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第二章細(xì)胞的基本功能 第一節(jié)細(xì)胞的跨膜物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)功能 第三節(jié)細(xì)胞的跨膜電變化 第四節(jié)肌細(xì)胞的收縮功能 第二節(jié)細(xì)胞的跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)功能 第一節(jié)細(xì)胞的跨膜物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)功能一 膜的化學(xué)組成和分子結(jié)構(gòu) 一 脂質(zhì)雙分子層 以液態(tài)的脂質(zhì)雙分子層為基架 具有穩(wěn)定性和流動(dòng)性 二 細(xì)胞膜蛋白質(zhì) 鑲嵌或貫穿于脂質(zhì)雙分子層中 生物膜具有的各種功能大多與其有關(guān) 有些作為抗原決定族 免疫信息 血型 三 細(xì)胞膜糖類多為短糖鏈 以共價(jià)鍵的形式與膜脂質(zhì)或蛋白質(zhì)結(jié)合 形成糖脂或糖蛋白 有些作為膜受體的 可識(shí)別 部分 能特異地與激遞質(zhì)等結(jié)合 二 細(xì)胞膜的跨膜物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)功能 被動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn) 主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn) 指物質(zhì)順電位或化學(xué)梯度的轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程 指物質(zhì)逆濃度梯度或電位梯度的轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程 一 被動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn) passivetransport 概念 物質(zhì)順電位或化學(xué)梯度的轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程 特點(diǎn) 不耗能 轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)力依賴物質(zhì)的電 化學(xué)梯度所貯存的勢(shì)能 依靠或不依靠特殊膜蛋白質(zhì)的 幫助 順電 化學(xué)梯度進(jìn)行分類 單純擴(kuò)散 易化擴(kuò)散 1 單純擴(kuò)散 simplediffusion 1 概念 一些脂溶性物質(zhì)由膜的高濃度一側(cè)向低濃度一側(cè)移動(dòng)的過(guò)程 CO2 i CO2 o O2 o O2 i 2 特點(diǎn) 擴(kuò)散速率高 無(wú)飽和性 不依靠特殊膜蛋白質(zhì)的 幫助 不需另外消耗能量 擴(kuò)散量與濃度梯度 溫度和膜通透性呈正相關(guān) 用擴(kuò)散通量 molormol數(shù) min cm2 表示 3 轉(zhuǎn)運(yùn)的物質(zhì) O2 CO2 NH3 N2 尿素 乙醚 乙醇 類固醇類激素等少數(shù)幾種 注 膜對(duì)H2O具高度通透性 H2O除單純擴(kuò)散外 還可通過(guò)水通道跨膜轉(zhuǎn)運(yùn) 2 易化擴(kuò)散 facilitateddiffusion 1 概念 一些非脂溶性或脂溶解度甚小的物質(zhì) 需特殊膜蛋白質(zhì)的 幫助 下 由膜的高濃度一側(cè)向低濃度一側(cè)移動(dòng)的過(guò)程 2 分類 經(jīng)載體的易化擴(kuò)散 經(jīng)通道的易化擴(kuò)散 1 經(jīng)通道的易化擴(kuò)散 轉(zhuǎn)運(yùn)的物質(zhì) 各種帶電離子 K i K o Na o Na i 2 經(jīng)載體的易化擴(kuò)散 轉(zhuǎn)運(yùn)的物質(zhì) 葡萄糖 GL 氨基酸 AA 等小分子親水物質(zhì) 3 特點(diǎn) 需依靠特殊膜蛋白質(zhì)的 幫助 不需另外消耗能量 選擇性 特殊膜蛋白質(zhì)本身有結(jié)構(gòu)特異性 飽和性 結(jié)合位點(diǎn)是有限的 竟?fàn)幮?