細(xì)胞血液循環(huán)泌尿-1生理學(xué)_第1頁(yè)
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文檔簡(jiǎn)介

動(dòng)物生理學(xué)第一章細(xì)胞的基本功能神經(jīng)肌肉的興奮性神經(jīng)肌肉細(xì)胞的生物電現(xiàn)象興奮的產(chǎn)生與傳導(dǎo)興奮由神經(jīng)向肌肉的傳遞肌肉收縮第一節(jié)神經(jīng)肌肉的興奮性一、何謂興奮性?二、興奮是如何引起的?三、怎樣衡量細(xì)胞興奮性高低?四、細(xì)胞興奮性有哪些變化規(guī)律?

一、可興奮細(xì)胞與興奮性興奮性含義的變遷:生物體能夠?qū)Υ碳ぎa(chǎn)生適應(yīng)性反應(yīng)——應(yīng)激性

可興奮組織:神經(jīng)、肌肉、腺體收縮分泌

共同的、最先出現(xiàn)的反應(yīng)電變化—?jiǎng)幼麟娢慌d奮性:細(xì)胞受刺激時(shí)產(chǎn)生動(dòng)作電位的特性。興奮:細(xì)胞產(chǎn)生動(dòng)作電位的過(guò)程。二、引起興奮的條件組織機(jī)能狀態(tài)刺激刺激的三個(gè)參數(shù)強(qiáng)度時(shí)間強(qiáng)度時(shí)間變化速率三個(gè)相互影響的變量閾刺激閾上刺激閾下刺激必須達(dá)到一定的數(shù)值才能引起組織興奮強(qiáng)度—時(shí)間曲線:引起組織興奮所需的最小刺激強(qiáng)度和最小作用時(shí)間之間的關(guān)系曲線。在一定范圍內(nèi),二者呈反變關(guān)系R點(diǎn)向右,曲線與橫坐標(biāo)平行I點(diǎn)向上,曲線與縱坐標(biāo)平行基強(qiáng)度:當(dāng)刺激作用時(shí)間無(wú)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí),引起組織興奮所需要的最小刺激強(qiáng)度。強(qiáng)度——時(shí)間曲線時(shí)間強(qiáng)度IR基強(qiáng)度閾上刺激閾下刺激閾刺激時(shí)間強(qiáng)度IR基強(qiáng)度三、衡量細(xì)胞興奮性的指標(biāo)1、強(qiáng)度—時(shí)間曲線2、時(shí)值:用兩倍于基強(qiáng)度的刺激作用于組織,能引起組織興奮所需要的最小作用時(shí)間。3、閾強(qiáng)度:在一定時(shí)間下,引起組織興奮所需要的最小刺激強(qiáng)度。三、細(xì)胞興奮性變化規(guī)律(一)細(xì)胞興奮后興奮性發(fā)生周期性變化1234興奮性(%)100安靜時(shí)1、絕對(duì)不應(yīng)期:興奮性為零2、相對(duì)不應(yīng)期:興奮性低于正常(安靜時(shí))3、超常期:興奮性高于正常4、低常期:興奮性低于正常(二)閾下總合

一個(gè)閾下刺激不能引起興奮,但多個(gè)閾下刺激同時(shí)作用于組織(空間總合)或相繼作用組織(時(shí)間總合),則能引起組織發(fā)生興奮。

表明:閾下刺激雖然不能引起組織興奮,但能夠使組織的興奮性增高。第二節(jié)神經(jīng)肌肉的生物電現(xiàn)象示波器神經(jīng)纖維膜學(xué)說(shuō)+++++++++++++++++++++++_________________________(一)膜的化學(xué)組成和分子結(jié)構(gòu)一、膜的結(jié)構(gòu)與物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)能液態(tài)鑲嵌模型1、脂質(zhì)雙分子層構(gòu)成:由雙嗜性脂質(zhì)分子兩兩相對(duì)排列成雙分子層

