下载掌阅APP，畅读海量书库
立即打开
肌肉收缩的肌丝滑行理论指出，当肌球蛋白丝和肌动蛋白丝之间产生滑行时会改变肌肉长度（如图1.7所示）。肌丝本身并不会改变长度；相反，肌节会缩短（向心动作）或者拉长（离心动作），从而产生力量。当肌球蛋白的横桥与肌动蛋白的位点结合并旋转时，肌丝长度会发生改变从而导致单纤维滑行。肌动蛋白单纤维会滑过肌球蛋白丝，同时肌球蛋白的横桥会产生收缩的力量。这就像收桨一样，绕着固定的位置以一定的弧度旋转。
在向心动作中，肌节的Z线会被拧成一股，而I带和Z线的区域会缩小。从A带的长度看，肌球蛋白丝的长度没有发生改变。但是，在等长收缩时，I带和H区的空间仍保持不变。分子运动的能量来自三磷酸腺苷（ATP）的分裂。
下面的步骤展示了肌肉做向心、等长或离心动作时的肌丝滑行理论的复杂顺序。
1. 在做出任何肌肉动作之前，肌纤维必须接收来自运动神经元的动作电位信息。
2. 肌纤维接收信息之后会通过横小管向肌质网传送电脉冲。
3. 电荷会让肌质网快速释放钙离子（Ca 2+ ）到肌质中。
4. 在静止状态下，原肌球蛋白会覆盖肌动蛋白丝的结合位点，从而封锁肌动蛋白接口。但是，当肌质网释放钙离子时，情况就发生改变了。钙离子与能够紧密附着钙离子的肌钙蛋白结合到一起。接下来，位于原肌球蛋白头部的肌钙蛋白会产生一个让原肌球蛋白偏离结合位点（肌动蛋白上）的分子过程。
图1.7 肌节结构：向心和离心动作的机制。在向心动作中，肌球蛋白横桥彼此之间相互附着和吸取肌动蛋白质，从而缩短了肌节。在离心动作中，肌球蛋白横桥附着在一起，但是肌动蛋白质彼此迁离（因为负荷比肌肉所产生的力量更强），从而拉伸了肌动蛋白
经许可转载自：L. Kenney, J. Wilmore, and D. Costill, 2012， Physiology of sport and exercise , 5th ed. （Champaign, IL: Human Kinetics），35.
5. 肌球蛋白横桥现在可以附着在肌动蛋白丝的结合位点上。
6. 在激活了肌球蛋白横桥之后，肌球蛋白横桥会与肌动蛋白结合，从而导致横桥发生力学变化。这样它们就可以在一个被称为动力冲程的动作中绕着固定位置以一定弧度旋转。
7. 这个动作会出现肌动蛋白丝滑动覆盖（或者靠近）肌球蛋白，从而出现肌肉收缩。这就是向心肌肉动作（或收缩）。
8. 肌球蛋白横桥的球状头是三磷酸腺苷（ATP）酶存储的位置。它可以加速ATP分裂成二磷酸腺苷（ADP）、无机磷酸盐（Pi）和能量。ATP是所有向心、离心和等长肌肉收缩的能源物质。
9. 在出现收缩脉冲之后，肌球蛋白横桥会立刻从受体位点分开并后旋到它们原来的位置。ATP会为肌动蛋白和肌球蛋白的分解提供所需的能量。
10. 横桥分离之后会再次出现ATP分裂（这里指的是ATP水解作用，因为该反应有水分子参与）。接着，肌球蛋白横桥会重新附着在更远的肌动蛋白丝的新结合位点上并发生另一个收缩脉冲，然后再次导致肌动蛋白丝覆盖肌球蛋白。ATP微粒分裂会促进横桥附着或分离循环（Herzog, Leonard, Joumaa & Mehta, 2008）。
11. 在等长动作中，肌球蛋白横桥继续进行结合、旋转和分离的过程，但是它们会在相同的位点重新附着，因为在肌节上不会发生任何运动。
12. 在离心肌肉动作中，肌球蛋白横桥会完成附着运动、收缩脉冲、分离和重新组合的过程，但是因为肌肉拉伸是一个离心动作，因此Z线会分离。