經(jīng)同一特殊膜蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn) 濃度和電壓依從性 特殊膜蛋白質(zhì)的變構(gòu)是有條件的 如化學(xué)門(mén)控通道 電壓門(mén)控通道 二 主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn) activetransport 概念 指物質(zhì)逆濃度梯度或電位梯度的轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程 特點(diǎn) 需要消耗能量 能量由分解ATP來(lái)提供 依靠特殊膜蛋白質(zhì) 泵 的 幫助 是逆電 化學(xué)梯度進(jìn)行的 分類 入胞和出胞式轉(zhuǎn)運(yùn) 繼發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn) 簡(jiǎn)稱 聯(lián)合轉(zhuǎn)運(yùn) 原發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn) 簡(jiǎn)稱 泵轉(zhuǎn)運(yùn) 如 Na K 泵 Ca2 Mg2 泵 H K 泵等 泵轉(zhuǎn)運(yùn) Na K 泵Na K 泵又稱Na K ATPase 簡(jiǎn)稱鈉泵 當(dāng) Na i K o 時(shí) 都可被激活 ATP分解產(chǎn)生能量 將胞內(nèi)的3個(gè)Na 移至胞外和將胞外的2個(gè)K 移入胞內(nèi) 通道轉(zhuǎn)運(yùn)與鈉 鉀泵轉(zhuǎn)運(yùn)模式圖 鈉 鉀泵的這種活動(dòng)還為其它一些物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)的提供了動(dòng)力 如葡萄糖 氨基酸的吸收 Na 載體 葡萄糖 Na 載體 氨基酸的復(fù)合體形式進(jìn)行的聯(lián)合轉(zhuǎn)運(yùn) 維持 Na o高 K i高原先的不均勻分布狀態(tài) 2K 泵至細(xì)胞內(nèi) 3Na 泵至細(xì)胞外 分解ATP產(chǎn)生能量 當(dāng) Na i K o 激活 鈉 鉀泵 2 繼發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)概念 間接利用ATP能量的主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程 即逆濃度梯度或逆電位梯度的轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí) 能量非直接來(lái)自ATP的分解 是來(lái)自膜兩側(cè) Na 差 而 Na 差是Na K 泵分解ATP釋放的能量建立的 分類 同向轉(zhuǎn)運(yùn) 逆向轉(zhuǎn)運(yùn) 3 入胞和出胞式轉(zhuǎn)運(yùn) 一些大分子物質(zhì)或團(tuán)塊進(jìn)出細(xì)胞 是通過(guò)細(xì)胞本身的吞吐活動(dòng)進(jìn)行的 亦可屬于主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程 出胞 指細(xì)胞把成塊的內(nèi)容物由細(xì)胞內(nèi)排出的過(guò)程 主要見(jiàn)于細(xì)胞的分泌過(guò)程 如激素 神經(jīng)遞質(zhì) 消化液的分泌 入胞 指細(xì)胞外的大分子物質(zhì)或團(tuán)塊進(jìn)入細(xì)胞的過(guò)程 分為 吞噬 轉(zhuǎn)運(yùn)物質(zhì)為固體 吞飲 轉(zhuǎn)運(yùn)物質(zhì)為液體 分泌物排出 融合處出現(xiàn)裂口 囊泡向質(zhì)膜內(nèi)側(cè)移動(dòng) 膜性結(jié)構(gòu)包被 分泌囊泡 高爾基復(fù)合體 粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成蛋白性分泌物 出胞 囊泡膜與質(zhì)膜的某點(diǎn)接觸并融合 囊泡的膜成為細(xì)胞膜的組成部分 細(xì)胞膜上的受體對(duì)物質(zhì)的 辨認(rèn) 發(fā)生特異性結(jié)合 復(fù)合物 復(fù)合物向膜表面的 有被小窩 移動(dòng) 有被小窩 處的膜凹陷 凹陷膜與細(xì)胞膜斷離 吞食泡 吞食泡與胞內(nèi)體的膜性結(jié)構(gòu)相融合 入胞 復(fù)習(xí)思考題1 簡(jiǎn)述細(xì)胞膜物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)有哪些方式 2 Na K 泵的作用意義 3 在一般生理情況下 每分解一分子ATP 鈉泵運(yùn)轉(zhuǎn)可使 A 2個(gè)鈉離子移出膜外B 2個(gè)鉀離子移入膜內(nèi)C 2個(gè)鈉離子移出膜外 同時(shí)有2個(gè)鉀離子移入膜內(nèi)D 3個(gè)鈉離子移出膜外 同時(shí)有2個(gè)鉀離子移入膜內(nèi)E 2個(gè)鈉離子移出膜外 同時(shí)有3個(gè)鉀離子移入膜內(nèi) D 4 細(xì)胞膜的脂質(zhì)雙分子層是 A 細(xì)胞內(nèi)容物和細(xì)胞環(huán)境間的屏障B 細(xì)胞接受外界和其他細(xì)胞影響的門(mén)戶C 離子進(jìn)出細(xì)胞的通道D 受體的主要成分E 抗原物質(zhì)5 葡萄糖進(jìn)入紅細(xì)胞膜是屬于 A 單純擴(kuò)散B 