人體解剖生理學(xué)上05.神經(jīng)和肌肉生理

1、細(xì)胞的跨膜物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)和信號(hào)傳遞功能（復(fù)習(xí)）細(xì)胞的跨膜物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)和信號(hào)傳遞功能（復(fù)習(xí)） 一、膜的化學(xué)組成和分子結(jié)構(gòu)一、膜的化學(xué)組成和分子結(jié)構(gòu) 1972年由年由Singer和和Nicholson提出的液態(tài)鑲嵌模型提出的液態(tài)鑲嵌模型（Fluid mosaic model ）假說(shuō)。）假說(shuō)。脂質(zhì)以雙分子層形式存在脂質(zhì)以雙分子層形式存在 磷脂：磷脂：70% 親水性的極性基團(tuán)親水性的極性基團(tuán)(磷酸和堿基磷酸和堿基) 疏水性的非極性基團(tuán)疏水性的非極性基團(tuán)(脂肪酸側(cè)鏈脂肪酸側(cè)鏈) 膽固醇：膽固醇：30% 鞘脂：少量鞘脂：少量 脂質(zhì)的性質(zhì)：液態(tài)，脂溶性，柔軟性和一定的流脂質(zhì)的性質(zhì)：液態(tài)，脂溶性，柔軟性和一定的流動(dòng)性。

2、動(dòng)性。 其流動(dòng)性大小與某些成分的含量有關(guān)。其流動(dòng)性大小與某些成分的含量有關(guān)。 脂質(zhì)的作用：屏障脂質(zhì)的作用：屏障蛋白質(zhì)蛋白質(zhì) a a螺旋或球形結(jié)構(gòu)螺旋或球形結(jié)構(gòu) 整合蛋白質(zhì)或內(nèi)在蛋白質(zhì)整合蛋白質(zhì)或內(nèi)在蛋白質(zhì) (Integral proteins or Intrinsic proteins) 周圍蛋白質(zhì)或表面蛋白質(zhì)周圍蛋白質(zhì)或表面蛋白質(zhì) (Peripheral proteins or Extrinsic proteins)細(xì)胞膜蛋白質(zhì)的主要功能細(xì)胞膜蛋白質(zhì)的主要功能 物質(zhì)、能量、信息的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)或轉(zhuǎn)換物質(zhì)、能量、信息的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)或轉(zhuǎn)換載體載體 ( (carrier)通道通道 ( (channel)離子

3、泵離子泵 ( (pump)受體受體 ( (receptor)酶酶 ( (enzyme)免疫免疫 ( (immune)細(xì)胞膜的糖類細(xì)胞膜的糖類 寡糖或多糖鏈寡糖或多糖鏈 形成糖脂和糖蛋白形成糖脂和糖蛋白 糖被或細(xì)胞外衣糖被或細(xì)胞外衣 (Glycocalyx or Cell Coat) 主要功能：主要功能：細(xì)胞的細(xì)胞的“標(biāo)記標(biāo)記”，如作為抗原決定簇，如作為抗原決定簇膜受體的膜受體的“識(shí)別識(shí)別”部分部分二、細(xì)胞膜的物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn) (Transmembrane transport)轉(zhuǎn)運(yùn)形式包括v被動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn) (passive transport)v主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn) (active transport)( (一一) )單

4、純擴(kuò)散單純擴(kuò)散 擴(kuò)散是溶液中的溶質(zhì)或溶劑分子由高濃度區(qū)向低濃度區(qū)擴(kuò)散是溶液中的溶質(zhì)或溶劑分子由高濃度區(qū)向低濃度區(qū)凈移動(dòng)凈移動(dòng) 單純擴(kuò)散：脂溶性物質(zhì)或氣體順濃度差的跨細(xì)胞膜轉(zhuǎn)運(yùn)。單純擴(kuò)散：脂溶性物質(zhì)或氣體順濃度差的跨細(xì)胞膜轉(zhuǎn)運(yùn)。如如O2、CO2、乙醇、脂肪酸。、乙醇、脂肪酸。 離子在溶液中的擴(kuò)散通量決定于離子在溶液中的擴(kuò)散通量決定于 離子的濃度差（離子的濃度差（濃度梯度濃度梯度） 離子所受的電場(chǎng)力（離子所受的電場(chǎng)力（電位梯度電位梯度） 跨膜物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)的擴(kuò)散通量決定于跨膜物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)的擴(kuò)散通量決定于 電化學(xué)梯度電化學(xué)梯度 膜的通透性膜的通透性 (permeability)( (二二) )易化擴(kuò)散易化擴(kuò)散

5、 不溶于脂質(zhì)或難溶于脂質(zhì)的物質(zhì)，在細(xì)胞膜上某些不溶于脂質(zhì)或難溶于脂質(zhì)的物質(zhì)，在細(xì)胞膜上某些特殊蛋白質(zhì)的特殊蛋白質(zhì)的“幫助幫助”下，由膜的高濃度一側(cè)向低下，由膜的高濃度一側(cè)向低濃度一側(cè)的轉(zhuǎn)運(yùn)形式稱易化擴(kuò)散，如葡萄糖、氨基濃度一側(cè)的轉(zhuǎn)運(yùn)形式稱易化擴(kuò)散，如葡萄糖、氨基酸、離子等。酸、離子等。 以載體為中介的易化擴(kuò)散以載體為中介的易化擴(kuò)散 以通道為中介的易化擴(kuò)散以通道為中介的易化擴(kuò)散（1）以載體為中介的易化擴(kuò)散（）以載體為中介的易化擴(kuò)散（carrier mediated diffusion）特特 點(diǎn)：點(diǎn)：A.高度的結(jié)構(gòu)特異性；高度的結(jié)構(gòu)特異性； B.飽和現(xiàn)象；飽和現(xiàn)象； C.競(jìng)爭(zhēng)性抑制；競(jìng)爭(zhēng)性抑制；

6、D.轉(zhuǎn)運(yùn)速度快；轉(zhuǎn)運(yùn)速度快； E. 常受膜內(nèi)外各種因素的影響常受膜內(nèi)外各種因素的影響 。1.1.以載體為中介的易化擴(kuò)散以載體為中介的易化擴(kuò)散 (Carrier-mediated diffusion) 特點(diǎn)：特點(diǎn)： 高度結(jié)構(gòu)特異性高度結(jié)構(gòu)特異性 (specificity) 飽和現(xiàn)象飽和現(xiàn)象 (saturation) 競(jìng)爭(zhēng)性抑制競(jìng)爭(zhēng)性抑制 (competition) 順濃度梯度，不需額外供能順濃度梯度，不需額外供能2.2.以通道為中介的易化擴(kuò)散以通道為中介的易化擴(kuò)散 ( (Channel-mediated diffusion) 通道：與離子擴(kuò)散有關(guān)的膜蛋白質(zhì)通道：與離子擴(kuò)散有關(guān)的膜蛋白質(zhì) 跨膜電流

7、跨膜電流 (transmembrane current)：當(dāng)通道開：當(dāng)通道開放引起帶電離子跨膜移動(dòng)形成的電流放引起帶電離子跨膜移動(dòng)形成的電流（2）由通道中介的易化擴(kuò)散（）由通道中介的易化擴(kuò)散（channel mediated diffusion）特特 點(diǎn)：點(diǎn)： A. 速度快；速度快； B. 有選擇性（但不像載體那樣嚴(yán)格）；有選擇性（但不像載體那樣嚴(yán)格）； C. 受精密調(diào)控。受精密調(diào)控。 D. 通道蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能狀態(tài)可以因通道蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能狀態(tài)可以因 細(xì)胞內(nèi)外各種理化因素的影響細(xì)胞內(nèi)外各種理化因素的影響 。 化學(xué)門控通道化學(xué)門控通道 （興奮收縮耦聯(lián)）（興奮收縮耦聯(lián)） nAChR：1、2、