雙嗜性脂質(zhì)分子磷脂、膽固醇脂質(zhì)雙分子層特點(diǎn):液態(tài)(流動(dòng)性)脂質(zhì)雙分子層功能:骨架(屏障作用)2、蛋白質(zhì)流動(dòng)性(橫向移動(dòng))膜功能的實(shí)現(xiàn)者P1蛋白質(zhì)功能:①轉(zhuǎn)運(yùn)物質(zhì):轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(載體、通道、泵)②傳遞信息:受體蛋白—G蛋白-酶蛋白③免疫標(biāo)志

3、糖類(lèi)形式:糖蛋白或糖脂功能:免疫標(biāo)志

主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)(二)膜的物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)功能單純擴(kuò)散被動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)易化擴(kuò)散入胞作用和出胞作用泵轉(zhuǎn)運(yùn)1、單純擴(kuò)散

概念:脂溶性物質(zhì)順濃度差通過(guò)細(xì)胞膜的過(guò)程。

轉(zhuǎn)運(yùn)物質(zhì):氣體、氨

通量:物質(zhì)每秒鐘通過(guò)每平方厘米面積的(毫)克分子數(shù)。影響因素:①膜兩側(cè)分子的濃度差②膜對(duì)物質(zhì)的通透性

2、易化擴(kuò)散概念:

不溶于或難溶于脂質(zhì)的物質(zhì)在脂蛋白幫助下順濃度差通過(guò)細(xì)胞膜的過(guò)程。

載體通道(1)

載體運(yùn)輸特點(diǎn):①特異性較高②飽和現(xiàn)③競(jìng)爭(zhēng)性抑制(2)通道運(yùn)輸特點(diǎn):①有三種狀態(tài):關(guān)閉——開(kāi)放、失活②特異性

激活P14化學(xué)門(mén)控通道:化學(xué)物質(zhì)控制(遞質(zhì)、激素等)電壓門(mén)控通道:跨膜電位控制機(jī)械門(mén)控通道:機(jī)械性刺激控制(3)易化擴(kuò)散的影響因素①膜兩側(cè)物質(zhì)濃度差和電位差②膜上載體的數(shù)量或通道開(kāi)放的數(shù)量(4)易化擴(kuò)散的特點(diǎn)①順電-化學(xué)差擴(kuò)散②細(xì)胞不直接耗能鈉離子鉀離子鈣離子氯離子膜內(nèi)1215524膜外14542.5120哺乳動(dòng)物骨骼肌細(xì)胞內(nèi)外離子分布(mmol/L)不均衡分布3、主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)概念:物質(zhì)分子或離子在泵作用下耗能而逆電-化學(xué)差通過(guò)細(xì)胞膜的過(guò)程。特點(diǎn):細(xì)胞直接耗能并逆電-化學(xué)差進(jìn)行鈉泵轉(zhuǎn)運(yùn)量:3鈉出、2鉀入ATP鈉泵作用:泵入鉀泵出鈉,形成并保持膜內(nèi)高鉀膜外高鈉的分布鈉泵的意義:①細(xì)胞內(nèi)高鉀是許多代謝反應(yīng)的必要條件②維持正常細(xì)胞體積③建立離子勢(shì)能貯備主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)與被動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)的區(qū)別主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)被動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)由細(xì)胞直接提供能量不需細(xì)胞直接供能逆電-化學(xué)勢(shì)差順電-化學(xué)勢(shì)差使膜兩側(cè)濃度差更大使膜兩側(cè)濃度差更小繼發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)4、出胞和入胞大分子物質(zhì)或物質(zhì)團(tuán)塊進(jìn)出細(xì)胞的過(guò)程。4、出胞和入胞大分子物質(zhì)或物質(zhì)團(tuán)塊進(jìn)出細(xì)胞的過(guò)程。出胞作用入胞作用二、細(xì)胞的生物電現(xiàn)象生物電的兩種表現(xiàn)形式:靜息電位動(dòng)作電位(一)生物電現(xiàn)象的觀察和記錄方法