主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)C 易化擴(kuò)散D 入胞作用E 吞飲 A C 第二節(jié)細(xì)胞的跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)功能多細(xì)胞生物體必須具備完善的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)以協(xié)調(diào)其正常的生理功能 細(xì)胞間傳遞信息的物質(zhì)多達(dá)幾百種 如遞質(zhì) 激素 細(xì)胞因子等 跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)主要涉及到 胞外信號(hào)的識(shí)別與結(jié)合 信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo) 胞內(nèi)效應(yīng)等三個(gè)環(huán)節(jié) 跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)方式大體有以下三類 離子通道介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo) 酶偶聯(lián)受體介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo) G蛋白偶聯(lián)受體介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo) 一 離子通道介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)離子通道大體有 化學(xué) 電壓 機(jī)械性門(mén)控通道如 化學(xué)性胞外信號(hào) ACh ACh 受體 復(fù)合體 終板膜變構(gòu) 離子通道開(kāi)放 Na 內(nèi)流 終板膜電位 骨骼肌收縮 膜外N端 識(shí)別 結(jié)合第一信使 膜內(nèi)C端 激活G蛋白 二 G蛋白偶聯(lián)受體介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo) 一 cAMP信號(hào)通路 神經(jīng)遞質(zhì) 激素等 第一信使 興奮性G蛋白 GS 激活腺苷酸環(huán)化酶 AC ATP cAMP 第二信使 細(xì)胞內(nèi)生物效應(yīng) 激活cAMP依賴的蛋白激酶A 結(jié)合G蛋白偶聯(lián)受體 激活G蛋白 與 亞單位分離 膜外N端 識(shí)別 結(jié)合第一信使 膜內(nèi)C端 激活G蛋白 二 磷脂酰肌醇信號(hào)通路 激素 第一信使 興奮性G蛋白 GS 激活磷脂酶C PLC PIP2 第二信使 IP3和DG 激活蛋白激酶C 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)釋放Ca2 激活G蛋白 與 亞單位分離 細(xì)胞內(nèi)生物效應(yīng) 結(jié)合G蛋白偶聯(lián)受體 三 酶偶聯(lián)受體介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)受體本身具有酶的活性 又稱受體酪氨酸激酶 生長(zhǎng)因子 與受體酪氨酸激酶結(jié)合 細(xì)胞內(nèi)生物效應(yīng) 膜外N端 識(shí)別 結(jié)合第一信使膜內(nèi)C端 具有酪氨酸激酶活性 特點(diǎn) 信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)與G蛋白無(wú)關(guān) 無(wú)第二信使的產(chǎn)生 無(wú)細(xì)胞質(zhì)中蛋白激酶的激活 受體酪氨酸激酶介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)圖示 復(fù)習(xí)思考題1 細(xì)胞間通訊有哪些方式 各種方式之間有何不同 2 通過(guò)細(xì)胞表面受體介導(dǎo)的跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)有哪幾種方式 比較各種方式之間的異同 3 試述細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的基本特征 4 試比較G蛋白偶聯(lián)受體介導(dǎo)的幾種信號(hào)通路之間的異同 5 概述受體酪氨酸介酶介導(dǎo)的信號(hào)通路的組成 特點(diǎn)及其主要功能 概述恩格斯在100 多年前就指出 地球上幾乎沒(méi)有一種變化發(fā)生而不同時(shí)顯示出電的變化 人體及生物體活細(xì)胞在安靜和活動(dòng)時(shí)都存在電活動(dòng) 這種電活動(dòng)稱為生物電現(xiàn)象 bioelectricity 細(xì)胞生物電現(xiàn)象是普遍存在的 臨床上廣泛應(yīng)用的心電圖 