生理學(xué)細(xì)胞的基本功能1學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1生理學(xué)細(xì)胞生理學(xué)細(xì)胞(xbo)的基本功能的基本功能1第一頁(yè)，共88頁(yè)。第一節(jié) 細(xì)胞(xbo)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(fnz)層 以液態(tài)(yti)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)。第1頁(yè)/共88頁(yè)第二頁(yè)，共88頁(yè)。 有些(yuxi)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(xngsh)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(shbi)”部分，能特異地與激遞質(zhì)等結(jié)合。第2頁(yè)/共88頁(yè)第三頁(yè)，共88

2、頁(yè)。二、細(xì)胞膜的跨膜物質(zhì)(wzh)轉(zhuǎn)運(yùn)功能被動(dòng)(bidng)轉(zhuǎn)運(yùn)主動(dòng)(zhdng)轉(zhuǎn)運(yùn) 指物質(zhì)順電位或化學(xué)梯度的轉(zhuǎn)運(yùn)過程。 指物質(zhì)逆濃度梯度或電位梯度的轉(zhuǎn)運(yùn)過程。第3頁(yè)/共88頁(yè)第四頁(yè)，共88頁(yè)。（一）被動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)(passive transport) 概念：物質(zhì)順電位或化學(xué)梯度的轉(zhuǎn)運(yùn)過程。 特點(diǎn)(tdin)： 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)散第4頁(yè)/共88頁(yè)第五頁(yè)，共88頁(yè)。 1.單純擴(kuò)散(simple diffusion) (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)(ydng

3、)的過程。CO2i CO2oO2o O2i第5頁(yè)/共88頁(yè)第六頁(yè)，共88頁(yè)。 (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(nngling) 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（mol or mol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(god)通透性，H2O除單純擴(kuò)散外，還可通過水通道跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)。第6頁(yè)/共88頁(yè)第七頁(yè)，共88頁(yè)。2.易化擴(kuò)散(facilitated diffusion) (1)概念: 一些非脂溶性或脂溶解度甚小的物

4、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)(ydng)的過程。 (2)分類: 經(jīng)載體(zit)的易化擴(kuò)散經(jīng)通道(tngdo)的易化擴(kuò)散第7頁(yè)/共88頁(yè)第八頁(yè)，共88頁(yè)。（1）經(jīng)通道(tngdo)的易化擴(kuò)散轉(zhuǎn)運(yùn)的物質(zhì)(wzh):各種帶電離子K+i K+oNa+o Na+i第8頁(yè)/共88頁(yè)第九頁(yè)，共88頁(yè)。（2）經(jīng)載體(zit)的易化擴(kuò)散轉(zhuǎn)運(yùn)的物質(zhì)(wzh)：葡萄糖(GL)、氨基酸(AA)等小分子親水物質(zhì)(wzh)第9頁(yè)/共88頁(yè)第十頁(yè)，共88頁(yè)。 (3)特點(diǎn): 需依靠特殊膜蛋白質(zhì)的“幫助” 不需另外(ln wi)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

5、位點(diǎn)是有限的） 竟?fàn)幮裕ń?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)門控通道、電壓門控通道） 第10頁(yè)/共88頁(yè)第十一頁(yè)，共88頁(yè)。 (二)主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)(active transport) 概念：指物質(zhì)逆濃度梯度或電位梯度的轉(zhuǎn)運(yùn)過程。 特點(diǎn)：需要消耗能量,能量由分解ATP來(lái)提供(tgng)； 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)(zhun yn)。繼發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)(zhun yn)（簡(jiǎn)稱：聯(lián)合轉(zhuǎn)運(yùn)(zhun yn)）；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+泵等第11頁(yè)

6、/共88頁(yè)第十二頁(yè)，共88頁(yè)。1. 泵轉(zhuǎn)運(yùn)(zhun yn)Na+-K+泵2. 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(fnji)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)。第12頁(yè)/共88頁(yè)第十三頁(yè)，共88頁(yè)。通道(tngdo)轉(zhuǎn)運(yùn)與鈉-鉀泵轉(zhuǎn)運(yùn)模式圖第13頁(yè)/共88頁(yè)第十四頁(yè)，共88頁(yè)。 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(dngl)（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(wich)Na+o高、K+i高原先的不均勻分布狀態(tài)2K+

