神經(jīng)和肌肉-1

1、孫?；?神經(jīng)和肌肉生理 主要是指運動神經(jīng)纖維及其所支配的骨骼肌細胞的生理功能，包括興奮的產生和傳導、傳遞和肌肉收縮等最基本生理過程。興奮性（興奮性（ Excitability ）概念概念: :機體接受刺激而發(fā)生反應的能力（特性）。機體接受刺激而發(fā)生反應的能力（特性）。一、刺激與反應一、刺激與反應( (一）一）刺激刺激：能為人體所感受而產生反應的環(huán)境變化。：能為人體所感受而產生反應的環(huán)境變化。刺激引起反應的三個刺激引起反應的三個要素要素: :刺刺 激激 強強 度度刺刺 激激 作作 用用 時時 間間 1 1、刺激的、刺激的強度強度2 2、刺激的時間、刺激的時間3 3、刺激強度的變化率：、刺激強度的

2、變化率：強度隨時間而改變的速率強度隨時間而改變的速率強度強度- -時間曲線時間曲線基強度基強度時值時值興奮性與時值呈反變關系興奮性與時值呈反變關系標本0.1v刺激0.8v 收縮甲標本的閾值0.8，強度強度- -時間曲線時間曲線基強度基強度時值時值興奮性與時值呈反變關系興奮性與時值呈反變關系三、細胞三、細胞 組織組織興奮性興奮性周期變化周期變化生物電現(xiàn)象生物電現(xiàn)象 無金屬實驗無金屬實驗 當刺激標本甲的神經(jīng)時，甲和乙的肌肉會同時收縮。當刺激標本甲的神經(jīng)時，甲和乙的肌肉會同時收縮。 無金屬實驗證明：生物電是存在的。無金屬實驗證明：生物電是存在的。無金屬實驗（二）無金屬實驗（二）（一）靜息電位（一）靜

3、息電位( (resting potentialresting potential RP) RP) 1 1. .概概 念念 ：細胞處于相對安靜狀態(tài)時，細胞膜內：細胞處于相對安靜狀態(tài)時，細胞膜內外存在膜內為負膜外為正的電位差。外存在膜內為負膜外為正的電位差。 2.2.實驗現(xiàn)象實驗現(xiàn)象：一、細胞的生物電現(xiàn)象一、細胞的生物電現(xiàn)象（二）動作電位（二）動作電位( (action potentialaction potential APAP) ) 1 1. .概概 念念：可興奮細胞受到閾上刺激，細胞膜在：可興奮細胞受到閾上刺激，細胞膜在靜息電位基礎上發(fā)生一次瞬間的、可逆的靜息電位基礎上發(fā)生一次瞬間的、可逆的

4、, ,并可向周并可向周圍擴布的電位波動稱為動作電位。圍擴布的電位波動稱為動作電位。2.AP2.AP實驗現(xiàn)象：實驗現(xiàn)象：去去 極極 化化上上 升升 支支下降支下降支2.2.動作電位的圖形動作電位的圖形刺激刺激閾電位閾電位去極化去極化零電位零電位 反極化反極化復極化復極化（負、正）后電位（負、正）后電位(1)(1)靜息狀態(tài)下細胞膜內、外離子分布不勻，靜息狀態(tài)下細胞膜內、外離子分布不勻，是是由于細胞膜上由于細胞膜上Na+-K+泵活動的結果。泵活動的結果。（二）（二）靜息電位的產生機制靜息電位的產生機制1.1.靜息電位的產生二個要點靜息電位的產生二個要點主要離子分布：主要離子分布：膜內：膜內：膜外：膜

