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文檔簡介
關(guān)于神經(jīng)肌肉一般生理學神經(jīng)肌肉一般生理學細胞膜的結(jié)構(gòu)與功能細胞的跨膜信號轉(zhuǎn)導細胞的生物電現(xiàn)象肌肉收縮第2頁,共80頁,2024年2月25日,星期天細胞膜的結(jié)構(gòu)與功能細胞膜的結(jié)構(gòu)細胞膜的轉(zhuǎn)運功能第3頁,共80頁,2024年2月25日,星期天細胞膜的結(jié)構(gòu)雙層脂質(zhì)分子:磷脂70%,膽固醇低于30%,少量鞘脂類;磷脂酰肌醇分布在靠胞漿側(cè),參與信息傳遞蛋白質(zhì):表面Pr;結(jié)合Pr(整合Pr)20-30個疏水性AA,組成一個段落,形成α螺旋糖類:特異性的標志,作為抗原決定簇、受體識別部分起到分子語言作用(核苷酸堿基序列;氨基酸序列……)第4頁,共80頁,2024年2月25日,星期天細胞膜的結(jié)構(gòu)通道(channel)轉(zhuǎn)運帶電離子,數(shù)量多,與細胞調(diào)控復雜而精密有關(guān)通透性(permeability):物質(zhì)通過膜的難易程度通道是否開放通道開放的程度及數(shù)量兩側(cè)物質(zhì)濃度差及電位差通道能否開放:電壓/化學/機械變化控制時間功能:不是轉(zhuǎn)運代謝物,而是離子流動引起電位變化,將外來信號轉(zhuǎn)變?yōu)榧毎陨硇盘枴娮兓?頁,共80頁,2024年2月25日,星期天細胞膜的結(jié)構(gòu)通道(channel)化學門控通道(chemically-gatedchannel)2α、β、γ、δ;5╳4α螺旋(第二個α螺旋是通道內(nèi)壁),α亞單位是受體;nAchRGluRAspRGlyRGABAAR第6頁,共80頁,2024年2月25日,星期天細胞膜的結(jié)構(gòu)通道(channel)電壓門控通道(voltage-gatedchannel)α、β、β2;α為4個結(jié)構(gòu)域,4×6α螺旋(第四個α螺旋接受電信號,2、3為內(nèi)壁)機械門控通道(mechanically-gatedchannel)細胞間通道(intercellularchannel)6個亞單位,H+、Ca2+
調(diào)控第7頁,共80頁,2024年2月25日,星期天細胞膜的結(jié)構(gòu)載體(carrier)高度特異性飽和性競爭性抑制第8頁,共80頁,2024年2月25日,星期天細胞膜的結(jié)構(gòu)細胞表面受體的種類與結(jié)構(gòu)離子通道型受體:多亞基組成受體/離子通道復合體配體依賴性復合體nAchR;GluR;AspR;GlyR;GABAR;5-HTR;ATPR;(α)2βγδ五聚體,其中GABAAR為αβγδε五聚體,為Cl-通道電壓依賴性復合體
4區(qū)域×6跨膜片段,其中第四個片段為電位感受器第9頁,共80頁,2024年2月25日,星期天細胞膜的結(jié)構(gòu)細胞表面受體的種類與結(jié)構(gòu)G蛋白耦聯(lián)受體單肽鏈7個疏水區(qū)形成7個α螺旋,II區(qū)Asp與配體結(jié)合,V-VI區(qū)與G結(jié)合具有酶活性受體(酶聯(lián)受體)酪氨酸激酶受體(PTK)PDGF、EGF、胰島素、NGF統(tǒng)稱為生長因子型神經(jīng)肽受體絲/蘇氨酸激酶受體第10頁,共80頁,2024年2月25日,星期天細胞膜的結(jié)構(gòu)細胞表面受體的種類與結(jié)構(gòu)具有酶活性受體(酶聯(lián)受體)鳥苷酸環(huán)化酶(Guanylycyclases,GC)GC分兩類:①跨膜蛋白;②胞內(nèi)可溶性酶鈉尿激肽(natriureticpeptide)受體屬跨膜性受體