腦電圖 肌電圖及視網(wǎng)膜電圖等就是這些不同器官和組織活動(dòng)時(shí)生物電變化的表現(xiàn) 第三節(jié)細(xì)胞的跨膜電變化 一 細(xì)胞的生物電現(xiàn)象 靜息電位 細(xì)胞處于相對(duì)安靜狀態(tài)時(shí) 細(xì)胞膜內(nèi)外存在的恒定電位差 動(dòng)作電位 細(xì)胞活動(dòng)時(shí) 細(xì)胞膜內(nèi)外存在的變化的電位波動(dòng) 2 RP實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 一 靜息電位 restingpotentialRP 1 概念 細(xì)胞處于相對(duì)安靜狀態(tài)時(shí) 細(xì)胞膜內(nèi)外存在的電位差 2 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 3 證明RP的實(shí)驗(yàn) 甲 當(dāng)A B電極都位于細(xì)胞膜外 無(wú)電位改變 證明膜外無(wú)電位差 乙 當(dāng)A電極位于細(xì)胞膜外 B電極插入膜內(nèi)時(shí) 有電位改變 證明膜內(nèi) 外間有電位差 丙 當(dāng)A B電極都位于細(xì)胞膜內(nèi) 無(wú)電位改變 證明膜內(nèi)無(wú)電位差 4 與RP相關(guān)的概念 靜息電位 細(xì)胞處于相對(duì)安靜狀態(tài)時(shí) 細(xì)胞膜內(nèi)外存在的電位差 膜電位 因電位差存在于膜的兩側(cè)所以又稱為膜電位 membranepotential 習(xí)慣叫法 因膜內(nèi)電位低于膜外 習(xí)慣上RP指的是膜內(nèi)負(fù)電位 RP值 哺乳動(dòng)物的神經(jīng) 骨骼肌和心肌細(xì)胞為 70 90mV 紅細(xì)胞約為 10mV左右 RP值描述 RP 膜內(nèi)負(fù)電位 70 90mV 超極化RP 膜內(nèi)負(fù)電位 70 50mV 去極化 二 動(dòng)作電位 actionpotentialAP 1 概念 可興奮細(xì)胞受到刺激 細(xì)胞膜在靜息電位基礎(chǔ)上發(fā)生一次短暫的 可逆的 并可向周?chē)鷶U(kuò)布的電位波動(dòng)稱為動(dòng)作電位 2 AP實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 去極化 上升支 下降支 3 動(dòng)作電位的圖形 刺激 局部電位 閾電位 去極化 零電位 反極化 超射 復(fù)極化 負(fù) 正 后電位 4 動(dòng)作電位的特征 是非衰減式傳導(dǎo)的電位 具有 全或無(wú) 的現(xiàn)象 即同一細(xì)胞上的AP大小不隨刺激強(qiáng)度和傳導(dǎo)距離而改變的現(xiàn)象 5 動(dòng)作電位的意義 AP的產(chǎn)生是細(xì)胞興奮的標(biāo)志 6 與AP相關(guān)的概念 極化 以膜為界 外正內(nèi)負(fù)的狀態(tài) 去極化 膜內(nèi)外電位差向小于RP值的方向變化的過(guò)程 超極化 膜內(nèi)外電位差向大于RP值的方向變化的過(guò)程 復(fù)極化 去極化后再向極化狀態(tài)恢復(fù)的過(guò)程 反極化 細(xì)胞膜由外正內(nèi)負(fù)的極化狀態(tài)變?yōu)閮?nèi)正外負(fù)的極性反轉(zhuǎn)過(guò)程 閾電位 引發(fā)AP的臨界膜電位數(shù)值 局部電位 低于閾電位的去極化電位 后電位 鋒電位下降支最后恢復(fù)到RP水平以前 一種時(shí)間較長(zhǎng) 波動(dòng)較小的電位變化過(guò)程 包括 負(fù)后電位 去極化后電位 正后電位 超去極化后電位 二 生物電現(xiàn)象的產(chǎn)生機(jī)制 一 化學(xué)現(xiàn)象 要在膜兩側(cè)形成電位差 必須具備兩個(gè)條件 膜兩側(cè)的離子分布不均 存在濃度差 對(duì)離子有選擇性通透的膜 膜兩側(cè) K 差是促使K 擴(kuò)散的動(dòng)力 但隨著K 的不斷擴(kuò)散 膜兩側(cè)不斷加大的電位差是K 繼續(xù)擴(kuò)散的阻力 當(dāng)動(dòng)力和阻力達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡時(shí) K 的凈擴(kuò)散通量為零 膜兩側(cè)的平衡電位 通透膜 選擇性通透膜 1 靜息狀態(tài)下細(xì)胞膜內(nèi) 外離子分布不勻 Na i Na o 1 10 K i K o 30 1 Cl i Cl o 1 14 A i A o 4 1 二 靜息電位的產(chǎn)生機(jī)制 1 靜息電位的產(chǎn)生條件 主要離子分布 膜內(nèi) 膜外 2 靜息狀態(tài)下細(xì)胞膜對(duì)離子的通透性具有選擇性通透性 K Cl Na A 靜息狀態(tài)下細(xì)胞膜內(nèi)外主要離子分布及膜對(duì)離子通透性 2 