示波器微電極槍烏賊神經(jīng)軸突1、2、細(xì)胞外紀(jì)錄示波器

神經(jīng)纖維1、靜息電位:(RestingPotential,RP)細(xì)胞未受刺激時(shí)膜兩側(cè)存在的內(nèi)負(fù)外正的電位差。(二)細(xì)胞的靜息電位和動(dòng)作電位示波器神經(jīng)纖維+++++++++++++++++++++++_________________________規(guī)定膜外為零,膜內(nèi)約為-70~-90mv2、動(dòng)作電位:(ActionPotential,AP)

細(xì)胞受刺激時(shí),膜兩側(cè)電位在靜息電位基礎(chǔ)上發(fā)生的一次快速而可逆得倒轉(zhuǎn)。(二)細(xì)胞的靜息電位和動(dòng)作電位0V刺激器0mv膜內(nèi)電位

AP的波形RP去極化復(fù)極化峰電位——主要成分后電位負(fù)后電位正后電位去極化復(fù)極化極化

靜息電位時(shí)膜兩側(cè)保持的內(nèi)負(fù)外正的狀態(tài)。去極化

膜內(nèi)電位向負(fù)值減少方向變化的過(guò)程(膜電位減小甚至消失)。反極化

膜內(nèi)電位由零變?yōu)檎档倪^(guò)程。超射值

膜內(nèi)電位由零到反極化頂點(diǎn)的數(shù)值。復(fù)極化

去極化、反極化后恢復(fù)到極化狀態(tài)的過(guò)程。超極化

膜內(nèi)電位向負(fù)值增大方向變化的過(guò)程(膜電位增大)。

描述膜電位狀態(tài)的幾個(gè)術(shù)語(yǔ):

膜內(nèi)電位(mv)RP0全或無(wú)現(xiàn)象

(AllorNone)

實(shí)驗(yàn):AP的特點(diǎn):非衰減傳導(dǎo)

AP的特點(diǎn):(1)“全或無(wú)”現(xiàn)象:動(dòng)作電位一經(jīng)引起,其幅度不隨著刺激的強(qiáng)度而改變。(2)不衰減傳導(dǎo):動(dòng)作電位在同一個(gè)細(xì)胞范圍內(nèi)可沿細(xì)胞膜傳向遠(yuǎn)處,并且其幅度不隨著傳導(dǎo)距離的增加而衰減。(3)具有不應(yīng)期,不能疊加。AP的意義:興奮的標(biāo)志(三)生物電現(xiàn)象的產(chǎn)生機(jī)制膜學(xué)說(shuō)膜兩側(cè)存在電位差帶電離子在膜兩側(cè)移動(dòng)所致動(dòng)力——膜兩側(cè)離子不均衡分布條件——膜對(duì)離子具有選擇性通透離子學(xué)說(shuō)1、靜息電位——鉀平衡電位①細(xì)胞膜內(nèi)外離子分布不均衡②靜息狀態(tài)下,細(xì)胞膜對(duì)離子的通透具有選擇性:

K+>Cl->Na+>A-

P10RP產(chǎn)生機(jī)制結(jié)論:RP的產(chǎn)生主要是K+向膜外擴(kuò)散的結(jié)果。

RP=K+的平衡電位膜外為正、膜內(nèi)為負(fù)的極化狀態(tài)A-

K+[K+]i順濃度差向膜外擴(kuò)散[A-]i不能向膜外擴(kuò)散K+[K+]i↓、膜內(nèi)電位↓(負(fù)電場(chǎng))[K+]o↑→膜內(nèi)電位↑(正電場(chǎng))+_+_濃度梯度電位梯度當(dāng)擴(kuò)散動(dòng)力與阻力達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡時(shí)=RP電化學(xué)勢(shì)為零1、Nernst公式