7、泵至細(xì)胞(xbo)內(nèi);3Na+泵至細(xì)胞(xbo)外分解ATP產(chǎn)生能量當(dāng)Na+i/K+o激活鈉-鉀泵:第14頁(yè)/共88頁(yè)第十五頁(yè)，共88頁(yè)。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)過程。 即逆濃度梯度(t d)或逆電位梯度(t d)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)(zhun yn) 逆向轉(zhuǎn)運(yùn)(zhun yn)第15頁(yè)/共88頁(yè)第十六頁(yè)，共88頁(yè)。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,是通過細(xì)胞本身的吞吐(tnt)活動(dòng)進(jìn)行的,亦可屬于主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)過程。 出胞:指細(xì)胞把成塊的內(nèi)容物

8、由細(xì)胞內(nèi)排出的過程。 主要見于細(xì)胞的分泌過程：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)胞的過程。 分 為：吞噬=轉(zhuǎn)運(yùn)物質(zhì)為固體(gt); 吞飲=轉(zhuǎn)運(yùn)物質(zhì)為液體。第16頁(yè)/共88頁(yè)第十七頁(yè)，共88頁(yè)。分泌物排出(pi ch)融合處出現(xiàn)(chxin)裂口囊泡向質(zhì)膜內(nèi)側(cè)移動(dòng)(ydng)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)胞膜的組成部分第17頁(yè)/共88頁(yè)第十八頁(yè)，共88頁(yè)。細(xì)胞膜上的受體對(duì)物質(zhì)(wzh)的“辨認(rèn)”發(fā)生(fshng)特異性結(jié)合=復(fù)合物復(fù)合物向膜表面(biomin)的“有被小窩”移動(dòng)“有

9、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:第18頁(yè)/共88頁(yè)第十九頁(yè)，共88頁(yè)。復(fù)習(xí)(fx)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第19頁(yè)/共88頁(yè)第二十頁(yè)，共88頁(yè)。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

10、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(kusn) B.主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn) C.易化擴(kuò)散(kusn) D.入胞作用 E.吞飲AC第20頁(yè)/共88頁(yè)第二十一頁(yè)，共88頁(yè)。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(yxi)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(dnbi)偶聯(lián)受體介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)第21

11、頁(yè)/共88頁(yè)第二十二頁(yè)，共88頁(yè)。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)(huxu)、電壓、機(jī)械性門控通道如：化學(xué)性胞外信號(hào)(xnho)(ACh)ACh + 受體=復(fù)合體終板膜變構(gòu)=離子通道開放(kifng)Na+內(nèi)流終板膜電位骨骼肌收縮第22頁(yè)/共88頁(yè)第二十三頁(yè)，共88頁(yè)。膜外N端：識(shí)別(shbi)、結(jié)合第一信使膜內(nèi)C端：激活(j hu)G蛋白二、G蛋白(dnbi)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)ATPcAMP（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

12、、亞單位分離)第23頁(yè)/共88頁(yè)第二十四頁(yè)，共88頁(yè)。膜外N端：識(shí)別(shbi)、結(jié)合第一信使膜內(nèi)C端：激活(j hu)G蛋白(二) 磷脂酰肌醇信號(hào)(xnho)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)受體第24頁(yè)/共88頁(yè)第二十五頁(yè)，共88頁(yè)。三、酶偶聯(lián)受體介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo) 受體本身(bnshn)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(jmi)結(jié)合細(xì)胞(xbo)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)

13、：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)圖示第25頁(yè)/共88頁(yè)第二十六頁(yè)，共88頁(yè)。復(fù)習(xí)思考題 1.細(xì)胞間通訊有哪些方式(fngsh)？各種方式(fngsh)之間有何不同？ 2.通過細(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(fngsh)？比較各種方式(fngsh)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。第26頁(yè)/共88頁(yè)第二十七頁(yè)，共88頁(yè)。 概 述 恩格斯在100多年前就指出：“地球上幾乎沒有一種變化發(fā)生而不同

14、(b tn)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(b tn)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(xbo)的跨膜電變化“第27頁(yè)/共88頁(yè)第二十八頁(yè)，共88頁(yè)。一、細(xì)胞的生物電現(xiàn)象靜息(jn x)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)(shyn)現(xiàn)象：第28頁(yè)/共88頁(yè)第二十九頁(yè)，共88頁(yè)。（一）靜息電位(resting

15、 potential RP) 1.概 念 ：細(xì)胞處于相對(duì)安靜(njng)狀態(tài)時(shí)，細(xì)胞膜內(nèi)外存在的電位差。 2.實(shí)驗(yàn)(shyn)現(xiàn)象：第29頁(yè)/共88頁(yè)第三十頁(yè)，共88頁(yè)。3.證明(zhngmng)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(gibin)，證明膜外無(wú)電位差。（乙）當(dāng)A電極位于(wiy)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。第30頁(yè)/共88頁(yè)第三十一頁(yè)，共88頁(yè)。 4.與RP相關(guān)的概念： 靜息電位:細(xì)胞處于相對(duì)安靜(njng)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

