肌原纖維上每一段位于兩條z線之間的區(qū)域，是肌肉收縮和舒張的最基本單位，它包含一個(gè)位于中間部分的暗帶和兩側(cè)各1/2的明帶，合稱為肌小節(jié)（sarcomere）。由于明帶的長(zhǎng)度可變，肌小節(jié)的長(zhǎng)度在不同情況下可變動(dòng)于1.5～3.5μm之間；通常在體骨骼肌安靜時(shí)肌小節(jié)的長(zhǎng)度約為2.0～2.2μm。

圖2-20 骨骼肌細(xì)胞的肌原纖維和肌管系統(tǒng)

注意肌小節(jié)能的組成和不同部位肌小節(jié)橫斷布粗、細(xì)肌絲的幾何排列

用X-線衍射等更精密的方法進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，肌小節(jié)的明帶和暗帶包含有更細(xì)的、平行排列的絲狀結(jié)構(gòu)，稱為肌絲。暗帶中含有的肌絲較粗，直徑約10nm，稱為粗肌絲，其長(zhǎng)度與暗帶相同；實(shí)際上暗帶的形成就是由于粗肌絲的存在，M線則是把成束的粗肌絲固定在一定位置的某種結(jié)構(gòu)。明帶中的肌絲較細(xì)，直徑約5nm，稱為細(xì)肌絲；它們由z線結(jié)構(gòu)向兩側(cè)明帶伸出，每側(cè)的長(zhǎng)度都是1.0nm，它的游離端在肌小節(jié)總長(zhǎng)度小于3.5nm的情況下，必然有一段要伸入暗帶，和粗肌絲處于交錯(cuò)和重疊的狀態(tài)；如果由兩側(cè)z線伸入暗帶的細(xì)肌絲未能相遇而隔有一段距離，這就形成了H帶。肌肉被拉長(zhǎng)時(shí)，肌小節(jié)長(zhǎng)度增大，這時(shí)細(xì)肌絲由暗帶重疊區(qū)拉出，使明帶長(zhǎng)度增大，H帶也相應(yīng)地增大（圖2-20，下）。

粗、細(xì)肌絲相互重疊時(shí)，在空間上也呈現(xiàn)規(guī)則排列，這可從肌原纖維的橫斷面上看出。圖2-20下方表示在肌小節(jié)的不同位置將肌原纖維橫節(jié)時(shí)，斷面上所能看到的兩種肌絲的分布情況。在通過(guò)明帶的橫斷面上只有細(xì)肌絲，它們的所在位置相當(dāng)于一個(gè)正六邊形的各頂點(diǎn)；在通過(guò)H帶的橫斷面上只有粗肌絲，它們都處于正三邊形的各頂點(diǎn)上；而在H帶兩側(cè)的暗帶的橫斷面上，則可看到粗、細(xì)肌絲交錯(cuò)存在的情況，這里，每一條粗肌絲正處在以六條細(xì)肌絲為頂點(diǎn)的正六邊形的中央，而這就為收縮時(shí)粗細(xì)肌絲之間的相互作用準(zhǔn)備了條件。