8、 Glu、Asp、 GABA、Gly、ATP、5-HT受體受體 電壓門控通道電壓門控通道 （神經(jīng)、心?。ㄉ窠?jīng)、心?。?3種種Na+、5種種K+、3種種Ca2+ 機(jī)械門控通道機(jī)械門控通道（平滑肌細(xì)胞、內(nèi)耳毛細(xì)胞）（平滑肌細(xì)胞、內(nèi)耳毛細(xì)胞）通道轉(zhuǎn)運(yùn)離子的機(jī)制通道轉(zhuǎn)運(yùn)離子的機(jī)制 門控門控 ( (Gate control) ) 通道的開放或關(guān)閉決定于：通道的開放或關(guān)閉決定于：膜兩側(cè)的電位差膜兩側(cè)的電位差 電位門控性通道電位門控性通道 ( voltage-dependent channel)膜兩側(cè)的特定化學(xué)性信號(hào)膜兩側(cè)的特定化學(xué)性信號(hào) 化學(xué)門控性通道（化學(xué)門控性通道（chemical-dependen

9、t channel）通道分為：通道分為： 化學(xué)門控通道（化學(xué)門控通道（chemically-gated channel） 電 壓 門 控 通 道 （電 壓 門 控 通 道 （ v o l t a g e - g a t e d c h a n n e l ） 機(jī)械門控通道（機(jī)械門控通道（mechanically-gated channel） 機(jī)械門控通道機(jī)械門控通道電壓門控通道電壓門控通道（二）主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)（二）主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)（active transport）通過(guò)細(xì)胞本身的耗能將物質(zhì)逆濃度梯度或電位梯度的通過(guò)細(xì)胞本身的耗能將物質(zhì)逆濃度梯度或電位梯度的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)。特特 點(diǎn)：點(diǎn)： 需要消耗能量需要消

10、耗能量, ,能量由分解能量由分解ATPATP來(lái)提供；來(lái)提供； 依靠特殊膜蛋白質(zhì)依靠特殊膜蛋白質(zhì)( (泵泵) )的的“幫助幫助”； 是逆電是逆電- -化學(xué)梯度進(jìn)行的。化學(xué)梯度進(jìn)行的。原發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)原發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn) （primary active transport ） 繼發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)繼發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn) （secondary active transport ） 1原發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)原發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)(primary active transport ) 在主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)中如果所需的能量是由在主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)中如果所需的能量是由ATP直接提供的直接提供的主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程，則稱為原發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)。主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程，則稱為原發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)。

11、鈉泵（鈉泵（sodium pump） 的生的生理意義：理意義： A. 細(xì)胞內(nèi)高細(xì)胞內(nèi)高K+是許多代謝反應(yīng)進(jìn)行的必要條件；是許多代謝反應(yīng)進(jìn)行的必要條件； B. 維持細(xì)胞正常形態(tài)；維持細(xì)胞正常形態(tài)； C. 建立起一種勢(shì)能貯備，建立起一種勢(shì)能貯備，Na+、K+的濃度勢(shì)能；的濃度勢(shì)能； D. 是可興奮細(xì)胞（組織）興奮的基礎(chǔ)，也可供其是可興奮細(xì)胞（組織）興奮的基礎(chǔ)，也可供其 它耗能過(guò)程應(yīng)用。它耗能過(guò)程應(yīng)用。原發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)原發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)鈉鈉- -鉀泵鉀泵 （sodium-potassium pump） 存在于細(xì)胞膜上的一種具有ATP酶活性 的特殊蛋白質(zhì),可被細(xì)胞膜內(nèi)的Na+增加或細(xì)胞外K+的增加所激活，受

12、Mg2+濃度的影響，分解ATP釋放能量，進(jìn)行Na+ 、K+逆濃度和電位梯度的轉(zhuǎn)運(yùn)。 ATP：Na+：K+1：3：2鈉鈉- -鉀泵的生理意義鉀泵的生理意義 維持細(xì)胞內(nèi)高維持細(xì)胞內(nèi)高K+，是許多代謝反應(yīng)進(jìn)行的必需，是許多代謝反應(yīng)進(jìn)行的必需條件；條件； 維持細(xì)胞外高維持細(xì)胞外高Na+，使得，使得Na+不易進(jìn)入細(xì)胞，不易進(jìn)入細(xì)胞，也阻止了與之相伴隨的水的進(jìn)入，對(duì)維持正常也阻止了與之相伴隨的水的進(jìn)入，對(duì)維持正常細(xì)胞的滲透壓與形態(tài)有著重要意義；細(xì)胞的滲透壓與形態(tài)有著重要意義； 建立勢(shì)能貯備，是神經(jīng)、肌肉等組織具有興奮建立勢(shì)能貯備，是神經(jīng)、肌肉等組織具有興奮性的基礎(chǔ)，也是一些非離子性物質(zhì)如葡萄糖、性的基礎(chǔ)，

13、也是一些非離子性物質(zhì)如葡萄糖、氨基酸等進(jìn)行繼發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)的能量來(lái)源。氨基酸等進(jìn)行繼發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)的能量來(lái)源。2. 繼發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)繼發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)(secondary active transport) 物質(zhì)逆著濃度差轉(zhuǎn)運(yùn)的能量間接來(lái)自物質(zhì)逆著濃度差轉(zhuǎn)運(yùn)的能量間接來(lái)自ATP，稱為繼，稱為繼發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)或聯(lián)合（或協(xié)同）轉(zhuǎn)運(yùn)（發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)或聯(lián)合（或協(xié)同）轉(zhuǎn)運(yùn)（cotransport）。）。小腸上皮或腎小管細(xì)胞對(duì)葡萄糖分子的吸收：小腸上皮或腎小管細(xì)胞對(duì)葡萄糖分子的吸收：繼發(fā)主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)繼發(fā)主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)1. 入胞：是指細(xì)胞外某些物質(zhì)團(tuán)塊，例如細(xì)菌，病毒、入胞：是指細(xì)胞外某些物質(zhì)團(tuán)塊，例如細(xì)菌，病毒、異物、血漿中脂蛋

14、白及大分子營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)等進(jìn)入細(xì)胞的異物、血漿中脂蛋白及大分子營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)等進(jìn)入細(xì)胞的過(guò)程。被攝取的物質(zhì)如果是固體，則可形成較大的囊過(guò)程。被攝取的物質(zhì)如果是固體，則可形成較大的囊泡，泡， 稱為吞噬作用（稱為吞噬作用（phagocytosis）。）。 （三）出胞（三）出胞（ Exocytosis）與入胞）與入胞(endocytosis)式轉(zhuǎn)運(yùn)式轉(zhuǎn)運(yùn) 指細(xì)胞外某些物質(zhì)團(tuán)塊（如蛋白質(zhì)、脂肪顆粒、指細(xì)胞外某些物質(zhì)團(tuán)塊（如蛋白質(zhì)、脂肪顆粒、侵入體內(nèi)的細(xì)菌或異物等）進(jìn)入細(xì)胞的過(guò)程。侵入體內(nèi)的細(xì)菌或異物等）進(jìn)入細(xì)胞的過(guò)程。 吞噬吞噬 (Phagocytosis) 吞飲吞飲 (Pinocytosis) 受體介導(dǎo)式入胞受

15、體介導(dǎo)式入胞 (Receptor-mediated endocytosis)（現(xiàn)認(rèn)為是一種最重要的入胞形式）（現(xiàn)認(rèn)為是一種最重要的入胞形式）2. 出胞：見于內(nèi)分泌腺分泌激素，外分泌腺分泌酶出胞：見于內(nèi)分泌腺分泌激素，外分泌腺分泌酶原顆?；蛘骋?，神經(jīng)細(xì)胞分泌、釋放神經(jīng)遞質(zhì)原顆?；蛘骋?，神經(jīng)細(xì)胞分泌、釋放神經(jīng)遞質(zhì).是一是一個(gè)比較復(fù)雜的耗能過(guò)程。個(gè)比較復(fù)雜的耗能過(guò)程。 （二）受體（二）受體- -G蛋白蛋白- -第二信使跨膜信號(hào)傳遞系統(tǒng)第二信使跨膜信號(hào)傳遞系統(tǒng) ( (Transmembrane signal transmission system via receptor-G protein-seco