16、在于膜的兩側(cè)所以又稱為膜電位（membrane potential）。 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)=去極化第31頁(yè)/共88頁(yè)第三十二頁(yè)，共88頁(yè)。（二）動(dòng)作電位(action potential AP) 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(dunzn)的、可逆的,并可向周圍擴(kuò)布的電位波動(dòng)稱為動(dòng)作電位。2.AP實(shí)驗(yàn)(shyn)現(xiàn)象：第32頁(yè)/共88頁(yè)第三

17、十三頁(yè)，共88頁(yè)。去 極 化上 升 支下降(xijing)支3.動(dòng)作電位的圖形(txng)刺激(cj)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）后電位第33頁(yè)/共88頁(yè)第三十四頁(yè)，共88頁(yè)。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(dxio)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。 第34頁(yè)/共88頁(yè)第三十五頁(yè)，共88頁(yè)。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值的方向變化的過程。超極化:膜內(nèi)外電位差向大于RP值的方向變化的過程。復(fù)極化

18、:去極化后再向極化狀態(tài)恢復(fù)(huf)的過程。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)(huf)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。第35頁(yè)/共88頁(yè)第三十六頁(yè)，共88頁(yè)。二、生物電現(xiàn)象的產(chǎn)生(chnshng)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(fnb)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)

19、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(tn tu)膜選擇性通透膜第36頁(yè)/共88頁(yè)第三十七頁(yè)，共88頁(yè)。(1)靜息狀態(tài)下細(xì)胞膜內(nèi)、外離子(lz)分布不勻 Na+iNa+o1 10, K+iK+o30 1 Cl-iCl-o1 14, A-iA-o 4 1（二）靜息電位(din wi)的產(chǎn)生機(jī)制1.靜息電位的產(chǎn)生(chnshng)條件主要離子分布：膜內(nèi)：膜外：第37頁(yè)/共88頁(yè)第三十八頁(yè)，共88頁(yè)。(2)靜息(jn x)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-第38頁(yè)/共88頁(yè)第三十九頁(yè)，共88

20、頁(yè)。 靜息狀態(tài)下細(xì)胞膜內(nèi)外主要離子(lz)分布 及膜對(duì)離子(lz)通透性離子濃度（mmol/L）主要離子膜內(nèi)膜外膜 內(nèi) 與 膜外 離 子 比例膜對(duì)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(wú)無(wú)通通透透性性第39頁(yè)/共88頁(yè)第四十頁(yè)，共88頁(yè)。2.RP產(chǎn)生機(jī)制的膜學(xué)說: 靜息狀態(tài)(zhungti)下細(xì)胞膜內(nèi)外離子分布不均；細(xì)

21、胞膜對(duì)離子的通透具有選擇性:K+Cl-Na+A- Ki順濃度(nngd)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(din wi)(負(fù)電場(chǎng)) K+o膜內(nèi)電位(din wi)(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+的平衡電位第40頁(yè)/共88頁(yè)第四十一頁(yè)，共88頁(yè)。證明：Nernst公式的計(jì)算 EK=RT/ZFlnK+O/K+i =59.5 logK+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。 H

22、odgkin 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(jbn)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+iRP）。第41頁(yè)/共88頁(yè)第四十二頁(yè)，共88頁(yè)。1.AP產(chǎn)生的基本條件:膜內(nèi)外存在Na+差:Na+iNa+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(zngji)： 即電壓門控性Na+、K+通道激活而開放。（三）動(dòng)作電位的產(chǎn)生(chnshng)機(jī)制第42頁(yè)/共88頁(yè)第四十三頁(yè)，共88頁(yè)。2.AP的產(chǎn)生(chnshng)機(jī)制:AP上升(shngshng)支

23、AP下降(xijing)支第43頁(yè)/共88頁(yè)第四十四頁(yè)，共88頁(yè)。當(dāng)細(xì)胞(xbo)受到刺激細(xì)胞膜上少量Na+通道(tngdo)激活而開放Na+順濃度差少量?jī)?nèi)流膜內(nèi)外(niwi)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娢唬ˋP上升支）Na+通道關(guān)Na+內(nèi)流停+同時(shí)K+通道激活而開放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第44頁(yè)/共88頁(yè)第四十五頁(yè)，共88頁(yè)。結(jié)論：A