Ek=59.5lg[K+]o/[K+]i(mV)(膜內(nèi)外兩側(cè)鉀離子濃度差決定了靜息電位幅度)

理論值–87mV,實(shí)際值–77mV2、改變細(xì)胞外液中的K+濃度3、通道阻斷劑四乙基銨(TEA)證據(jù)①細(xì)胞膜內(nèi)外離子分布不均衡——膜外高Na+、膜內(nèi)高K+②膜在受到閾刺激而興奮時(shí),電壓門(mén)控性Na+、K+通道先后被激活而開(kāi)放。2、動(dòng)作電位

鈉平衡電位

細(xì)胞受到刺激產(chǎn)生興奮時(shí),鈉離子通道首先開(kāi)放,在濃度梯度和電位梯度的的作用下,發(fā)生鈉離子大量快速內(nèi)流達(dá)到鈉離子平衡電位。動(dòng)作電位的幅度取決于膜兩側(cè)鈉離子濃度差。膜外膜內(nèi)濃度梯度電位梯度+-1、去極化:細(xì)胞受刺激時(shí),鈉通道開(kāi)放,鈉大量?jī)?nèi)流導(dǎo)致去極化。AP產(chǎn)生機(jī)制0-70-90+30膜內(nèi)電位mv膜外膜內(nèi)Na+K+鈉離子通道鉀離子通道鈉泵2、復(fù)極化:鈉通道關(guān)閉,鉀通道開(kāi)放,鉀外流引起。3、后電位:鈉泵工作,泵出鈉、泵入鉀,恢復(fù)膜兩側(cè)原濃度差。0-70-90+30膜內(nèi)電位mv電位梯度Na+Na+濃度梯度Na+Na+鈉離子平衡電位K+K+鈉泵2K+3Na+K+K+當(dāng)細(xì)胞受到刺激細(xì)胞膜上Na+通道激活而開(kāi)放Na+順濃度差和電位差大量快速內(nèi)流膜內(nèi)負(fù)電位減小到零(去極化)并變?yōu)檎娢唬ǚ礃O化)膜兩側(cè)電化學(xué)勢(shì)為零→達(dá)到鈉離子平衡電位∵[Na+]i↑、[K+]O↑→激活Na+-K+泵AP的產(chǎn)生機(jī)制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+++++—————濃度梯度電位梯度Na+0+膜電位內(nèi)—————+++++Na+1、Nernst公式ENa=59.5lg[Na+]o/[Na+]i(mV)2、改變細(xì)胞外液的Na+濃度3、河豚毒(tetrodotoxin,TTX)4、電壓鉗或膜片鉗證據(jù)1-5um膜片吸管(玻璃微電極)

形成高阻抗緊密封接——使膜片在電學(xué)上與其它膜分隔開(kāi)。

細(xì)胞膜上有電壓門(mén)控鈉離子通道,當(dāng)膜去極化達(dá)到一定的數(shù)值時(shí),可使鈉離子通道被激活而開(kāi)放,出現(xiàn)鈉離子大量快速內(nèi)流。第三節(jié)興奮的引起和傳導(dǎo)一、興奮的產(chǎn)生-90-70

閾電位:

(thresholdpotential):

鈉通道被大量激活并產(chǎn)生動(dòng)作電位的臨界膜電位值。-0+30刺激局部電位:細(xì)胞受刺激時(shí)膜電位的輕微去極化。特性:1隨閾下刺激增大而增大2電緊張性擴(kuò)布

3總和現(xiàn)象(時(shí)間性、空間性)局部電位及其特性局部反應(yīng)閾下刺激引起鈉通道少量開(kāi)放反應(yīng)等級(jí)性有總和效應(yīng)衰減性傳播動(dòng)作電位閾(上)刺激引起鈉通道大量開(kāi)放“全或無(wú)”無(wú)非衰減性傳播局部電位與AP的區(qū)別