5、外：二、生物電現(xiàn)象的產生機制二、生物電現(xiàn)象的產生機制 靜息狀態(tài)下細胞膜內外主要離子分布靜息狀態(tài)下細胞膜內外主要離子分布 及膜對離子通透性及膜對離子通透性離 子 濃 度（ mmol/L）主 要離 子膜 內膜 外膜 內 與 膜外 離 子 比例膜 對 離 子 通透 性N Na a+ +1 14 41 14 42 21 1: :1 10 0通通 透透 性性 很很 小小K K+ +1 15 55 55 53 31 1: :1 1通通 透透 性性 大大C Cl l- -8 81 11 10 01 1: :1 14 4通通 透透 性性 次次 之之A A- -6 60 01 15 54 4: :1 1無無 通

6、通 透透 性性(2)(2)靜息狀態(tài)下細胞膜對離子的通透性具有選擇性靜息狀態(tài)下細胞膜對離子的通透性具有選擇性 通透性：通透性：K K+ + ClCl- - NaNa+ + A A- -證明：證明：NernstNernst公式的計算：公式的計算： E EK K=RT/ZF=RT/ZFlnKlnK+ + O O/K/K+ + i i =59.5 logK =59.5 logK+ + O O/K/K+ + i i Hodgkin Hodgkin 和和 KatzKatz的實驗：的實驗： 軸突管內置換等張軸突管內置換等張Nacl,RPNacl,RP消失（即消失（即KK+ + i iRPRP）。）。人工改變

7、人工改變KK+ + O O/K/K+ + i i： P28 在槍賊巨大神經(jīng)纖維測得在槍賊巨大神經(jīng)纖維測得RPRP值為值為-77mv,-77mv,與與NernstNernst公式的計算值（公式的計算值（-87mv-87mv）基本符合。）基本符合。P28P281.AP產生的產生的基本條件基本條件: :膜內外存在膜內外存在NaNa+ + 差差: :NaNa+ + i iNaNa+ + O O 110 110；膜在受到膜在受到閾刺激閾刺激而興奮時，對離子的通透性增加：而興奮時，對離子的通透性增加： 即電壓門控性即電壓門控性NaNa+ +、K K+ +通道激活而開放通道激活而開放。（三）動作電位的產生機

8、制（三）動作電位的產生機制動作電位的產生機制動作電位的產生機制靜息狀態(tài)下靜息狀態(tài)下細胞膜呈極細胞膜呈極化狀態(tài)：化狀態(tài)：RPRP閾（上）刺閾（上）刺激使膜去極激使膜去極化達到閾電化達到閾電位水平位水平電壓門控性電壓門控性Na+通道被激活，通道被激活， Na+迅速內流形迅速內流形成鋒電位上升支成鋒電位上升支Na+通道失活，通道失活， K+通道大量開放，通道大量開放， K+迅速外流形成鋒電迅速外流形成鋒電位下降支位下降支K+外流減弱，外流減弱，形成負后電位形成負后電位NaK泵活動使細胞內外泵活動使細胞內外離子水平恢復到靜息狀態(tài)離子水平恢復到靜息狀態(tài)時水平，形成正后電位時水平，形成正后電位（四）泵轉運

9、（四）泵轉運NaNa+ +-K-K+ +泵泵 P14P14 NaNa+ +-K-K+ +泵泵又稱又稱NaNa+ +-K-K+ +-ATPase-ATPase，簡稱鈉泵。，簡稱鈉泵。當當NaNa+ + i i K K+ + o o時，都可被激活，時，都可被激活，ATPATP分解產生能量，分解產生能量，將胞內的將胞內的3 3個個NaNa+ +移至胞外和將胞外的移至胞外和將胞外的2 2個個K K+ +移入內。移入內。每分解一 分子 A T P , 鈉 泵可A . 泵出 3 個 Na +B . 移 入 3 個 K +C . 泵出 3 個 Na + , 移 入 2 個 K+D . 泵出 2 個 Na +