16、nd messenger)2 2、G蛋白蛋白 (G-proteins) 又稱鳥苷酸結(jié)合蛋白又稱鳥苷酸結(jié)合蛋白(GTP-binding Proteins) G蛋白：蛋白： 、 、（多種）（多種）G蛋白耦聯(lián)的受體蛋白耦聯(lián)的受體 mAChR、多巴胺、多巴胺、5-HT、P物質(zhì)、物質(zhì)、K物質(zhì)、組物質(zhì)、組胺受體等（胺受體等（7次跨膜次跨膜螺旋）螺旋）受體蛋白質(zhì)受體蛋白質(zhì)G蛋白（蛋白（ GTP ）G蛋白（蛋白（GDP）化學(xué)信息化學(xué)信息GTPAC腺苷酸腺苷酸環(huán)化酶環(huán)化酶ACaATPcAMP由由G蛋白耦聯(lián)受體介導(dǎo)的跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白耦聯(lián)受體介導(dǎo)的跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)3 3、效應(yīng)器酶和第二信使、效應(yīng)器酶和第二信使 腺苷酸環(huán)

17、化酶：腺苷酸環(huán)化酶：ATP cAMP 磷脂酶磷脂酶C：PIP2 IP3、DG附：第三信使、氣體信使附：第三信使、氣體信使 第三信使：核蛋白第三信使：核蛋白轉(zhuǎn)錄（調(diào)節(jié)）轉(zhuǎn)錄（調(diào)節(jié)）因子因子DNA結(jié)合蛋白結(jié)合蛋白即刻早期基因（數(shù)分鐘）即刻早期基因（數(shù)分鐘）原癌原癌基因基因 氣體信使：氣體信使：NO、CO第一節(jié)第一節(jié) 神經(jīng)和肌肉的興奮性神經(jīng)和肌肉的興奮性刺激刺激興奮興奮傳導(dǎo)傳導(dǎo)傳遞傳遞收縮收縮一、刺激與反應(yīng)一、刺激與反應(yīng)刺激（刺激（stimulation）：生理學(xué)上將能引起機(jī)體細(xì)胞、）：生理學(xué)上將能引起機(jī)體細(xì)胞、組織、器官或整體的活動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化的任何環(huán)境變組織、器官或整體的活動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化的任何環(huán)

18、境變化因子，都稱為如電流的作用。化因子，都稱為如電流的作用。直接刺激直接刺激 (direct stimulus)間接刺激間接刺激 (indirect stimulus)反應(yīng)（反應(yīng)（response）：是由刺激而引起的機(jī)體活動(dòng)狀態(tài)）：是由刺激而引起的機(jī)體活動(dòng)狀態(tài)的改變?nèi)缂∪獾氖湛s。的改變?nèi)缂∪獾氖湛s。應(yīng)激性（應(yīng)激性（irritability）：任何活的生物組織（或細(xì)胞），）：任何活的生物組織（或細(xì)胞），都能對(duì)合適的刺激作出反應(yīng)，活組織所具有的能對(duì)刺激都能對(duì)合適的刺激作出反應(yīng)，活組織所具有的能對(duì)刺激作出反應(yīng)的特性，稱為。作出反應(yīng)的特性，稱為。神經(jīng)和肌肉的反應(yīng)表現(xiàn)為興奮神經(jīng)和肌肉的反應(yīng)表現(xiàn)為興奮沖動(dòng)

19、沖動(dòng)(impulse)神經(jīng)沖動(dòng)神經(jīng)沖動(dòng)肌肉沖動(dòng)肌肉沖動(dòng) 生理學(xué)把活組織因刺激而產(chǎn)生沖動(dòng)的反應(yīng)，稱生理學(xué)把活組織因刺激而產(chǎn)生沖動(dòng)的反應(yīng)，稱為興奮為興奮(excitation) 。 凡能產(chǎn)生沖動(dòng)的活組織稱為可興奮組織凡能產(chǎn)生沖動(dòng)的活組織稱為可興奮組織(excitable tissue)。 可興奮組織具有發(fā)生興奮即產(chǎn)生沖動(dòng)的能力，可興奮組織具有發(fā)生興奮即產(chǎn)生沖動(dòng)的能力，稱為興奮性稱為興奮性(excitability)。 二、興奮和興奮性 (excitation and excitability) 興奮：活組織因刺激而產(chǎn)生沖動(dòng)的反應(yīng) 沖動(dòng)(impulse)：可傳導(dǎo)的快速生物電變化 可興奮組織(exci

20、table tissue) 興奮性：可興奮組織受到有效刺激時(shí)，具有發(fā)生 興奮即產(chǎn)生沖動(dòng)的能力。（三）興奮的引起取決于組織本身的機(jī)能狀態(tài)和刺激的特征（三）興奮的引起取決于組織本身的機(jī)能狀態(tài)和刺激的特征1組織的機(jī)能狀態(tài)組織的機(jī)能狀態(tài) 興奮性的維持和興奮的引起，興奮性的維持和興奮的引起，依賴于可興奮組織的新陳代謝。依賴于可興奮組織的新陳代謝。 2刺激的特征（刺激三要素）刺激的特征（刺激三要素）刺激的種類：刺激的種類：刺激必備刺激必備的條件的條件刺激強(qiáng)度刺激強(qiáng)度持續(xù)時(shí)間持續(xù)時(shí)間強(qiáng)度對(duì)時(shí)間強(qiáng)度對(duì)時(shí)間的變化率的變化率閾強(qiáng)度閾強(qiáng)度(threshold intensity) 當(dāng)刺激的強(qiáng)度時(shí)間變化率不變，刺激的

21、持續(xù)時(shí)當(dāng)刺激的強(qiáng)度時(shí)間變化率不變，刺激的持續(xù)時(shí)間恒定和足夠時(shí)，能引起組織發(fā)生反應(yīng)的最小刺激間恒定和足夠時(shí)，能引起組織發(fā)生反應(yīng)的最小刺激強(qiáng)度稱為閾強(qiáng)度。閾強(qiáng)度又稱閾值，作為衡量組織強(qiáng)度稱為閾強(qiáng)度。閾強(qiáng)度又稱閾值，作為衡量組織興奮性高低的指標(biāo)。興奮性高低的指標(biāo)。閾刺激閾刺激(threshold stimulus) 閾上刺激閾上刺激(suprathreshold stimulus) 電刺激電刺激的參數(shù)的參數(shù)波形波形振幅振幅波寬波寬頻率頻率生理學(xué)實(shí)驗(yàn)中常用的刺激電刺激生理學(xué)實(shí)驗(yàn)中常用的刺激電刺激電刺激的強(qiáng)度和時(shí)電刺激的強(qiáng)度和時(shí)間易于精確控制，間易于精確控制，在一定的參數(shù)范圍在一定的參數(shù)范圍內(nèi)可多次重復(fù)

22、而不內(nèi)可多次重復(fù)而不會(huì)損傷組織。會(huì)損傷組織。 閾下刺激閾下刺激(subthreshold stimulus) 三三 引起興奮的主要條件引起興奮的主要條件 組織的機(jī)能狀態(tài)組織的機(jī)能狀態(tài) 刺激的特征刺激的特征 強(qiáng)度強(qiáng)度 時(shí)間時(shí)間 強(qiáng)度強(qiáng)度-時(shí)間變化率時(shí)間變化率 閾強(qiáng)度閾強(qiáng)度 (Threshold intensity) 或閾值或閾值 (Threshold)： 當(dāng)固定刺激持續(xù)時(shí)間和強(qiáng)度-時(shí)間變化 率不變時(shí)，剛能引起組織興奮的最小刺激 強(qiáng)度。 閾下刺激閾下刺激 (Subthreshold Stimulus) 閾上刺激閾上刺激 (Superthreshold Stimulus)強(qiáng)度強(qiáng)度- -時(shí)間曲線時(shí)間曲

23、線 ( (Strength-duration Curve)四四 衡量興奮性的指標(biāo)衡量興奮性的指標(biāo) 閾值（閾強(qiáng)度） 閾強(qiáng)度高，興奮性低；閾強(qiáng)度低，興奮性高。閾強(qiáng)度高，興奮性低；閾強(qiáng)度低，興奮性高。 時(shí)值（chronaxie）：當(dāng)刺激強(qiáng)度為基強(qiáng)度的2倍時(shí)，剛能引起反應(yīng)所需的最短刺激持續(xù)時(shí)間。 時(shí)值愈短，興奮性愈高時(shí)值愈短，興奮性愈高。 五五 興奮性的變化興奮性的變化 興奮后興奮性的變化 絕對(duì)不應(yīng)期Absolute refractory period 相對(duì)不應(yīng)期Relative refractory period 超常期Supranormal period 低常期Subnormal period 閾