na-p→R→cGmp→PkG↑→K+通道磷酸化激活,K+外流第11頁,共80頁,2024年2月25日,星期天細胞膜的結(jié)構(gòu)細胞表面受體的種類與結(jié)構(gòu)具有酶活性受體(酶聯(lián)受體)鳥苷酸環(huán)化酶(Guanylycyclases,GC)
NO受體屬于胞內(nèi)可溶性受體:NO→GC→cGmp↑
例:舒血管物質(zhì)(乙酰膽堿、緩激肽)→血管內(nèi)皮細胞Ca2+內(nèi)流→Ca-CaM→激活NOS→Arg-NO↑→NO穿過內(nèi)皮細胞到平滑肌細胞→cGmp↑→血管平滑肌舒張內(nèi)皮細胞依賴性血管舒張是Ca2+胞內(nèi)信號與cGmp胞內(nèi)信號共同協(xié)調(diào)作用的結(jié)果:內(nèi)皮細胞中Ca2+信號起作用,產(chǎn)生NO,平滑肌細胞中,cGmp信號起作用第12頁,共80頁,2024年2月25日,星期天細胞膜的轉(zhuǎn)運功能被動轉(zhuǎn)運(passivetransport)單純擴散(simplediffusion)易化擴散(facilitateddiffusion)載體介導(carriermediated)載體蛋白上有結(jié)合位點→載體蛋白變構(gòu),運到另一側(cè)→低濃度側(cè)分離特點:①高度結(jié)構(gòu)特異性②飽和現(xiàn)象③競爭性抑制第13頁,共80頁,2024年2月25日,星期天細胞膜的轉(zhuǎn)運功能易化擴散通道介導(channelmediated)轉(zhuǎn)運帶電離子,數(shù)量多,這與細胞功能調(diào)控復雜而精密有關(guān)通透性:物質(zhì)通過膜的難易程度取決于通道是否開放及開放的程度及數(shù)量取決于膜兩側(cè)的濃度差或電位差通道是否開放:①電壓/化學/機械變化;②時間功能:不是轉(zhuǎn)運代謝物,而是離子流動引起電位變化,將外來信號轉(zhuǎn)變?yōu)榧毎陨硇盘枴娮兓?4頁,共80頁,2024年2月25日,星期天細胞膜的轉(zhuǎn)運功能
主動轉(zhuǎn)運(activetransport)
原發(fā)性主動轉(zhuǎn)運(primaryactivetransport)Na-K泵:
、
亞單位組成的二聚體Pr,
亞單位轉(zhuǎn)運Na+、K+,分解ATP。Na+泵有2個
亞基,2個
亞基,
亞基有與離子、哇巴因(ouabain)結(jié)合位點,有ATP酶活性;但解離
亞基,Na+泵失活。
3Na+與泵結(jié)合,ATP酶激活,ATP分解,泵磷酸化,泵構(gòu)象變化,3Na+移出胞外,2K+與泵結(jié)合,去磷酸化。第15頁,共80頁,2024年2月25日,星期天細胞膜的轉(zhuǎn)運功能
主動轉(zhuǎn)運
原發(fā)性主動轉(zhuǎn)運Na-K泵啟動與活動強度:由胞內(nèi)Na+、胞外K+較多引起。運轉(zhuǎn)3Na+:2K+,泵的活動用去細胞代謝能的20-30%功能:①胞內(nèi)高K+,代謝反應(yīng)所必須②限制過多Na+入胞,防止胞內(nèi)高滲,水透入③勢能貯備第16頁,共80頁,2024年2月25日,星期天細胞膜的轉(zhuǎn)運功能
主動轉(zhuǎn)運
繼發(fā)性主動轉(zhuǎn)運(secondaryactivetransport):聯(lián)合轉(zhuǎn)運(cotransport)轉(zhuǎn)運體(transporter):膜中特殊蛋白質(zhì)Gs與Na+轉(zhuǎn)運:Gs轉(zhuǎn)運所需的能量不直接來自ATP,而來自Na+的高勢能
——小腸吸收葡萄糖、氨基酸,單胺遞質(zhì)重攝取,甲狀腺細胞聚碘等均屬于此第17頁,共80頁,2024年2月25日,星期天細胞膜的轉(zhuǎn)運功能
出胞與入胞或轉(zhuǎn)運大分子物質(zhì)團快
出胞:囊泡與質(zhì)膜融合;
入胞:接觸,質(zhì)膜形成內(nèi)陷