10、 , 移 入 3 個 K +E . 泵出 3 個 Na + , 移 入 3 個 K+具 有建立和 維持 膜內 外 Na + 和 K + 濃度 梯 度 作 用 的 是A . A T PB . 受體蛋白C . 離 子通道D . 鈉 泵E . 跨膜信 號 傳導 系 統(tǒng).神經(jīng)纖維中相鄰兩個鋒電位的時間間隔至少應大于其 ( )A.相對不應期 B.絕對不應期 C.超常期 D.低常期 E.絕對不應期加相對不應期蛙有髓神經(jīng)纖維鋒電位持續(xù)時間為2.0ms,理論上每秒內所能產生和傳導動作電位數(shù)不可能超過 ( )A.50次 B.100次 C.200次 D.400次 E.500次 正 常 細 胞膜外 鈉 離 子濃度

11、約 為膜內 的A . 1 倍B . 5 倍C . 12 倍D . 20 倍E . 30 倍正 常 細 胞膜內 鉀 離 子濃度 約 為膜外 的A . 12 倍B . 3 0 倍C . 60 倍D . 90 倍E . 200 倍Na + 通道阻斷劑 是A .美洲 箭毒B . 河豚毒C . 阿托品D . 四 乙 基胺K+ 通道阻斷劑 是A . 美洲 箭毒B . 河豚毒C . 阿托品D . 四 乙 基胺 下列有關神經(jīng)細胞離子通透性和膜電位變化的敘述，其中正確的是 ANa+通透性增大時會造成去極化現(xiàn)象 B神經(jīng)細胞膜對K+的通透沒有限制 C神經(jīng)細胞的靜息膜電位為零 DK+流入細胞時有利于膜極化狀態(tài)的恢復

12、AD 神 經(jīng)細 胞 的 靜息 電 位 負 值 加 大 時 , 其興奮性A . 不 變B . 減小C . 增 大D . 先 減小 后 增 大E . 先 增 大后 減小 增 加 細 胞外 液中 的 鉀 離 子濃度 會導 致A . 靜息 電 位絕對值加 大B . 鋒電 位幅度 加 大C . 去 極化速度 加 快D . 靜息 電 位絕對值減小 可興奮細胞的動作電位波形不能完全融合，其原可興奮細胞的動作電位波形不能完全融合，其原因是：因是： A A刺激強度不夠刺激強度不夠 B B刺激頻率不夠刺激頻率不夠 C C鈣離子通道有一個失活期鈣離子通道有一個失活期 D D鈉離子通道有一個失活期鈉離子通道有一個失活

13、期 如果將具有正常生理功能的神經(jīng)元放在僅缺乏鈉離子的培養(yǎng)基中，其細胞跨膜電位最有可能發(fā)生的變化是： A靜息電位絕對值升高 B靜息電位絕對值下降 C動作電位幅度升高 D動作電位幅度降低 關于 動 作 電 位的 敘述 , 正 確 的 是A . 閾 下 刺 激引 起的 動 作 電 位幅度 低B . 閾 上刺 激引 起的 動 作 電 位幅度 大C . 隨 傳 導 距 離 增 加 動 作 電 位 幅 度 遞減D . 在 神 經(jīng)纖維上呈單向 擴布E . 不 同 細 胞 的 動 作 電 位 幅 度 和 時 程不 同三、興奮在同一細胞上的傳導三、興奮在同一細胞上的傳導（一）傳導機制：（一）傳導機制：局部電流學

14、說：局部電流學說：Local Current Theory) 興奮區(qū)興奮區(qū)（負電場）與未興奮區(qū)未興奮區(qū)（正電場） 之間有電位差 局部電流（二）傳導方式（二）傳導方式：無髓鞘無髓鞘N N纖維的興奮傳導為纖維的興奮傳導為近距離局部電流近距離局部電流；有髓鞘有髓鞘N N纖維的興奮傳導要為纖維的興奮傳導要為遠距離局部電流遠距離局部電流( (跳躍跳躍式式) )。動 作 電 位 沿 單根 神 經(jīng) 纖 維 傳導 時 , 其幅度A . 逐漸減小B . 逐漸增 大C . 不 變D . 先 增 大 , 后 減小E . 先 減小 , 后 增 大四、局部興奮四、局部興奮 分級電位分級電位概念概念： 閾下刺閾下刺激引起