24、下總和 (subliminal summation) 電緊張 (electrotonus)興奮后興奮性的變化絕對(duì)不應(yīng)期 相對(duì)不應(yīng)期 超常期 低常期 時(shí)間 0.3 ms 3 ms 12 ms 70 ms時(shí)相 去極化+復(fù)極化 負(fù)后電位前部 負(fù)后電位后部 正后電位 閾強(qiáng)度 無(wú)限大 高于正常 低于正常 高于正常 興奮性 0 漸增 最大 低于正常 電位反應(yīng) 無(wú) 可產(chǎn)生AP 產(chǎn)生AP 產(chǎn)生AP Na+通道狀態(tài) 失活 逐漸恢復(fù) 基本恢復(fù) 完全恢復(fù) 第二節(jié)第二節(jié) 神經(jīng)、肌肉的生物電現(xiàn)象神經(jīng)、肌肉的生物電現(xiàn)象 （神經(jīng)和肌肉細(xì)胞具有跨膜電位）（神經(jīng)和肌肉細(xì)胞具有跨膜電位） （一）生物電現(xiàn)象的研究（一）生物電現(xiàn)象的

25、研究 （二）損傷電位（二）損傷電位 （三）靜息電位（三）靜息電位 （四）動(dòng)作電位（四）動(dòng)作電位一一 生物電現(xiàn)象的研究生物電現(xiàn)象的研究 Bioelectricity, Electrophysiology 1786，Galvani，神經(jīng)-肌肉各自帶有動(dòng)物電 電位計(jì) 陰極射線示波器 微電極技術(shù)電壓鉗技術(shù)膜片鉗技術(shù)計(jì)算機(jī) 實(shí)驗(yàn)材料：槍烏賊巨大神經(jīng)纖維、海兔的巨大神經(jīng)細(xì)胞 二二 損傷電位損傷電位 (injury potential) 存在于組織的損傷部位和完整部位之間 的電位差。 活組織的一種固有的電學(xué)特性。 三三 靜息電位靜息電位 ( (Resting Potential, RP) ) 定義：細(xì)胞未受

26、刺激時(shí)，即處于“靜息”狀態(tài)下存在于細(xì)胞膜兩側(cè)的電位差。 膜內(nèi)較負(fù)，哺乳動(dòng)物神經(jīng)和肌肉細(xì)胞為-70 -90mV 四四 動(dòng)作電位動(dòng)作電位(Action Potential, AP) 定義：指各種可興奮細(xì)胞受到定義：指各種可興奮細(xì)胞受到有效刺激有效刺激時(shí)，在時(shí)，在細(xì)胞膜兩側(cè)產(chǎn)生的快速、可逆、并有擴(kuò)布性的細(xì)胞膜兩側(cè)產(chǎn)生的快速、可逆、并有擴(kuò)布性的電位變化，包括去極化、復(fù)極化等環(huán)節(jié)。電位變化，包括去極化、復(fù)極化等環(huán)節(jié)。 極化極化 (Polarization)：膜內(nèi)外兩側(cè)電位維持內(nèi)：膜內(nèi)外兩側(cè)電位維持內(nèi)負(fù)外正的穩(wěn)定負(fù)外正的穩(wěn)定狀態(tài)狀態(tài) 去極化或除極化去極化或除極化(Depolarization)：膜內(nèi)負(fù)電：

27、膜內(nèi)負(fù)電位減小甚至由負(fù)轉(zhuǎn)正的位減小甚至由負(fù)轉(zhuǎn)正的過(guò)程過(guò)程 復(fù)極化復(fù)極化 (Repolarization)：去極化后，再向靜：去極化后，再向靜息電位水平恢復(fù)的息電位水平恢復(fù)的過(guò)程過(guò)程 超極化超極化 (Hyperpolarization)：膜內(nèi)負(fù)電位增：膜內(nèi)負(fù)電位增大的大的過(guò)程過(guò)程 神經(jīng)纖維動(dòng)作電位的三個(gè)階段：神經(jīng)纖維動(dòng)作電位的三個(gè)階段： 靜息相靜息相, 去極相去極相 (上升相上升相), 復(fù)極相復(fù)極相 (下降相下降相)* * 鋒電位和后電位鋒電位和后電位 ( (Spike Potential, after potential) “全或無(wú)全或無(wú)”（all or none）：同一細(xì)胞上動(dòng)）：同一細(xì)胞上

28、動(dòng)作電位大小不隨刺激強(qiáng)度和傳導(dǎo)距離而改作電位大小不隨刺激強(qiáng)度和傳導(dǎo)距離而改變的現(xiàn)象變的現(xiàn)象 鋒電位遵循鋒電位遵循“全或無(wú)全或無(wú)”原則，代表沖動(dòng)，原則，代表沖動(dòng)，是細(xì)胞興奮的標(biāo)志。是細(xì)胞興奮的標(biāo)志。 負(fù)后電位負(fù)后電位 (Negative after potential) : 在復(fù)極化曲線后段，下降速度突然明顯減慢在復(fù)極化曲線后段，下降速度突然明顯減慢 正后電位正后電位 (Positive after potential)： 負(fù)后電位后出現(xiàn)的緩慢而持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)的超負(fù)后電位后出現(xiàn)的緩慢而持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)的超極化電位極化電位第三節(jié)第三節(jié) 神經(jīng)沖動(dòng)的產(chǎn)生和傳導(dǎo)神經(jīng)沖動(dòng)的產(chǎn)生和傳導(dǎo)一、靜息電位和動(dòng)作電位的離子

29、基礎(chǔ)一、靜息電位和動(dòng)作電位的離子基礎(chǔ) (生物電現(xiàn)象的離子學(xué)說(shuō)生物電現(xiàn)象的離子學(xué)說(shuō)) 離子學(xué)說(shuō)離子學(xué)說(shuō) 生物電的產(chǎn)生依賴于細(xì)胞膜對(duì)化學(xué)離子嚴(yán)格的選擇生物電的產(chǎn)生依賴于細(xì)胞膜對(duì)化學(xué)離子嚴(yán)格的選擇通透性及其在不同條件下的變化。通透性及其在不同條件下的變化。l細(xì)胞的生物電活動(dòng)的產(chǎn)生主要是由于細(xì)胞的生物電活動(dòng)的產(chǎn)生主要是由于 帶電離子跨膜分布的不均衡性帶電離子跨膜分布的不均衡性 細(xì)胞膜在不同條件下對(duì)離子通透性的變化細(xì)胞膜在不同條件下對(duì)離子通透性的變化 RP是在離子濃度梯度、電位梯度及離子泵的作用下，是在離子濃度梯度、電位梯度及離子泵的作用下， K+通過(guò)膜轉(zhuǎn)運(yùn)達(dá)到平衡的通過(guò)膜轉(zhuǎn)運(yùn)達(dá)到平衡的K+平衡電位平衡

30、電位 (Equilibrium potential, EK) AP是由膜對(duì)是由膜對(duì)Na+和和K+的通透性發(fā)生一系列變化引起的的通透性發(fā)生一系列變化引起的（一）離子通道（一）離子通道 (ionic channel) 大多數(shù)通道受閥門大多數(shù)通道受閥門(gate)控制以決定通道的開控制以決定通道的開閉（閉（gating or gated） 離子通道的種類離子通道的種類 電壓門控通道電壓門控通道 ( (voltage-gated channel) 化學(xué)門控通道化學(xué)門控通道 ( (chemical-gated channel)離子通道的狀態(tài)離子通道的狀態(tài) 靜息靜息 (resting) 備用狀態(tài)備用狀態(tài)

31、激活激活 (activation)：通道開放，：通道開放，允許某種離子選擇性通透允許某種離子選擇性通透 失活失活 (inactivation)：通道關(guān)閉，：通道關(guān)閉，不允許離子通過(guò)，且此時(shí)不能不允許離子通過(guò)，且此時(shí)不能再開放再開放 恢復(fù)恢復(fù) (recovery)或或復(fù)活復(fù)活 (reactivation)：通道處于關(guān)閉狀：通道處于關(guān)閉狀態(tài)，受到適當(dāng)刺激可再開放態(tài)，受到適當(dāng)刺激可再開放 備用狀態(tài)備用狀態(tài)（二）靜息電位的形成機(jī)制（二）靜息電位的形成機(jī)制 RP主要是在主要是在三個(gè)因素三個(gè)因素的作用下，的作用下，K+通過(guò)膜轉(zhuǎn)運(yùn)達(dá)到通過(guò)膜轉(zhuǎn)運(yùn)達(dá)到平衡的平衡的K+平衡電位平衡電位 K+平衡電位平衡電位EK：