RP產(chǎn)生機(jī)制的膜學(xué)說(shuō) 靜息狀態(tài)下 細(xì)胞膜內(nèi)外離子分布不均 細(xì)胞膜對(duì)離子的通透具有選擇性 K Cl Na A K i順濃度差向膜外擴(kuò)散 A i不能向膜外擴(kuò)散 K i A i 膜內(nèi)電位 負(fù)電場(chǎng) K o 膜內(nèi)電位 正電場(chǎng) 膜外為正 膜內(nèi)為負(fù)的極化狀態(tài) 當(dāng)擴(kuò)散動(dòng)力與阻力達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡時(shí) RP 結(jié)論 RP的產(chǎn)生主要是K 向膜外擴(kuò)散的結(jié)果 RP K 的平衡電位 證明 Nernst公式的計(jì)算EK RT ZF ln K O K i 59 5log K O K i同理可算出ENa 因K 的通透性大于Na 近100倍 EK的權(quán)重明顯大于ENa 故RP是權(quán)重后的EK和ENa的代數(shù)和 非常接近于EK Hodgkin和Katz的實(shí)驗(yàn)在槍賊巨大神經(jīng)纖維測(cè)得RP值為 77mv 與Nernst公式的計(jì)算值 87mv 基本符合 人工改變 K O K i RP也發(fā)生相應(yīng)改變 如 軸突管內(nèi)置換等張Nacl RP消失 即 K i RP 1 AP產(chǎn)生的基本條件 膜內(nèi)外存在 Na 差 Na i Na O 1 10 膜在受到閾刺激而興奮時(shí) 對(duì)離子的通透性增加 即電壓門(mén)控性Na K 通道激活而開(kāi)放 三 動(dòng)作電位的產(chǎn)生機(jī)制 2 AP的產(chǎn)生機(jī)制 AP上升支 AP下降支 當(dāng)細(xì)胞受到刺激 細(xì)胞膜上少量Na 通道激活而開(kāi)放 Na 順濃度差少量?jī)?nèi)流 膜內(nèi)外電位差 局部電位 當(dāng)膜內(nèi)電位變化到閾電位時(shí) Na 通道大量開(kāi)放 Na 順電化學(xué)差和膜內(nèi)負(fù)電位的吸引 再生式內(nèi)流 Na i K O 激活Na K 泵 2 AP的產(chǎn)生機(jī)制 膜內(nèi)負(fù)電位減小到零并變?yōu)檎娢?AP上升支 Na 通道關(guān) Na 內(nèi)流停 同時(shí)K 通道激活而開(kāi)放 K 順濃度差和膜內(nèi)正電位的吸引 K 迅速外流 膜內(nèi)電位迅速下降 恢復(fù)到RP水平 AP下降支 Na 泵出 K 泵回 離子恢復(fù)到興奮前水平 后電位 結(jié)論 AP的上升支由Na 內(nèi)流形成 下降支是K 外流形成的 后電位是Na K 泵活動(dòng)引起的 AP的產(chǎn)生是不消耗能量的 AP的恢復(fù)是消耗能量的 Na K 泵的活動(dòng) AP Na 的平衡電位 證明 Nernst公式的計(jì)算AP達(dá)到的超射值 正電位值 相當(dāng)于計(jì)算所得的ENa值 應(yīng)用Na 通道特異性阻斷劑河豚毒后 內(nèi)向電流全部消失 AP消失 幾點(diǎn)說(shuō)明 1 刺激 在細(xì)胞膜內(nèi)施加負(fù)相電流 或膜外施加正相電流 刺激時(shí) 會(huì)引起超極化 不會(huì)引發(fā)AP 相反 會(huì)引起去極化 引發(fā)AP 刺激分 閾刺激 閾上刺激 閾下刺激 前二者能使膜電位去極化達(dá)到閾電位引發(fā)AP 后者只能引起低于閾電位的去極化 即局部電位 不會(huì)引發(fā)AP 2 閾電位 是激活電壓門(mén)控性Na 通道的臨界值 即閾電位先引發(fā)一定數(shù)量的Na 通道開(kāi)放 Na 迅速大量?jī)?nèi)流后 再引發(fā)更多數(shù)量的Na 通道開(kāi)放 爆發(fā)AP 因此 當(dāng)膜電位達(dá)到閾電位后 導(dǎo)致Na 通道開(kāi)放與Na 內(nèi)流之間出現(xiàn)再生性循環(huán) 三 細(xì)胞興奮后興奮性的變化 一 有關(guān)概念興奮性 活組織或細(xì)胞對(duì)外界刺激發(fā)生反應(yīng)的能力 或活組織或細(xì)胞對(duì)外界刺激產(chǎn)生AP的能力 興奮 組織受刺激后由靜息 活動(dòng)或由活動(dòng)弱 強(qiáng)的過(guò)程 抑制 組織受刺激后由活動(dòng) 靜息或由活動(dòng)強(qiáng) 弱的過(guò)程 刺激 能引起細(xì)胞或組織發(fā)生反應(yīng)的所有內(nèi) 外環(huán)境的變化 反應(yīng) 可興奮性組織對(duì)刺激的應(yīng)答表現(xiàn) 二 細(xì)胞興奮后興奮性的變化 絕對(duì)不應(yīng)期 無(wú)論多強(qiáng)的刺激也不能再次興奮的期間 相對(duì)不應(yīng)期 大于原先的刺激強(qiáng)度才能再次興奮期間 超常期 小于原先的刺激強(qiáng)度便能再次興奮的期間 低常期 大于原先的刺激強(qiáng)度才能再次興奮的期間 