兴奋-收缩耦合是对肌肉收缩过程的抽象描述。肌肉骨骼系统与神经系统错综复杂地交织在一起,通过与感觉和运动神经通路的交流,允许肌肉收缩和运动。这是通过神经兴奋发生的,而神经兴奋又导致肌肉纤维的收缩,称为兴奋-收缩耦合。
身体中的两种神经是感觉神经和运动神经。感觉神经元的作用是感知周围环境中的事件,并将其转化为信息传递给大脑。然后大脑处理这些信息并将其转换为信号,从而对刺激产生必要的反应。尽管这些过程中有许多是非自愿的,但诸如有目的运动等自愿行动也利用了感觉和运动成分。
启动这些信息的方式是通过动作电位的发生。动作电位是以激发态为特征的短时电事件。兴奋电位和动作电位不是同义词,而是密切相关的。
这些过程是这样结合在一起的:刺激发生,引起动作电位的激发和感觉神经元的神经兴奋。大脑或脊髓处理信号并向运动神经元发送相应的反应。运动神经元的作用是收缩大量的肌肉纤维,从而产生所需的动作。
这种激发-收缩耦合作用的一个例子是接触热燃烧器。这些过程都发生在几分之一秒之内,以帮助某人将手从热表面移开。1952年,兴奋-收缩耦合首次作为一个术语出现;然而,几个世纪以来,生理学家一直在研究神经系统和运动之间的复杂相互作用。
一种可以模拟兴奋-收缩耦合的方法是通过电刺激。如果一个人被这种装置电击,它会模拟刺激物的自然发生。这导致动作电位泛滥,并触发兴奋-收缩耦合机制,产生肌肉收缩。
由于这些事件的原子特性,认识到对这些过程的许多描述是推测性和理论性的是很重要的。很难看到动作电位;因此,科学家和研究人员依靠演绎推理来更好地理解经常被忽略的动作中的许多事件,例如弯曲手臂。
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