32、主要原因：主要原因 Ek=60logK+o/K+i (mV) 改變細(xì)胞內(nèi)外的改變細(xì)胞內(nèi)外的K+濃度，膜電位也隨之改變。濃度，膜電位也隨之改變。 改變細(xì)胞內(nèi)外改變細(xì)胞內(nèi)外Na+ 的濃度，對(duì)靜息電位沒有影的濃度，對(duì)靜息電位沒有影響。響。 Na+的擴(kuò)散：的擴(kuò)散：K+-Na+滲透通道滲透通道 Na+-K+泵：生電性泵泵：生電性泵靜息電位即靜息電位即K+平衡電位平衡電位(K+ equilibrium potential) 細(xì)胞內(nèi)外離子分布不同細(xì)胞內(nèi)外離子分布不同 細(xì)胞膜在安靜時(shí)，對(duì)細(xì)胞膜在安靜時(shí)，對(duì)K的通透性較大，對(duì)的通透性較大，對(duì)Na+和和Cl-的的 通透性很小，而對(duì)通透性很小，而對(duì)A一一幾乎不通透。

33、幾乎不通透。 離子移動(dòng)與平衡狀況：電化學(xué)差（濃度差、電位差）離子移動(dòng)與平衡狀況：電化學(xué)差（濃度差、電位差） 靜息電位的實(shí)質(zhì)靜息電位的實(shí)質(zhì) K的平衡電位的平衡電位 K+ I K+ OpK+高高K+外流外流促進(jìn)促進(jìn)K+外流的濃度勢(shì)能外流的濃度勢(shì)能 阻礙阻礙K+外流的電場(chǎng)力外流的電場(chǎng)力K+的凈外流為零的凈外流為零 當(dāng)當(dāng)Ko增高時(shí)，測(cè)得的靜息電位值減小，當(dāng)增高時(shí)，測(cè)得的靜息電位值減小，當(dāng)Ko降低時(shí)測(cè)得的靜息電位值增大。降低時(shí)測(cè)得的靜息電位值增大。數(shù)值可按數(shù)值可按Nernst公式計(jì)算公式計(jì)算靜息電位的形成靜息電位的形成 K+借濃度差外流，動(dòng)力（濃度差）借濃度差外流，動(dòng)力（濃度差）越來(lái)越小，阻力（電位差）

34、越來(lái)越越來(lái)越小，阻力（電位差）越來(lái)越大）。大）。 動(dòng)力動(dòng)力=阻力，阻力， K+停止外流，形成內(nèi)停止外流，形成內(nèi)正外負(fù)的膜電位。正外負(fù)的膜電位。 靜息膜電位是靜息膜電位是K+外流所造成。外流所造成。（三）動(dòng)作電位的形成機(jī)制（三）動(dòng)作電位的形成機(jī)制 動(dòng)作電位的產(chǎn)生是動(dòng)作電位的產(chǎn)生是Na+、K+通道被激活，膜對(duì)通道被激活，膜對(duì)Na+、K+通透性先后增高的結(jié)果。通透性先后增高的結(jié)果。 動(dòng)作電位的峰值接近于動(dòng)作電位的峰值接近于Na+平衡電位。平衡電位。 Na+通道迅速開放，與通道迅速開放，與 (regenerative cycle) Na+的平衡電位的平衡電位E Na 將神經(jīng)浸浴于無(wú)將神經(jīng)浸浴于無(wú)Na+

35、的溶液時(shí)，的溶液時(shí)，AP不復(fù)出現(xiàn)。不復(fù)出現(xiàn)。 用等滲溶液加入使用等滲溶液加入使Na+濃度減小，可見濃度減小，可見AP幅度或其超射值減小。幅度或其超射值減小。 河豚毒素河豚毒素( tetrodotoxin，TTX)阻斷阻斷l(xiāng)Na+通道迅速失活（不應(yīng)期）通道迅速失活（不應(yīng)期）lK+通道緩慢開放通道緩慢開放負(fù)后電位和正后電位的形成負(fù)后電位和正后電位的形成l四乙銨四乙銨 (tetraethylammonium，TEA)阻斷阻斷K+通道通道l鈉鈉-鉀泵活動(dòng)鉀泵活動(dòng)增強(qiáng)增強(qiáng)，重建靜息電位，重建靜息電位K離子通道離子通道Na,Ca 通道通道附：電導(dǎo)附：電導(dǎo) 電導(dǎo)電導(dǎo)G：電阻的倒數(shù)，衡量離子通透性：電阻的倒數(shù)

36、，衡量離子通透性 電導(dǎo)大，離子通透性高電導(dǎo)大，離子通透性高 電導(dǎo)小，離子通透性低電導(dǎo)小，離子通透性低 GNa、GK動(dòng)作電位期間動(dòng)作電位期間Na、K的電導(dǎo)的電導(dǎo)電壓鉗電壓鉗 (voltage clamp) Hodgkin等，等，20世紀(jì)世紀(jì)50年代年代 電壓電極、電流電極電壓電極、電流電極 反饋放大器反饋放大器 (feedback amplifer) 結(jié)合藥理學(xué)方法（結(jié)合藥理學(xué)方法（TTX、TEA）膜片鉗膜片鉗 ( (patch clamp) ) Neher和和Sakmann，1976（nAchR單離子通道單離子通道電流，電流，1991，Noble ） 可測(cè)量單通道離子電流可測(cè)量單通道離子電流

37、現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)：通道的開放和關(guān)閉都是突然發(fā)生并現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)：通道的開放和關(guān)閉都是突然發(fā)生并似乎是全或無(wú)式的，開放的持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)短不一，似乎是全或無(wú)式的，開放的持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)短不一，但都有恒定的電導(dǎo)值。但都有恒定的電導(dǎo)值。 動(dòng)作電位上升支形成的離子基礎(chǔ)：動(dòng)作電位上升支形成的離子基礎(chǔ)： 細(xì)胞膜外高細(xì)胞膜外高Na+，膜受到刺激時(shí)，出現(xiàn)對(duì)，膜受到刺激時(shí)，出現(xiàn)對(duì)Na+的通透的通透性增加，并超過(guò)對(duì)性增加，并超過(guò)對(duì) K+的通透性，的通透性，Na+迅速內(nèi)流，直至內(nèi)迅速內(nèi)流，直至內(nèi)流的流的Na+在膜內(nèi)所形成的正電位足以阻止在膜內(nèi)所形成的正電位足以阻止Na+的凈內(nèi)流為的凈內(nèi)流為止，形成動(dòng)作電位的上升支。止，形成動(dòng)作電位的上升支。

38、 Nernst方程計(jì)算方程計(jì)算 ：鈉離子通道特點(diǎn)：電壓門控、正反饋調(diào)節(jié)和時(shí)間依從。鈉離子通道特點(diǎn)：電壓門控、正反饋調(diào)節(jié)和時(shí)間依從。 動(dòng)作電位下降支形成的離子基礎(chǔ)：動(dòng)作電位下降支形成的離子基礎(chǔ)： 去極化達(dá)高鋒在很短時(shí)間里，去極化達(dá)高鋒在很短時(shí)間里，Na+通道很快失通道很快失活（活（inactivation）；膜中的另一種電壓門控）；膜中的另一種電壓門控K+通通道開放，道開放，K+的外流，使膜內(nèi)電位變負(fù)，最后恢復(fù)的外流，使膜內(nèi)電位變負(fù)，最后恢復(fù)到靜息時(shí)到靜息時(shí)K+平衡電位的狀態(tài)。平衡電位的狀態(tài)。 后電位的產(chǎn)生機(jī)制：后電位的產(chǎn)生機(jī)制：去極化后電位（負(fù)后電位）：細(xì)胞外一過(guò)性去極化后電位（負(fù)后電位）：細(xì)