組織興奮后興奮性變化的對(duì)應(yīng)關(guān)系 分期興奮性與AP對(duì)應(yīng)關(guān)系機(jī)制絕對(duì)不應(yīng)期降至零鋒電位鈉通道失活相對(duì)不應(yīng)期漸恢復(fù)負(fù)后電位前期鈉通道部分恢復(fù)超常期 正常負(fù)后電位后期鈉通道大部恢復(fù)低常期 正常正后電位膜內(nèi)電位呈超極化 四 局部興奮 概念 閾下刺激引起的低于閾電位的去極化 即局部電位 稱局部反應(yīng)或局部興奮 特點(diǎn) 不具有 全或無(wú) 現(xiàn)象 其幅值可隨刺激強(qiáng)度的增加而增大 電緊張方式擴(kuò)布 其幅值隨著傳播距離的增加而減小 具有總和效應(yīng) 時(shí)間性和空間性總和 時(shí)間性總和 空間性總和 五 興奮在同一細(xì)胞上的傳導(dǎo) 一 傳導(dǎo)機(jī)制 局部電流 靜息部位膜內(nèi)為負(fù)電位 膜外為正電位興奮部位膜內(nèi)為正電位 膜外為負(fù)電位 在興奮部位和靜息部位之間存在著電位差 膜外的正電荷由靜息部位向興奮部位移動(dòng)膜內(nèi)的負(fù)電荷由興奮部位向靜息部位移動(dòng) 形成局部電流 膜內(nèi) 興奮部位相鄰的靜息部位的電位上升膜外 興奮部位相鄰的靜息部位的電位下降 去極化達(dá)到閾電位 觸發(fā)鄰近靜息部位膜爆發(fā)新的AP 局部電流 二 傳導(dǎo)方式 無(wú)髓鞘N纖維的興奮傳導(dǎo)為近距離局部電流 有髓鞘N纖維的興奮傳導(dǎo)為遠(yuǎn)距離局部電流 跳躍式 三 傳導(dǎo)特點(diǎn) 1 生理完整性 2 雙向性 3 相對(duì)不疲勞性 4 絕緣性 5 不衰減性或 全或無(wú) 現(xiàn)象 復(fù)習(xí)思考題1 靜息電位產(chǎn)生的原理是什么 如何證明 2 動(dòng)作電位是怎么發(fā)生的 如何證明動(dòng)作電位是鈉的平衡電位 3 發(fā)生興奮過(guò)程中 如何證明有興奮性的變化 為什么會(huì)發(fā)生這些變化 4 興奮是如何傳導(dǎo)的 影響傳導(dǎo)速度的因素有哪些 5 試比較局部電位和動(dòng)作電位的區(qū)別 6 刺激引起神經(jīng)興奮的內(nèi)因和外因是什么 7 絕對(duì)不應(yīng)期是否指潛伏期 潛伏期是否等于引起興奮所需的最短刺激作用時(shí)間 8 神經(jīng)干上某點(diǎn)發(fā)生興奮后 除向前傳導(dǎo)外 能否逆?zhèn)?為什么 9 試比較改變刺激強(qiáng)度 單一神經(jīng)纖維與神經(jīng)干的動(dòng)作電位變化 為什么 10 血K 濃度對(duì)興奮性 RP和AP有何影響 11 以下關(guān)于細(xì)胞膜離子通道的敘述 正確的是 A 在靜息狀態(tài)下 Na K離子通道都處于關(guān)閉狀態(tài)B 細(xì)胞受刺激剛開(kāi)始去極化時(shí) 鈉離子通道就大量開(kāi)放C 在動(dòng)作電位去極相 鉀離子通道也被激活 但出現(xiàn)較慢D 鈉離子通道關(guān)閉 出現(xiàn)動(dòng)作電位的復(fù)極相E 鈉 鉀離子通道被稱為化學(xué)依從性通道12 刺激閾指的是 A 刺激強(qiáng)度不變 引起組織興奮的最適作用時(shí)間B 刺激時(shí)間不變 引起組織發(fā)生興奮的最小刺激強(qiáng)度C 用最小刺激強(qiáng)度 剛剛引起組織興奮的最短作用時(shí)間D 刺激時(shí)間不限 能引起組織興奮的最適刺激強(qiáng)度E 刺激時(shí)間不限 能引起組織最大興奮的最小刺激強(qiáng)度 C B 第四節(jié)肌細(xì)胞的收縮功能一 肌細(xì)胞的收縮功能 一 N M接頭處的興奮傳遞 1 N M接頭的結(jié)構(gòu)接頭前膜 囊泡內(nèi)含ACh 并以囊泡為單位釋放ACh 稱量子釋放 接頭間隙 約50 60nm 接頭后膜 又稱終板膜 存在ACh受體 N2受體 能與ACh發(fā)生特異性結(jié)合 無(wú)電壓性門(mén)控性鈉通道 接頭間隙 2 N M接頭處的興奮傳遞過(guò)程 當(dāng)神經(jīng)沖動(dòng)傳到軸突末 膜Ca2 通道開(kāi)放 膜外Ca2 向膜內(nèi)流動(dòng) 接頭前膜內(nèi)囊泡移動(dòng) 融合 破裂 囊泡中的ACh釋放 量子釋放 ACh與終板膜上的N2受體結(jié)合 受體蛋白分子構(gòu)型改變 終板膜對(duì)Na K 尤其是Na 通透性 終板膜去極化 終板電位 EPP EPP電緊張性擴(kuò)布至肌膜 去極化達(dá)到閾電位 爆發(fā)肌細(xì)胞膜動(dòng)作電位 N M接頭處的興奮傳遞過(guò)程 膜Ca2 通道開(kāi)放 膜外Ca2 向膜內(nèi)流動(dòng) 接頭前膜內(nèi)囊泡移動(dòng) 融合 破裂 囊泡中的ACh釋放 量子釋放 ACh與終板膜上的N2受體結(jié)合 受體蛋白分子構(gòu)型改變 終板膜對(duì)Na K 尤其是Na 通透性 3 N M接頭處的興奮傳遞特征 1 是電 化學(xué) 