15、的低于激引起的低于閾電位的去極閾電位的去極化（即局部電化（即局部電位），稱局部位），稱局部反應或局部興反應或局部興奮。奮。特點：特點： 不具有不具有“全或全或無無”現(xiàn)象。其幅值可現(xiàn)象。其幅值可隨刺激強度的增加而隨刺激強度的增加而增大。增大。 電緊張方式擴布。電緊張方式擴布。其幅值隨著傳播距離其幅值隨著傳播距離的增加而減小。的增加而減小。 具有總和效應：具有總和效應：時間性和空間性總時間性和空間性總和。和。 時間性總和時間性總和空間性總和空間性總和六、關于外向電流、電緊張電位、 要點：通電時陽極下方膜電位絕對值增大，呈超極化； 陰極下方膜電位絕對值減小，呈去極化。 下圖表示給予直流電刺激后，分別

16、在陽極下細胞膜內和陰極下細胞膜內記錄到的膜電位變化。 將兩刺激電極S1、S2之間的神經(jīng)干結扎。 將刺激電極S1、S2分別接電源的正極、負極，給予刺激，看肌肉是否收縮 五、 神經(jīng)干細胞外記錄的雙向AP和單向AP 要點：細胞外 記錄；興奮區(qū)是負電位；興奮波有一定的波長 神 經(jīng)干動 作 電 位幅 度 隨 刺 激 強度 而 變化的 主 要原 因 是各條神 經(jīng)纖維的A . 離 子通道不 同B . 閾 電 位不 同C . 直徑不 同D . 興奮性不 同E . 靜息 電 位水平不 同第三節(jié)第三節(jié) 肌細胞的收縮功能肌細胞的收縮功能 一、肌細胞的收縮功能一、肌細胞的收縮功能（一）（一）N NM M接頭處的興奮傳

17、遞接頭處的興奮傳遞 1 1、N-MN-M接頭的結構接頭的結構 接頭前膜接頭前膜：囊泡內含：囊泡內含 ACh,ACh,并以囊泡為單位釋放并以囊泡為單位釋放AChACh（稱（稱量子釋放）。量子釋放）。 接頭間隙接頭間隙：約：約50-6050-60nmnm。 接頭后膜接頭后膜：又稱：又稱終板膜。終板膜。存存在在AChACh受體能與受體能與AChACh發(fā)生特異性發(fā)生特異性結合，有膽堿酯酶。無電壓性結合，有膽堿酯酶。無電壓性門控性鈉通道。門控性鈉通道。接頭間隙接頭間隙2.N-M2.N-M接頭處的興奮傳遞過程接頭處的興奮傳遞過程當神經(jīng)沖動傳到軸突末當神經(jīng)沖動傳到軸突末膜膜CaCa2 2通道開放，膜外通道開

18、放，膜外CaCa2 2向膜內流動向膜內流動接頭前膜內囊泡移動、融合、破裂，接頭前膜內囊泡移動、融合、破裂，囊泡中的囊泡中的AChACh釋放釋放( (量子釋放量子釋放) )AChACh與終板膜上的受體結合，與終板膜上的受體結合，受體蛋白分子構型改變受體蛋白分子構型改變終板膜對終板膜對NaNa、K K ( (尤其是尤其是NaNa) )通透性通透性終板膜去極化終板膜去極化終板電位（終板電位（EPPEPP）EPPEPP電緊張性擴布至肌膜電緊張性擴布至肌膜去極化達到閾電位去極化達到閾電位爆發(fā)肌細胞膜動作電位爆發(fā)肌細胞膜動作電位APCa2Na+K+EPSP3 3 影響影響N-MN-M接頭處興奮傳遞的因素接