39、胞外一過(guò)性K蓄積蓄積超極化后電位（正后電位）：超極化后電位（正后電位）：Na泵活動(dòng)增強(qiáng)泵活動(dòng)增強(qiáng)Action Potential 產(chǎn)生機(jī)制小結(jié)產(chǎn)生機(jī)制小結(jié)當(dāng)細(xì)胞受到當(dāng)細(xì)胞受到刺激刺激細(xì)胞膜上細(xì)胞膜上少量少量NaNa+ +通道激活而開放通道激活而開放NaNa+ +順濃度差少量?jī)?nèi)流順濃度差少量?jī)?nèi)流膜內(nèi)外電位差膜內(nèi)外電位差局部電位局部電位當(dāng)膜內(nèi)電位變化到閾電位時(shí)當(dāng)膜內(nèi)電位變化到閾電位時(shí)NaNa通道大量開放通道大量開放NaNa+ +順電化學(xué)差和膜內(nèi)負(fù)電位的吸引順電化學(xué)差和膜內(nèi)負(fù)電位的吸引再生式內(nèi)流再生式內(nèi)流膜內(nèi)負(fù)電位減小到零并變?yōu)檎娢唬?nèi)負(fù)電位減小到零并變?yōu)檎娢唬ˋPAP上升支上升支）NaNa+

40、 +通道關(guān)通道關(guān)NaNa+ +內(nèi)流停內(nèi)流停+ +同時(shí)同時(shí)K K+ +通道激活而開放通道激活而開放K K順濃度差和膜內(nèi)正電位的吸引順濃度差和膜內(nèi)正電位的吸引K K迅速外流迅速外流膜內(nèi)電位迅速下降，恢復(fù)到膜內(nèi)電位迅速下降，恢復(fù)到RPRP水平（水平（APAP下降支下降支） Na Na+ + i i、KK+ + O O激活激活NaNa+ +K K+ +泵泵NaNa+ +泵出、泵出、K K+ +泵回，離子恢復(fù)到興奮前水平泵回，離子恢復(fù)到興奮前水平后電位后電位動(dòng)作電位的進(jìn)程與細(xì)胞進(jìn)入興奮后的興奮性變化相對(duì)照：動(dòng)作電位的進(jìn)程與細(xì)胞進(jìn)入興奮后的興奮性變化相對(duì)照：動(dòng)作電位的動(dòng)作電位的“全或無(wú)全或無(wú)”特性從興奮性

41、角度來(lái)看：特性從興奮性角度來(lái)看： 閾刺激是引起去極化達(dá)到閾電位水平的刺激。閾刺激是引起去極化達(dá)到閾電位水平的刺激。 只要是閾上刺激，不論刺激強(qiáng)度多么強(qiáng)均能引起只要是閾上刺激，不論刺激強(qiáng)度多么強(qiáng)均能引起 膜去極化，膜去極化，ENa值比較穩(wěn)定。值比較穩(wěn)定。 動(dòng)作電位的幅度只與動(dòng)作電位的幅度只與ENa和靜息電位之差有關(guān)，和靜息電位之差有關(guān)， 而與原來(lái)的刺激強(qiáng)度無(wú)關(guān)；而與原來(lái)的刺激強(qiáng)度無(wú)關(guān)； 閾下刺激使膜去極化達(dá)不到閾電位水平，不能形成閾下刺激使膜去極化達(dá)不到閾電位水平，不能形成 去極化與去極化與Na+內(nèi)流的正反饋，不能形成動(dòng)作電位。內(nèi)流的正反饋，不能形成動(dòng)作電位。 對(duì)于一段膜來(lái)說(shuō)，達(dá)到閾電位的去極化

42、會(huì)引起對(duì)于一段膜來(lái)說(shuō)，達(dá)到閾電位的去極化會(huì)引起(Na+ 的的)再生性去極化而觸發(fā)動(dòng)作電位的產(chǎn)生。再生性去極化而觸發(fā)動(dòng)作電位的產(chǎn)生。（一）沖動(dòng)的產(chǎn)生（一）沖動(dòng)的產(chǎn)生 電緊張電位電緊張電位 局部反應(yīng)或局部電位局部反應(yīng)或局部電位 閾電位和動(dòng)作電位閾電位和動(dòng)作電位 定義：閾下刺激所引起的細(xì)胞膜電位發(fā)生的變化定義：閾下刺激所引起的細(xì)胞膜電位發(fā)生的變化（超極化或去極化）。（超極化或去極化）。 特點(diǎn)：被動(dòng)反應(yīng)，局限性，分級(jí)性，電緊張性擴(kuò)布特點(diǎn)：被動(dòng)反應(yīng)，局限性，分級(jí)性，電緊張性擴(kuò)布 (electrotonic propagation) 定義：指閾下刺激時(shí)（外向電流）產(chǎn)生的電定義：指閾下刺激時(shí)（外向電流）產(chǎn)生

43、的電緊張電位和由少量緊張電位和由少量Na+通道開放產(chǎn)生的特定通道開放產(chǎn)生的特定電變化疊加在一起的去極化電位，又稱電變化疊加在一起的去極化電位，又稱Local potential或或Local excitation 特點(diǎn)：不具全或無(wú)性質(zhì)；不能傳導(dǎo)，只特點(diǎn)：不具全或無(wú)性質(zhì)；不能傳導(dǎo)，只能向周圍作短距離的電緊張性擴(kuò)布；無(wú)不能向周圍作短距離的電緊張性擴(kuò)布；無(wú)不應(yīng)期，有總和現(xiàn)象。應(yīng)期，有總和現(xiàn)象。 閾電位：能夠?qū)е履?duì)閾電位：能夠?qū)е履?duì)Na+通透性通透性突然增大的臨界膜電位數(shù)值。突然增大的臨界膜電位數(shù)值。（能觸發(fā)（能觸發(fā)AP產(chǎn)生的臨界膜電位數(shù)產(chǎn)生的臨界膜電位數(shù)值）值） 閾刺激就是剛能使膜電位降低到閾刺

44、激就是剛能使膜電位降低到閾電位水平的最低刺激強(qiáng)度。閾電位水平的最低刺激強(qiáng)度。 動(dòng)作電位特點(diǎn)：動(dòng)作電位特點(diǎn)： 具有全或無(wú)性質(zhì)；具有全或無(wú)性質(zhì)； 非遞減性傳導(dǎo)。非遞減性傳導(dǎo)。 局部電位局部電位 動(dòng)作電位動(dòng)作電位 刺激強(qiáng)度刺激強(qiáng)度 閾下刺激閾下刺激 閾刺激閾刺激 Na+通道開放數(shù)量通道開放數(shù)量少少 多多 電位幅度電位幅度 小小 大大 總和現(xiàn)象總和現(xiàn)象 有有 無(wú)無(wú) 全或無(wú)現(xiàn)象全或無(wú)現(xiàn)象 無(wú)無(wú) 有有 不應(yīng)期不應(yīng)期 無(wú)無(wú) 有有 傳播特點(diǎn)傳播特點(diǎn) 緊張性擴(kuò)布緊張性擴(kuò)布 非衰減性傳導(dǎo)非衰減性傳導(dǎo) （二）沖動(dòng)的傳導(dǎo)（二）沖動(dòng)的傳導(dǎo) (Conduction of Action potential) 定義：動(dòng)作電位

45、在同一細(xì)胞上的傳布過(guò)程。定義：動(dòng)作電位在同一細(xì)胞上的傳布過(guò)程。 生理完整性生理完整性 雙向傳導(dǎo)雙向傳導(dǎo) 非遞減性（不衰減性）非遞減性（不衰減性） 絕緣性絕緣性 相對(duì)不疲勞性相對(duì)不疲勞性局部電流學(xué)說(shuō)（局部電流學(xué)說(shuō)（Local current theory） 在膜的已興奮區(qū)與相鄰接的未興奮區(qū)之間，存在電在膜的已興奮區(qū)與相鄰接的未興奮區(qū)之間，存在電位差而產(chǎn)生局部電流。局部電流的強(qiáng)度數(shù)倍于閾強(qiáng)度。位差而產(chǎn)生局部電流。局部電流的強(qiáng)度數(shù)倍于閾強(qiáng)度。 局部電流對(duì)于未興奮區(qū)是可以引起除極的出膜方向局部電流對(duì)于未興奮區(qū)是可以引起除極的出膜方向的電流。動(dòng)作電位（興奮）也就在神經(jīng)纖維膜上傳導(dǎo)開的電流。動(dòng)作電位（興奮