電的過(guò)程 N末梢AP ACh 受體 EPP 肌膜AP 2 具1對(duì)1的關(guān)系 接頭前膜傳來(lái)一個(gè)AP 便能引起肌細(xì)胞興奮和收縮一次 因每次ACh釋放的量 產(chǎn)生的EPP是引起肌膜AP所需閾值的3 4倍 神經(jīng)末梢的一次AP只能引起一次肌細(xì)胞興奮和收縮 因終板膜上含有豐富的膽堿酯酶 能迅速水解ACh 4 影響N M接頭處興奮傳遞的因素 1 阻斷ACh受體 箭毒和 銀環(huán)蛇毒 肌松劑 馳肌碘 2 抑制膽堿酯酶活性 有機(jī)磷農(nóng)藥 新斯的明 3 自身免疫性疾病 重癥肌無(wú)力 抗體破壞ACh受體 肌無(wú)力綜合征 抗體破壞N末梢Ca2 通道 4 接頭前膜Ach釋放 肉毒桿菌中毒 5 EPP的特征 無(wú) 全或無(wú) 現(xiàn)象 無(wú)不應(yīng)期 有總和現(xiàn)象 EPP的大小與Ach釋放量呈正相關(guān) 二 骨骼肌細(xì)胞的結(jié)構(gòu) 2 肌小節(jié) 是肌細(xì)胞收縮的基本結(jié)構(gòu)和功能單位 1 2明帶 暗帶 1 2明帶 2條Z線間的區(qū)域 1 肌管系統(tǒng) 橫管系統(tǒng) T管 肌膜內(nèi)凹而成 肌膜AP沿T管傳導(dǎo) 縱管系統(tǒng) L管 也稱肌漿網(wǎng) 肌節(jié)兩端的L管稱終池 富含Ca2 三聯(lián)管 T管 終池 2 3 肌原纖維 粗肌絲 由肌球或稱肌凝蛋白組成 其頭部有一膨大部 橫橋 能與細(xì)肌絲上的結(jié)合位點(diǎn)發(fā)生可逆性結(jié)合 具有ATP酶的作用 與結(jié)合位點(diǎn)結(jié)合后 分解ATP提供橫橋扭動(dòng) 肌絲滑行 和作功的能量 細(xì)肌絲 肌動(dòng)蛋白 表面有與橫橋結(jié)合的位點(diǎn) 靜息時(shí)被原肌球蛋白掩蓋 原肌球蛋白 靜息時(shí)掩蓋橫橋結(jié)合位點(diǎn) 肌鈣蛋白 與Ca2 結(jié)合變構(gòu)后 使原肌球蛋白位移 暴露出結(jié)合位點(diǎn) 1 興奮 收縮耦聯(lián)2 肌絲滑行 三 骨骼肌收縮機(jī)制 1 興奮 收縮耦聯(lián) 三個(gè)主要步驟 肌膜電興奮的傳導(dǎo) 指肌膜產(chǎn)生AP后 AP由橫管系統(tǒng)迅速傳向肌細(xì)胞深處 到達(dá)三聯(lián)管和肌節(jié)附近 三聯(lián)管處的信息傳遞 尚不很清楚 肌漿網(wǎng) 縱管系統(tǒng) 中Ca2 的釋放 指終池膜上的鈣通道開(kāi)放 終池內(nèi)的Ca2 順濃度梯度進(jìn)入肌漿 觸發(fā)肌絲滑行 肌細(xì)胞收縮 Ca2 是興奮 收縮耦聯(lián)的耦聯(lián)物 按任意鍵飛入橫橋擺動(dòng)動(dòng)畫(huà) 肌節(jié)縮短 肌細(xì)胞收縮 牽拉細(xì)肌絲朝肌節(jié)中央滑行 橫橋擺動(dòng) 橫橋與結(jié)合位點(diǎn)結(jié)合 分解ATP釋放能量 原肌球蛋白位移 暴露細(xì)肌絲上的結(jié)合位點(diǎn) Ca2 與肌鈣蛋白結(jié)合肌鈣蛋白的構(gòu)型 終池膜上的鈣通道開(kāi)放終池內(nèi)的Ca2 進(jìn)入肌漿 2 肌絲滑行 運(yùn)動(dòng)神經(jīng)沖動(dòng)傳至末梢 N末梢對(duì)Ca2 通透性增加Ca2 內(nèi)流入N末梢內(nèi) 接頭前膜內(nèi)囊泡向前膜移動(dòng) 融合 破裂 ACh釋放入接頭間隙 ACh與終板膜受體結(jié)合 受體構(gòu)型改變 終板膜對(duì)Na K 尤其N(xiāo)a 的通透性增加 產(chǎn)生終板電位 EPP EPP引起肌膜AP 肌膜AP沿橫管膜傳至三聯(lián)管 終池膜上的鈣通道開(kāi)放終池內(nèi)Ca2 進(jìn)入肌漿 Ca2 與肌鈣蛋白結(jié)合引起肌鈣蛋白的構(gòu)型改變 原肌凝蛋白發(fā)生位移暴露出細(xì)肌絲上與橫橋結(jié)合位點(diǎn) 橫橋與結(jié)合位點(diǎn)結(jié)合激活A(yù)TP酶作用 分解ATP 橫橋擺動(dòng) 牽拉細(xì)肌絲朝肌節(jié)中央滑行 肌節(jié)縮短 肌細(xì)胞收縮 小結(jié) 骨骼肌收縮全過(guò)程 1 興奮傳遞2 興奮 收縮 肌絲滑行 耦聯(lián) 肌絲滑行幾點(diǎn)說(shuō)明 1 肌細(xì)胞收縮時(shí)肌原纖維的縮短 并不是肌絲本身縮短 而是細(xì)肌絲向肌節(jié)中央 粗肌絲內(nèi) 滑行 因 相鄰Z線靠近 即肌節(jié)縮短 暗帶長(zhǎng)度不變 即粗肌絲長(zhǎng)度不變 從Z線到H帶邊緣的距離不變 即細(xì)肌絲長(zhǎng)度不變 明帶和H帶變窄 2 橫橋的循環(huán)擺動(dòng) 細(xì)肌絲向肌節(jié)中央 粗肌絲內(nèi) 滑行 滑行中由于肌肉的負(fù)荷而受阻 便產(chǎn)生張力 3 橫橋的循環(huán)擺動(dòng)在肌肉中是非同步地 從而肌肉產(chǎn)生恒定的張力和連續(xù)的縮短 4 