絕對(duì)不應(yīng)期相對(duì)不應(yīng)期超常期低常期閾電位100%0興奮后興奮性的周期性變化靜息電位

興奮性 時(shí)間原因 絕對(duì)不應(yīng)期 零 0~-60mVNa+

通道失活相對(duì)不應(yīng)期低于正常-60~-80mV少量Na+

激活超常期高于正常-80~-90mV大部分可利用低常期低于正常<-90mV 超極化意義:細(xì)胞興奮的最高頻率決定于絕對(duì)不應(yīng)期的長(zhǎng)短。例如:絕對(duì)不應(yīng)期=2ms;

興奮的最高頻率=?1000/2=500Hz傳導(dǎo):興奮在同一細(xì)胞上傳播的過(guò)程。局部電流:已興奮處和未興奮處因電位差而引起的電荷移動(dòng)。二、興奮的傳導(dǎo)+--+++----++

有髓神經(jīng)纖維傳導(dǎo)興奮的方式是跳躍式傳導(dǎo)

有髓神經(jīng)纖維與無(wú)髓神經(jīng)纖維:第四節(jié)

興奮由神經(jīng)向肌肉的傳遞

1、N-M接頭的結(jié)構(gòu)

突觸前膜:囊泡內(nèi)含ACh,并以囊泡為單位釋放ACh(稱(chēng)量子釋放)。

突觸間隙:約50-60nm。

突觸后膜:又稱(chēng)終板膜,N-型Ach門(mén)控通道一、神經(jīng)肌肉接頭處興奮的傳遞δααβγAchAchNaNaN-型Ach門(mén)控通道αβαγδ2.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)作電位膜Ca2+通道開(kāi)放,膜外Ca2+向膜內(nèi)流動(dòng)

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:①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)。②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α銀環(huán)蛇毒(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)。傳遞與傳導(dǎo)的比較

傳導(dǎo)

傳遞速度快雙向傳導(dǎo)相對(duì)不疲勞突觸延擱單向傳遞易受內(nèi)環(huán)境中各種因素的影響第五節(jié)肌肉收縮一、骨骼肌細(xì)胞的結(jié)構(gòu)

(一)肌原纖維和肌小節(jié)

肌原纖維肌小節(jié):是肌細(xì)胞收縮的基本結(jié)構(gòu)和功能位。

1/2明帶暗帶1/2明帶A帶I帶I帶Z線Z線H帶Z線Z線M線H帶Z線Z線肌微絲粗肌絲:?。┣虻鞍准?xì)肌絲肌動(dòng)(纖)蛋白原肌球蛋白肌鈣蛋白(二)肌管系統(tǒng)T小管:肌膜凹入細(xì)胞內(nèi)部形成。與肌原纖維垂直??v管系統(tǒng):(肌漿網(wǎng))L小管—與肌原纖維平行,包繞在肌原纖維周?chē)?。肌?jié)兩端的L管稱(chēng)終(末)池,貯Ca2+。

骨骼肌纖維橫小管與其兩側(cè)的終末池合稱(chēng)為——三聯(lián)體P20

LT肌管的作用橫管:傳AP至肌細(xì)胞深部縱管:貯存、釋放、聚積鈣三聯(lián)管:興奮-收縮耦聯(lián)部位二、骨骼肌收縮機(jī)制興奮—收縮耦聯(lián):指將肌細(xì)胞興奮過(guò)程與收縮過(guò)程聯(lián)系起來(lái)的中介過(guò)程?;袑W(xué)說(shuō):

P19(一)興奮-收縮耦聯(lián)

——

三個(gè)主要步驟:

①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。②三聯(lián)管處的信息傳遞:(尚不很清楚)③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

(二)肌絲滑行的機(jī)制:1、肌絲的分子組成(1)粗肌絲:由肌凝

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