24、P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NaK泵活動(dòng)引起(ynq)的。 AP的產(chǎn)生是不消耗能量的，AP的恢復(fù)是消耗能量的（NaK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）。第45頁(yè)/共88頁(yè)第四十六頁(yè)，共88頁(yè)。幾點(diǎn)說明： 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(din wi)去極化達(dá)到閾電位(din

25、wi)引發(fā)AP；后者只能引起低于閾電位(din wi)的去極化（即局部電位(din wi)）不會(huì)引發(fā)AP。 2.閾電位(din wi)：是激活電壓門控性Na+通道的臨界值。即閾電位(din wi)先引發(fā)一定數(shù)量的Na+通道開放，Na+迅速大量?jī)?nèi)流后，再引發(fā)更多數(shù)量的Na+通道開放，爆發(fā)AP。 因此，當(dāng)膜電位(din wi)達(dá)到閾電位(din wi)后，導(dǎo)致Na+通道開放與Na+內(nèi)流之間出現(xiàn)再生性循環(huán)。第46頁(yè)/共88頁(yè)第四十七頁(yè)，共88頁(yè)。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

26、動(dòng)或由活動(dòng)弱強(qiáng)的過程。 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(yngd)表現(xiàn)。第47頁(yè)/共88頁(yè)第四十八頁(yè)，共88頁(yè)。（二) 細(xì)胞興奮(xngfn)后興奮(xngfn)性的變化 興奮性的周期性變化返回 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(cinng)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(cinng)再次興奮的期間。第48頁(yè)/共88頁(yè)第四十九頁(yè)，共88頁(yè)。興奮性的周期性變化返回 組織興奮后興

27、奮性變化(binhu)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(huq) 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 第49頁(yè)/共88頁(yè)第五十頁(yè)，共88頁(yè)。四、局部(jb)興奮概念： 閾下刺激(cj)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。第50頁(yè)/共88頁(yè)第五十一頁(yè)，共88頁(yè)。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(jnzhng)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

28、和。 第51頁(yè)/共88頁(yè)第五十二頁(yè)，共88頁(yè)。時(shí)間性總和(zngh)空間性總和(zngh)第52頁(yè)/共88頁(yè)第五十三頁(yè)，共88頁(yè)。五、興奮在同一細(xì)胞(xbo)上的傳導(dǎo)（一）傳導(dǎo)機(jī)制：局部電流第53頁(yè)/共88頁(yè)第五十四頁(yè)，共88頁(yè)。靜息部位膜內(nèi)為負(fù)電(fdin)位，膜外為正電位興奮部位膜內(nèi)為正電位，膜外為負(fù)電(fdin)位在興奮部位和靜息(jn x)部位之間存在著電位差膜外的正電荷由靜息部位向興奮(xngfn)部位移動(dòng)膜內(nèi)的負(fù)電荷由興奮(xngfn)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

29、的AP局部電流：第54頁(yè)/共88頁(yè)第五十五頁(yè)，共88頁(yè)。（二）傳導(dǎo)方式：無(wú)髓鞘N纖維的興奮(xngfn)傳導(dǎo)為近距離局部電流；有髓鞘N纖維的興奮(xngfn)傳導(dǎo)為遠(yuǎn)距離局部電流(跳躍式)。第55頁(yè)/共88頁(yè)第五十六頁(yè)，共88頁(yè)。（三）傳導(dǎo)特點(diǎn) 1、生理(shngl)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 第56頁(yè)/共88頁(yè)第五十七頁(yè)，共88頁(yè)。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(fshng)的？如何證明動(dòng)作電位是鈉的平衡電位？ 3.發(fā)生(fshng)興奮過程中，如何證明有興奮性的變化？為什么會(huì)發(fā)生(fshng)

30、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。第57頁(yè)/共88頁(yè)第五十八頁(yè)，共88頁(yè)。 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(dny)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？第58頁(yè)/共88頁(yè)第五十九頁(yè)，共88頁(yè)。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

31、開始去極化時(shí),鈉離子通道就大量開放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(fshng)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CB第59頁(yè)/共88頁(yè)第六十頁(yè)，共88頁(yè)。第四節(jié) 肌細(xì)胞的收縮功能(gngnng) 一、肌細(xì)胞的收縮功能(gngnng)（一）NM接頭處的興奮傳遞1、N-M接頭

32、的結(jié)構(gòu) 接頭前膜：囊泡內(nèi)含(ni hn) ACh,并以囊泡為單位釋放ACh（稱量子釋放）。 接 頭 間 隙 ： 約 5 0 -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)電壓性門控性鈉通道。接頭(ji tu)間隙第60頁(yè)/共88頁(yè)第六十一頁(yè)，共88頁(yè)。2.N-M接頭處的興奮傳遞(chund)過程當(dāng)神經(jīng)(shnjng)沖動(dòng)傳到軸突末膜Ca2通道開放(kifng)，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