橫橋循環(huán)擺動(dòng)的參入數(shù)目及擺動(dòng)速率 是決定肌肉縮短程度 速度和肌張力的關(guān)鍵因素 四 骨骼肌舒張機(jī)制 興奮 收縮耦聯(lián)后 肌膜電位復(fù)極化 終池膜對(duì)Ca2 通透性 肌漿網(wǎng)膜Ca2 泵激活 肌漿網(wǎng)膜 Ca2 Ca2 與肌鈣蛋白解離 原肌凝蛋白復(fù)蓋的橫橋結(jié)合位點(diǎn) 骨骼肌舒張 二 骨骼肌收縮的形式 一 收縮形式1 單收縮與復(fù)合收縮 單收縮 肌肉受到一次刺激 引起一次收縮和舒張的過(guò)程 復(fù)合收縮 肌肉受到連續(xù)刺激 前一次收縮和舒張尚未結(jié)束 新的收縮在此基礎(chǔ)上出現(xiàn)的過(guò)程 不完全強(qiáng)直收縮 當(dāng)新刺激落在前一次收縮的舒張期 所出現(xiàn)的強(qiáng)而持久的收縮過(guò)程稱之 完全強(qiáng)直收縮 當(dāng)新刺激落在前一次收縮的縮短期 所出現(xiàn)的強(qiáng)而持久的收縮過(guò)程稱之 機(jī)制 強(qiáng)直收縮是各次單收縮的機(jī)械疊加現(xiàn)象 并非動(dòng)作電位的疊加 動(dòng)作電位始終是分離的 所以 強(qiáng)直收縮的收縮幅度和收縮力比單收縮大 2 等長(zhǎng)收縮與等張收縮 等長(zhǎng)收縮 肌肉收縮時(shí) 只有張力增加而長(zhǎng)度不變的收縮 稱為等長(zhǎng)收縮 等張收縮 肌肉收縮時(shí) 只有長(zhǎng)度縮短而張力不變的收縮 稱為等張收縮 注 等長(zhǎng)收縮和等張收縮與肌肉收縮時(shí)所遇到的負(fù)荷大小有關(guān) 當(dāng)負(fù)荷小于肌張力時(shí) 出現(xiàn)等張收縮 當(dāng)負(fù)荷等于或大于肌張力時(shí) 出現(xiàn)等長(zhǎng)收縮 正常人體骨骼肌的收縮大多是混合式的 而且總是等長(zhǎng)收縮在前 當(dāng)肌張力增加到超過(guò)后負(fù)荷時(shí) 才出現(xiàn)等張收縮 二 影響收縮因素1 前負(fù)荷 前負(fù)荷 肌節(jié)初長(zhǎng)度 粗細(xì)肌絲的重疊程度 肌張力 肌節(jié)最適初長(zhǎng) 2 0 2 2 m 時(shí) 粗細(xì)肌絲重疊佳 肌縮速度 幅度和張力最大 大于最適初長(zhǎng)時(shí) 粗細(xì)肌絲重疊 肌縮速度 幅度和張力 小于最適初長(zhǎng)時(shí) 粗細(xì)肌絲重疊 肌縮速度 幅度和張力雖然 但不如最適初長(zhǎng)時(shí) 前負(fù)荷 或 肌節(jié)最適初長(zhǎng) 或 肌張力 2 后負(fù)荷 在等張收縮條件下觀察負(fù)荷對(duì)肌縮張力和速度的影響 后負(fù)荷為0 肌縮速度 幅度 和張力最小 后負(fù)荷 肌縮速度 幅度 和張力 后負(fù)荷 肌縮速度 幅度 和張力 后負(fù)荷過(guò)大 雖肌縮張力 但肌縮速度 幅度 不利作功 后負(fù)荷過(guò)小 雖肌縮速度 幅度 但肌縮張力 也不利作功 曲線1 張力 速度曲線曲線2 速度 張力 功率 3 肌縮能力 是指與負(fù)荷無(wú)關(guān) 決定肌縮效應(yīng)的內(nèi)在特性 肌縮能力 肌縮速度 幅度和張力 肌縮能力 肌縮速度 幅度和張力 決定肌縮效應(yīng)的內(nèi)在特性主要是 興奮 收縮耦聯(lián)期間胞漿內(nèi)Ca2 的水平 肌球蛋白的ATP酶活性 調(diào)節(jié)和影響肌縮效應(yīng)內(nèi)在特性的因素 許多神經(jīng)遞質(zhì) 體液物質(zhì) 病理因素和藥物 如 甲狀腺素和體育鍛煉能提高心肌肌球蛋白的ATP酶活性 增強(qiáng)心肌收縮力 老年人因心肌肌球蛋白分子結(jié)構(gòu)的改變 ATP酶活性降低 心肌收縮力減弱 復(fù)習(xí)思考題1 為何將神經(jīng)肌肉接頭ACh的釋放成為量子釋放 有何實(shí)驗(yàn)證據(jù) 2 為何終板電位無(wú)超射現(xiàn)象 3 試述神經(jīng)肌肉接頭傳遞的過(guò)程及其特點(diǎn) 4 何謂肌小節(jié) 肌小節(jié)中有哪些成分 5 何謂興奮 收縮偶聯(lián) 其結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)是什么 Ca2 起何作用 幾種收縮蛋白質(zhì)各起什么作用 6 肌細(xì)胞收縮是怎樣發(fā)生的 7 何謂單收縮和強(qiáng)直收縮 8 前負(fù)荷和后負(fù)荷各對(duì)肌收縮有何影響 9 刺激神經(jīng)肌肉標(biāo)本的神經(jīng) 肌肉不發(fā)生收縮 可能有哪些原因 如何鑒別 10 正常人體骨骼肌收縮都屬于 A 完全強(qiáng)直收縮B 強(qiáng)直收縮C 不完全強(qiáng)直收縮D 單收縮E 單收縮與強(qiáng)直收縮交替11 肌肉興奮 收縮偶聯(lián)關(guān)鍵在于 A 橫橋運(yùn)動(dòng)B 動(dòng)作電位C Na迅速內(nèi)流D 胞漿內(nèi)Ca的濃度增加E ATP酶的激活 B D