受體介導入胞:膽固醇,運鐵蛋白,VitB12運輸Pr,部分多肽類→識別→與受體結(jié)合→移到有被小窩(稍有下凹,胞漿面多種Pr,形成高電子密度)→形成吞噬泡(胞漿面的Pr消失,可能又回到胞膜內(nèi)側(cè)面形成有被小窩)→吞噬泡與胞內(nèi)體融合(因為胞內(nèi)體內(nèi)低PH,受體與結(jié)合物分離)→所運物到細胞器→胞內(nèi)體膜上的受體回到細胞膜→形成膜的再循環(huán)第18頁,共80頁,2024年2月25日,星期天細胞的跨膜信號轉(zhuǎn)導細胞跨膜轉(zhuǎn)導的類型跨膜信號轉(zhuǎn)導的途徑與機制跨膜信號轉(zhuǎn)導系統(tǒng)相互影響細胞通訊細胞信號轉(zhuǎn)導的基本特征第19頁,共80頁,2024年2月25日,星期天細胞跨膜轉(zhuǎn)導的類型雖然跨膜信號轉(zhuǎn)導涉及多種刺激信號,在多種細胞引發(fā)多種功能變化,但轉(zhuǎn)導途徑是有限的。轉(zhuǎn)導途徑一般有兩種:根據(jù)感受和傳導過程分根據(jù)受體存在的部位分第20頁,共80頁,2024年2月25日,星期天細胞跨膜轉(zhuǎn)導的類型
根據(jù)感受和傳導過程分為
具有特異感受結(jié)構(gòu)的通道Pr完成的跨膜信號轉(zhuǎn)導化學門控通道:感受化學信號,引起通道變化5-HT-R、Glu-R、Asp-R、Gly-R、GABA-Rn-AchR:(α2βγδ,每個亞單位4個α螺旋,其第二個α螺旋構(gòu)成通道內(nèi)壁,α亞單位是配體結(jié)合部位)Ach-α→通道Pr構(gòu)象變化→通道開放→Na+內(nèi)流,K+外流第21頁,共80頁,2024年2月25日,星期天細胞跨膜轉(zhuǎn)導的類型
根據(jù)感受和傳導過程分為
具有特異感受結(jié)構(gòu)的通道Pr完成的跨膜信號轉(zhuǎn)導電壓門控通道:感受電壓信號,引起通道變化
亞單位有4個結(jié)構(gòu)域,每個結(jié)構(gòu)域有6個
螺旋MP變化→第4個
螺旋帶正電的精、賴氨酸產(chǎn)生位移→通道開放(通道內(nèi)壁由第2、3個
螺旋構(gòu)成)→Na+流動機械門控通道:感受機械信號,引起通道變化第22頁,共80頁,2024年2月25日,星期天細胞跨膜轉(zhuǎn)導的類型
根據(jù)感受和傳導過程分為
R-G-效應(yīng)器酶組成的跨膜信號轉(zhuǎn)導酶偶聯(lián)受體(TKR、Gc)完成的跨膜信號轉(zhuǎn)導系統(tǒng)第23頁,共80頁,2024年2月25日,星期天細胞跨膜轉(zhuǎn)導的類型
根據(jù)受體存在的部位分為
細胞內(nèi)受體介導:Gc-R,類固醇激素,甲狀腺素
細胞膜受體介導離子通道受體化學門控通道酶聯(lián)受體第24頁,共80頁,2024年2月25日,星期天跨膜信號轉(zhuǎn)導的途徑與機制離子通道受體化學門控受體Ach-NR,GABA-R,Glu-R,Gly-R,Asp-R,5-HR-R電壓門控通道化學門控通道第25頁,共80頁,2024年2月25日,星期天跨膜信號轉(zhuǎn)導的途徑與機制G-蛋白偶聯(lián)受體受體:單肽鏈,7個疏水區(qū)形成7個
螺旋,II區(qū)與配體結(jié)合,V、VI與G結(jié)合G蛋白:是一個家族,Gs、Gi/Go、Gt、Gq、Gg等不同細胞有可能G相同,有可能不同。Gt:視桿細胞;Go:腦內(nèi)肌醇磷酸信號系統(tǒng);Gg:味覺細胞?;窘Y(jié)構(gòu):100KD,
、
、
三個亞基,主要是
,既是GTP結(jié)合點,又是GTP酶。過去認為
起錨釘作用,僅對
亞基功能起調(diào)節(jié)作用,現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)也可激活胞內(nèi)靶分子。
除調(diào)節(jié)AC、PLC、離子通道外,還可參與激活TKR轉(zhuǎn)導系統(tǒng)。也能與效應(yīng)器酶結(jié)合,對