33、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)作電位第61頁(yè)/共88頁(yè)第六十二頁(yè)，共88頁(yè)。N-M接頭處的興奮(xngfn)傳遞過程第62頁(yè)/共88頁(yè)第六十三頁(yè)，共88頁(yè)。膜Ca2通道(tngdo)開放，膜外Ca2向膜內(nèi)流動(dòng)第63頁(yè)/共88頁(yè)第六十四頁(yè)，共88頁(yè)。接頭前膜內(nèi)囊(ni nn)泡移動(dòng)、融合、破裂，囊泡中的ACh釋放(量子釋放)第64頁(yè)/共88頁(yè)第六十五頁(yè)，共88頁(yè)。ACh與終板膜上的N2受體結(jié)合，受體蛋白分子(fnz)構(gòu)型改變第65頁(yè)/共88頁(yè)第六十六頁(yè)，共88頁(yè)。終板膜對(duì)Na、K (尤其(yuq)是Na)通透性第66頁(yè)/共88頁(yè)第六十七頁(yè)，共88頁(yè)。 3.N-

34、M接頭處的興奮傳遞特征: （1）是電-化學(xué)-電的過程：N末梢(msho)APACh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(msho)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）。 第67頁(yè)/共88頁(yè)第六十八頁(yè)，共88頁(yè)。 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

35、），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(zngh)現(xiàn)象；EPP的大小與Ach釋放量呈正相關(guān)。第68頁(yè)/共88頁(yè)第六十九頁(yè)，共88頁(yè)。（二）骨骼肌細(xì)胞(xbo)的結(jié)構(gòu)第69頁(yè)/共88頁(yè)第七十頁(yè)，共88頁(yè)。2.肌小節(jié): 是肌細(xì)胞收縮(shu su)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(hn un)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第70

36、頁(yè)/共88頁(yè)第七十一頁(yè)，共88頁(yè)。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(biomin)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)。第71頁(yè)/共88頁(yè)第七十二頁(yè)，共88頁(yè)。 1.興奮-收縮(shu su)耦聯(lián) 2.肌絲滑行（三）骨骼肌收縮(shu su)機(jī)制第72頁(yè)/共88頁(yè)第七十三頁(yè)，共88頁(yè)。1.興奮(xng

37、fn)-收縮耦聯(lián) 三個(gè)主要步驟： 肌膜電興奮(xngfn)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(xngfn)-收縮耦聯(lián)的耦聯(lián)物第73頁(yè)/共88頁(yè)第七十四頁(yè)，共88頁(yè)。按任意鍵飛入橫橋擺動(dòng)(bidng)動(dòng)畫肌節(jié)縮短(sudun)=肌細(xì)胞收縮牽拉細(xì)肌絲朝肌節(jié)中央(zhngyng)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

38、鈣蛋白結(jié)合肌鈣蛋白的構(gòu)型終池膜上的鈣通道開放終池內(nèi)的Ca2+進(jìn)入肌漿2.肌絲滑行第74頁(yè)/共88頁(yè)第七十五頁(yè)，共88頁(yè)。第75頁(yè)/共88頁(yè)第七十六頁(yè)，共88頁(yè)。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(gibin)終板膜對(duì)Na+、K+(尤其Na+)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?cè)∧鞍装l(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

39、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(sudun)=肌細(xì)胞收縮小結(jié)(xioji)：骨骼肌收縮全過程1.興奮傳遞 2.興奮-收縮（肌絲滑行）耦聯(lián)第76頁(yè)/共88頁(yè)第七十七頁(yè)，共88頁(yè)。 肌絲滑行幾點(diǎn)說明: 1.肌細(xì)胞收縮(shu su)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。第77頁(yè)/共88頁(yè)第七十八頁(yè)，共88頁(yè)。 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(c

40、hnshng)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(chnshng)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。 第78頁(yè)/共88頁(yè)第七十九頁(yè)，共88頁(yè)。（四）骨骼肌舒張(shzhng)機(jī)制興奮(xngfn)-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(j hu)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)骨骼肌舒張第79頁(yè)/共88頁(yè)第八十頁(yè)，共88頁(yè)。二、骨骼肌收縮(shu su)的形式第80頁(yè)/共88頁(yè)第八十一頁(yè)，共88頁(yè)。(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)而持久的收縮過程稱之。 機(jī)制:強(qiáng)直收縮是各次單收縮的機(jī)械(jxi)疊