46、）也就在神經(jīng)纖維膜上傳導(dǎo)開來(lái)，稱之為神經(jīng)沖動(dòng)來(lái)，稱之為神經(jīng)沖動(dòng)(nerve impulse)。 動(dòng)作電位在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)，不會(huì)因距離衰竭，動(dòng)作電位在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)，不會(huì)因距離衰竭，也也 是由于動(dòng)作電位具有是由于動(dòng)作電位具有“全全”和和“無(wú)無(wú)”特性特性.。 跳躍式傳導(dǎo)（跳躍式傳導(dǎo)（Saltatory conduction）跳躍式傳導(dǎo)（跳躍式傳導(dǎo)（Saltatory conduction） 有髓神經(jīng)纖維上，局部電流只能出現(xiàn)在與之相鄰的有髓神經(jīng)纖維上，局部電流只能出現(xiàn)在與之相鄰的朗飛氏結(jié)之間，興奮就以跳躍的方式從一個(gè)朗飛氏結(jié)傳朗飛氏結(jié)之間，興奮就以跳躍的方式從一個(gè)朗飛氏結(jié)傳到另一個(gè)朗飛氏結(jié)，不斷

47、向前傳導(dǎo)，稱為跳躍傳導(dǎo)。到另一個(gè)朗飛氏結(jié)，不斷向前傳導(dǎo)，稱為跳躍傳導(dǎo)。 3神經(jīng)傳導(dǎo)的一般特征神經(jīng)傳導(dǎo)的一般特征（1）生理完整性（）生理完整性（2）雙向傳導(dǎo)（）雙向傳導(dǎo)（3）非遞減性（）非遞減性（4）絕緣性）絕緣性（5）相對(duì)不疲勞）相對(duì)不疲勞 無(wú)髓神經(jīng)纖維無(wú)髓神經(jīng)纖維 有髓神經(jīng)纖維：跳躍式傳導(dǎo)有髓神經(jīng)纖維：跳躍式傳導(dǎo) (s(saltatory conduction) 直徑粗細(xì)直徑粗細(xì) 粗纖維粗纖維R小，電流大，傳導(dǎo)速度快小，電流大，傳導(dǎo)速度快 細(xì)纖維細(xì)纖維R大，電流小，傳導(dǎo)速度慢大，電流小，傳導(dǎo)速度慢 有無(wú)髓鞘有無(wú)髓鞘 溫度：恒溫動(dòng)物較變溫動(dòng)物快溫度：恒溫動(dòng)物較變溫動(dòng)物快 貓貓 A.f: 100

48、m/s 蛙蛙 A.f: 40m/s 人尺神經(jīng)人尺神經(jīng) 54m/s 神經(jīng)干的組成神經(jīng)干的組成 神經(jīng)纖維的分類神經(jīng)纖維的分類 單相或雙相動(dòng)作電位單相或雙相動(dòng)作電位神經(jīng)纖維的分類神經(jīng)纖維的分類根據(jù)根據(jù)電生理特性，電生理特性，外周分為外周分為A A、B B、C C類類根據(jù)纖維根據(jù)纖維直徑大小直徑大小及及傳入沖動(dòng)來(lái)源傳入沖動(dòng)來(lái)源，將感覺，將感覺N分為分為、 、類類( (一一) )細(xì)胞外記錄細(xì)胞外記錄 ( (Extracellular Recording) )( (二二) )細(xì)胞內(nèi)記錄細(xì)胞內(nèi)記錄 ( (Intracellular Recording) )+ + + + + + + + + + + + +

49、+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -+ + + + + + + + + + + + + + + +- - - - - - - - - - - - - - - + + + + + + + + + + + + + + + + + +- - - - - - - - - - - - - - - + + +刺 激-第四節(jié)第四節(jié) 肌肉的興奮與收縮肌肉的興奮與收縮一、一、 神經(jīng)肌接頭神經(jīng)肌接頭neu

50、romuscular junction的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示示運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)終終板板結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)一個(gè)運(yùn)動(dòng)一個(gè)運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元連神經(jīng)元連同它支配同它支配的若干肌的若干肌纖維一起纖維一起構(gòu)成一個(gè)構(gòu)成一個(gè)運(yùn)動(dòng)單位。運(yùn)動(dòng)單位。neuromuscular junction Synapse神經(jīng)肌肉接頭突觸 包括三部分結(jié)構(gòu)：presynaptic membrane，突觸前膜；postsynaptic membrane，突觸后膜(肌膜，又叫終板膜)；synaptic cleft，突觸間隙運(yùn)動(dòng)神經(jīng)末梢無(wú)髓鞘，嵌入肌細(xì)胞膜-終板膜凹中形成N-M接頭，間隙數(shù)百。末梢膜有較多電壓門控Ca2+通道，末梢內(nèi)有大量Ach囊泡。二、二、 神經(jīng)神經(jīng)-

51、肌接頭興奮的傳遞過(guò)程肌接頭興奮的傳遞過(guò)程 沖動(dòng)傳到軸突末梢沖動(dòng)傳到軸突末梢膜膜Ca2通道開放通道開放ACh釋放釋放(量子化量子化)ACh與與N2受體結(jié)合受體結(jié)合去極化達(dá)到閾電位去極化達(dá)到閾電位爆發(fā)動(dòng)作電位爆發(fā)動(dòng)作電位The classical synaptic transmission經(jīng)典的突觸傳遞 其傳遞過(guò)程是通過(guò)軸突末梢釋放特殊的化學(xué)物質(zhì)神經(jīng)遞質(zhì)(neurotransmitter)而實(shí)現(xiàn)的，是一個(gè)電-化學(xué)-電過(guò)程: 神經(jīng)軸突興奮 突觸前膜去極化 Ca2+通道激活 Ca2+內(nèi)流,末梢內(nèi)游離Ca2+ 囊泡與膜融合、出胞釋放遞質(zhì) 突觸前末梢釋放遞質(zhì)彌散 突觸前末梢釋放遞質(zhì)分子彌散 與突觸后膜遞質(zhì)

52、受體結(jié)合 離子通道激活開放 某些離子內(nèi)流 突觸后膜極化狀態(tài)改變 突觸后電位二、二、 神經(jīng)神經(jīng)-肌接頭興奮的傳遞過(guò)程肌接頭興奮的傳遞過(guò)程 興奮興奮-分泌分泌耦耦 聯(lián)聯(lián)興奮的傳遞過(guò)程興奮的傳遞過(guò)程: 神經(jīng)沖動(dòng)傳到軸突末梢神經(jīng)沖動(dòng)傳到軸突末梢膜膜CaCa2 2通道開放，膜外通道開放，膜外CaCa2 2向膜內(nèi)流動(dòng)向膜內(nèi)流動(dòng)突觸小囊泡移動(dòng)突觸小囊泡移動(dòng)，AChACh釋放釋放( (量子釋放量子釋放) )AChACh與終板膜上的與終板膜上的N N2 2受體結(jié)合，構(gòu)型改變受體結(jié)合，構(gòu)型改變終板膜對(duì)終板膜對(duì)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（

53、EPPEPP）EPPEPP電緊張性擴(kuò)布至肌膜電緊張性擴(kuò)布至肌膜肌膜去極化達(dá)到閾電位肌膜去極化達(dá)到閾電位肌膜肌膜爆發(fā)爆發(fā)動(dòng)作電位動(dòng)作電位電電電電化化學(xué)學(xué)三、三、 終板電位（終板電位（endplate potential） 大小與大小與Ach釋放量有關(guān)釋放量有關(guān)電緊張性擴(kuò)布電緊張性擴(kuò)布可能總和可能總和微終板電位（微終板電位（miniature endplate potential）0.4 mV四、神經(jīng)骨骼肌接頭傳遞的特點(diǎn)四、神經(jīng)骨骼肌接頭傳遞的特點(diǎn)單方向性單方向性有時(shí)間延遲（突觸延擱有時(shí)間延遲（突觸延擱synaptic delay）易受環(huán)境因素和藥物的影響易受環(huán)境因素和藥物的影響易疲勞性，稱為突觸