19、頭處興奮傳遞的因素：（1 1）阻斷阻斷AChACh受體受體： 箭毒和箭毒和銀環(huán)蛇毒，肌松劑（馳肌碘）。銀環(huán)蛇毒，肌松劑（馳肌碘）。 （2 2）抑制膽堿酯酶活性抑制膽堿酯酶活性：有機磷農藥有機磷農藥 胃腸道平滑肌強烈收縮，蠕動增加，可有腹痛、腹瀉、胃腸道平滑肌強烈收縮，蠕動增加，可有腹痛、腹瀉、惡心、嘔吐惡心、嘔吐 及消化道出血。骨骼肌肌束顫動，可作為中毒早及消化道出血。骨骼肌肌束顫動，可作為中毒早中期診斷的參考，顫動常先自眼瞼、額面部開始，繼之全身中期診斷的參考，顫動常先自眼瞼、額面部開始，繼之全身抽搐，最后肌肉麻痹。抽搐，最后肌肉麻痹。 （3 3）自身免疫性疾病自身免疫性疾?。?重癥肌無力（

20、抗體破壞重癥肌無力（抗體破壞AChACh受體）受體） 主要特征是局部或全身橫紋肌于活動時易于疲勞無力主要特征是局部或全身橫紋肌于活動時易于疲勞無力. . 眼球運動受累，多呈不對稱性眼瞼下垂，睜眼無力、斜視、復視、有時雙眼瞼下垂交替出現(xiàn)；重者雙眼球固定不動。 呼吸肌無力或麻痹而致嚴重呼吸困難時 運動神經(jīng)纖維末梢ACh-乙醯膽鹼N 受體骨骼肌受體后作用受體后作用肌肉收縮肌肉收縮重癥肌無力病人自家免疫抗體1 根據(jù)給與肌肉刺激的頻率不同分為 單收縮與復合收縮單收縮與復合收縮: : 單收縮：單收縮：肌肉受到一次刺激，引起一次收縮和肌肉受到一次刺激，引起一次收縮和舒張的過程。（潛伏期舒張的過程。（潛伏期

21、收縮期收縮期 舒張期）舒張期） 二、骨骼肌收縮的形式二、骨骼肌收縮的形式 不完全強直收縮不完全強直收縮: :當新當新刺激落在前一次收縮的舒張刺激落在前一次收縮的舒張期期, ,所出現(xiàn)的強而持久的收縮所出現(xiàn)的強而持久的收縮過程稱之。過程稱之。 完全強直收縮完全強直收縮: : 當新當新刺激落在前一次收縮的縮短刺激落在前一次收縮的縮短期期, ,所出現(xiàn)的強而持久的收縮所出現(xiàn)的強而持久的收縮過程稱之。過程稱之。 ( ( 并非動作電位的疊加，并非動作電位的疊加，動作電位始終是分離的動作電位始終是分離的) )復合收縮復合收縮: :肌肉受到連續(xù)刺激，前一次收縮和舒張尚未肌肉受到連續(xù)刺激，前一次收縮和舒張尚未結束

22、，新的收縮在此基礎上出現(xiàn)的過程。結束，新的收縮在此基礎上出現(xiàn)的過程。三三 骨骼肌細胞的結構骨骼肌細胞的結構 （一）骨骼肌的微細結構特點 1. 肌原纖維和肌小節(jié) 每一條肌原纖維呈現(xiàn)出明帶明帶和暗帶暗帶有規(guī)則的交替排列。 暗帶的長度比較固定，中央有一相對透明的H H帶帶，H帶中央有一條深色的M M線線。 明帶的長度是可變的，收縮時明帶變窄；舒張時，明帶變寬。明帶中央也有一條深色間線，稱Z Z線線。 Z線線Z線線明帶明帶暗帶暗帶明帶明帶2.2.肌小節(jié)肌小節(jié): : 是肌細胞收縮的基本結構和功能單位。長約是肌細胞收縮的基本結構和功能單位。長約1.51.53.03.0m m相鄰兩條相鄰兩條Z Z線之間的部

23、分稱肌小節(jié)線之間的部分稱肌小節(jié) =1/2=1/2明帶暗帶明帶暗帶1/21/2明帶明帶 = 2= 2條條Z Z線間的區(qū)域線間的區(qū)域肌原纖維是由更細的、平行排列的絲狀結構所組成，稱肌絲肌絲。2. 肌絲的分子組成 （1）粗肌絲：由肌凝蛋白組成肌凝蛋白組成。肌凝蛋白分子的結構特點：長桿狀長桿狀部部，呈雙螺旋，長約150 nm，寬約2 nm，形成粗肌絲的主干。 每條粗肌絲約含200300個分子。頭部頭部，雙球狀結構，寬約20nm，厚約4nm。有規(guī)律地裸露在M線兩側粗肌絲主干的表面，形成橫橋橫橋。橫橋的功能有2： 起ATP酶的作用，能分解ATP。 能與細肌絲上的肌動蛋白相結合，并向M線方 向扭動。細肌絲細

24、肌絲: :肌絲滑行過程肌細胞收縮時肌原纖維的縮短,并不是肌絲本身縮短,而是細肌絲向肌節(jié)中央(粗肌絲內)滑行。 1. 滑行學說的根據(jù) （1）肌肉收縮時和舒張時，暗帶長度均不發(fā)生變化，但明帶長度發(fā)生變化。 （2）肌小節(jié)中粗、細肌絲的排列位置構成了嚴格的幾何圖形。 四骨骼肌收縮機制四骨骼肌收縮機制（3）粗、細肌絲的分子組成特點，都有利于說明肌絲滑行。 2. 滑行過程： （1）肌漿中CaCa2+2+濃度升高濃度升高， Ca2+與肌鈣蛋白的亞單位C C結合，導致：原肌球蛋白構象改變，肌動蛋白的作用位點被暴露出來。（2）橫橋與細肌絲的肌動蛋白結合結合，同時橫橋水解水解ATPATP，得到能量。 （3）橫橋向

25、M線方向扭動扭動，帶動細肌絲向M線方向滑動，整個肌小節(jié)縮短。所以，明帶縮短，而暗帶不變。有人估計，橫橋每扭動一次，大約可使肌小節(jié)縮短1。 這樣，在一次收縮中，橫橋與肌動蛋白結合扭動解離再結合再扭動，反復進行多次。1. 骨骼肌的肌管系統(tǒng) （1）橫管系統(tǒng) 由肌細胞的表面膜在Z線水平向肌細胞深部凹陷而形成，其走行方向與肌纖維的長軸相垂直，故稱橫管(Transverse Tubule)，或T管。橫管的特點：與細胞外液溝通。橫管的作用：將肌細胞膜的動作電位動作電位傳向肌細胞深部。（2）縱管系統(tǒng)縱管系統(tǒng) 位于肌原纖維周圍，并與肌原纖維平行，故稱縱管縱管(LongitudinalTubule)，或L L管管，也稱肌質網(wǎng)?？v管在靠近Z線處的橫管水平時，管腔膨大，稱終末池終末池，它使縱管以較大的面積和橫管相靠近。終末池的作用：貯存Ca2+。據(jù)分析，肌肉安靜時，細胞內的Ca2+約有90%以上貯存在終末池中。三聯(lián)管結構：橫管及其兩側的終末池構成了三聯(lián)管結構。據(jù)研究，橫管和縱管的膜在三聯(lián)管結構處并不接觸，中間尚隔有約12 nm寬的間隙。包括3個主要步驟：肌膜AP沿橫管膜傳向肌細胞深部。三聯(lián)管部位的信息傳遞。終末池對Ca2+的釋放、攝取。( (二二) )影響收縮因素影響收縮因素 1.1.前