54、疲勞易疲勞性，稱為突觸疲勞(synapse fatigue) ：傳遞：傳遞 足量釋放，及時(shí)清除（膽堿脂酶）足量釋放，及時(shí)清除（膽堿脂酶） 突觸后電位和EPP都是一種局部電位，不具“全或無(wú)”特征，但其大小可隨Ach釋放量增多而增加；不能傳播，只能在局部呈電緊張性擴(kuò)布；可以產(chǎn)生總和。由于終板電位的緊張性擴(kuò)布，它可使與之鄰接的普通肌細(xì)胞膜去極化而達(dá)到閾電位水平，激活該處的電壓門控性通道，引發(fā)一次可沿整個(gè)肌細(xì)胞膜傳導(dǎo)的動(dòng)作電位。 Ach突觸的遞質(zhì)化學(xué)神經(jīng)肌肉接頭的傳遞保持1:1的關(guān)系：在終板膜以外的肌纖維膜上含有能使Ach分解的AchE，能將Ach迅速降解，以便再次接受新的Ach。 經(jīng)典突觸傳遞與N-

55、M傳遞的特點(diǎn) 單方向性； 有時(shí)間延遲（突觸延擱synaptic delay） 易受環(huán)境因素和藥物的影響： 易疲勞性，稱為突觸疲勞(synapse fatigue) 五、影響神經(jīng)肌接頭化學(xué)傳遞的因素五、影響神經(jīng)肌接頭化學(xué)傳遞的因素 與與Ach競(jìng)爭(zhēng)終板膜上的膽堿能受體：箭毒類藥物競(jìng)爭(zhēng)終板膜上的膽堿能受體：箭毒類藥物 （如筒箭毒、三碘季銨酚等）（如筒箭毒、三碘季銨酚等）肌肉松弛劑。肌肉松弛劑。 琥珀酰膽堿（司可林），能與接頭后膜的膽堿能琥珀酰膽堿（司可林），能與接頭后膜的膽堿能 受體結(jié)合而導(dǎo)致終板膜持續(xù)去極化狀態(tài)。受體結(jié)合而導(dǎo)致終板膜持續(xù)去極化狀態(tài)。 膽堿酯酶抑制劑：依色林（毒扁豆堿）、新斯的膽堿酯

56、酶抑制劑：依色林（毒扁豆堿）、新斯的 明等藥物。有機(jī)磷農(nóng)藥明等藥物。有機(jī)磷農(nóng)藥神經(jīng)毒劑。神經(jīng)毒劑。 ACh積聚積聚, 出現(xiàn)肌細(xì)胞攣縮等中毒癥狀。出現(xiàn)肌細(xì)胞攣縮等中毒癥狀。 抑制抑制Ach的生物合成（如密膽堿）和釋放（如肉的生物合成（如密膽堿）和釋放（如肉 毒桿菌毒素），也影響神經(jīng)肌接頭的興奮傳遞。毒桿菌毒素），也影響神經(jīng)肌接頭的興奮傳遞。 接頭后膜上接頭后膜上ACh受體功能異常受體功能異常,重癥肌肉無(wú)力。重癥肌肉無(wú)力。一、骨骼肌細(xì)胞的微細(xì)結(jié)構(gòu)一、骨骼肌細(xì)胞的微細(xì)結(jié)構(gòu)（一）骨骼肌的超微結(jié)構(gòu)（一）骨骼肌的超微結(jié)構(gòu)第五節(jié)第五節(jié) 骨骼肌的收縮骨骼肌的收縮 肌原纖維肌原纖維肌管系統(tǒng)肌管系統(tǒng)橫小管橫小管終

57、池終池肌質(zhì)網(wǎng)肌質(zhì)網(wǎng)三聯(lián)體（管）三聯(lián)體（管）The structure of skeletalmuscle cell骨骼肌細(xì)胞的微細(xì)結(jié)構(gòu) 由myofibril，肌原纖維和肌管系統(tǒng)構(gòu)成粗、細(xì)肌絲粗、細(xì)肌絲肌原纖維肌原纖維肌纖維細(xì)胞肌纖維細(xì)胞肌纖維束肌纖維束肌肉組織肌肉組織Myofibril 肌原纖維，由粗肌絲和細(xì)肌絲構(gòu)成肌原纖維（肌原纖維（myofibril）的超微結(jié)構(gòu)）的超微結(jié)構(gòu) 肌管系統(tǒng) 各肌原纖維周圍膜性囊狀管狀結(jié)構(gòu)，包括： 橫管系統(tǒng)-T管，可以產(chǎn)生去極化和動(dòng)作電位 縱管系統(tǒng)-L管，即SR，其末端在T管處形成膨大的終池(terminal cistern)，內(nèi)有大量Ca2+；在終池上有Ca2+

58、釋放通道 三聯(lián)體結(jié)構(gòu)，指由終池與T管組成的結(jié)構(gòu)（二）肌絲的分子組成及其特性（二）肌絲的分子組成及其特性1. 粗肌絲的分子組成及橫橋的特性粗肌絲的分子組成及橫橋的特性 肌球蛋白（肌球蛋白（myosin）桿部桿部 頭部橫橋頭部橫橋粗肌絲粗肌絲 橫橋（橫橋（cross-bridge）具有）具有ATP酶活性，與肌動(dòng)酶活性，與肌動(dòng)蛋白結(jié)合，向蛋白結(jié)合，向M線擺動(dòng)；。線擺動(dòng)；。2. 細(xì)肌絲的分子組成及其作用：細(xì)肌絲的分子組成及其作用： 成分成分 ：肌纖蛋白（亦稱肌動(dòng)蛋白）、原肌凝蛋白和肌鈣：肌纖蛋白（亦稱肌動(dòng)蛋白）、原肌凝蛋白和肌鈣 蛋白（亦稱原寧蛋白）等三種蛋白質(zhì)組成。蛋白（亦稱原寧蛋白）等三種蛋白質(zhì)組

59、成。肌動(dòng)蛋白（肌動(dòng)蛋白（action）：是由球狀單體聚合成雙螺旋體。）：是由球狀單體聚合成雙螺旋體。 組成細(xì)肌絲主桿，與橫撟結(jié)合，激活其組成細(xì)肌絲主桿，與橫撟結(jié)合，激活其ATP酶。酶。原肌球原肌球(凝凝)蛋白（蛋白（tropomyosin）：也是雙螺旋結(jié)構(gòu)，肌肉靜）：也是雙螺旋結(jié)構(gòu)，肌肉靜 息時(shí)恰好將肌動(dòng)蛋白上的結(jié)合位點(diǎn)覆蓋住。息時(shí)恰好將肌動(dòng)蛋白上的結(jié)合位點(diǎn)覆蓋住。肌鈣蛋白（肌鈣蛋白（troponin）：由）：由T、I、C三個(gè)亞基組成。三個(gè)亞基組成。TnT：與原肌球蛋白結(jié)合：與原肌球蛋白結(jié)合TnI： 肌動(dòng)蛋白結(jié)合肌動(dòng)蛋白結(jié)合TnC：與：與Ca2+結(jié)合結(jié)合二、骨骼肌的收縮機(jī)制肌絲滑行理論二、骨骼

60、肌的收縮機(jī)制肌絲滑行理論 肌肉收縮時(shí)肌細(xì)胞肌肉收縮時(shí)肌細(xì)胞內(nèi)肌絲并未縮短，只是內(nèi)肌絲并未縮短，只是細(xì)肌絲向粗肌絲之間滑細(xì)肌絲向粗肌絲之間滑行，造成相鄰的各行，造成相鄰的各Z線線互相靠近，肌小節(jié)長(zhǎng)度互相靠近，肌小節(jié)長(zhǎng)度變短，從而導(dǎo)致肌原纖變短，從而導(dǎo)致肌原纖維以至整個(gè)肌細(xì)胞和整維以至整個(gè)肌細(xì)胞和整塊肌肉的收縮。塊肌肉的收縮。 Muscle contraction肌肉收縮 是Ca2+觸發(fā)肌絲滑行(sliding filament)的結(jié)果Ca2+是骨骼肌興奮收縮的偶聯(lián)因子 肌肉舒張狀態(tài)，橫橋-ATP被其頭部的ATP酶分解，形成的ADP和無(wú)機(jī)磷酸仍留在頭部，使橫橋處于高勢(shì)能狀態(tài)，與細(xì)肌絲垂直，并對(duì)細(xì)肌