亞基起協(xié)調(diào)拮抗作用。有些細胞毒素可修飾
亞基,改變生理特性。
第26頁,共80頁,2024年2月25日,星期天跨膜信號轉(zhuǎn)導的途徑與機制G-蛋白偶聯(lián)受體作用形式R-G
-GDP-ACH-R-G
-GTPAC+cAMPPKATPPR-G
-GDP-ACH-第27頁,共80頁,2024年2月25日,星期天跨膜信號轉(zhuǎn)導的途徑與機制G-蛋白偶聯(lián)受體作用形式受體與配體結(jié)合,
與
解離,
與GTP、AC結(jié)合R-H解離,GTP水解,
上結(jié)合GTP,R與G解離,G與AC解離,酶抑制霍亂桿菌產(chǎn)生的霍亂毒素(肽),ADP-核糖轉(zhuǎn)移酶,使胞內(nèi)NAD+上的ADP核糖基結(jié)合到
亞基,修飾
亞基,使
與GTP結(jié)合,提高了GTP酶活性,cAMP成100倍增加,大量水分入腸腔,腹瀉。第28頁,共80頁,2024年2月25日,星期天跨膜信號轉(zhuǎn)導的途徑與機制G-蛋白偶聯(lián)受體作用途徑配體是多種多樣的,配體與受體是特異的,G蛋白也有多種,最后的效果是看影響那種效應(yīng)器酶(AC,PLC),產(chǎn)生哪種第二信使(激活那種cAMP、IP3、DG),激活哪種PK(PKA、CaMII、PKC、PKG)第29頁,共80頁,2024年2月25日,星期天跨膜信號轉(zhuǎn)導的途徑與機制G-蛋白偶聯(lián)受體作用途徑①cGMPH-R-G
-GTPACcAMPPKAATPCa2+Ca2+-PKPKGH-R-G
-GTPPLCIP3+DGPIP2PKCCa2+Ca2+-CaMCaM-PK②第30頁,共80頁,2024年2月25日,星期天跨膜信號轉(zhuǎn)導的途徑與機制G-蛋白偶聯(lián)受體作用途徑CaMII在哺乳動物腦神經(jīng)元突觸處十分豐富,是記憶路徑形成的一部分,失去此激酶,突變小鼠表現(xiàn)出記憶無能。第31頁,共80頁,2024年2月25日,星期天跨膜信號轉(zhuǎn)導的途徑與機制
酪氨酸激酶受體及膜鳥苷環(huán)化酶受體酪氨酸激酶受體(Tyrosinekinasereceptor,TKR)受體膜內(nèi)側(cè)肽鏈段就有磷酸激酶活性磷酸化位點是底物Pr中酪氨酸殘基也可引起自身磷酸化,其結(jié)果又激活受體的酪氨酸激酶第32頁,共80頁,2024年2月25日,星期天跨膜信號轉(zhuǎn)導的途徑與機制
酪氨酸酶受體及膜鳥苷環(huán)化酶受體鳥苷環(huán)化酶受體(GC-R)第二信使有:cAMP/cGMP/IP3/DG/Ca2+PK有:PKA/PKG/CaMK/PKC/Ca2+-PKGTPH-RcGMPPKG第33頁,共80頁,2024年2月25日,星期天跨膜信號轉(zhuǎn)導的途徑與機制
原癌基因(proto-oncogen)與跨膜信號轉(zhuǎn)導與信號轉(zhuǎn)導有關(guān)的Pr(Receptor、G等)是原癌基因表達產(chǎn)物第二信使→PK→激活原癌基因→第三信使→目的基因原癌基因是廣泛存在于細胞基因組內(nèi)的高度保守的基因,有數(shù)百種。原癌基因在細胞的正常生長、分化,作為核內(nèi)信使參與細胞內(nèi)信號傳遞,在生命活動中起著極為重要的作用。第34頁,共80頁,2024年2月25日,星期天跨膜信號轉(zhuǎn)導的途徑與機制
原癌基因(proto-oncogen)與跨膜信號轉(zhuǎn)導第二信使→PK→激活原癌基因→第三信使→目的基因跨膜信號傳遞的Pr、受體、G、PK、生長因子、營養(yǎng)因子都是原癌基因編碼和表達的產(chǎn)物。各種細胞外信息要激活核內(nèi)基因表達,首先激活原癌基因→表達產(chǎn)物(作為第三信使)→激活特定靶基因表達第35頁,共80頁,2024年2月25日,星期天跨膜信號轉(zhuǎn)導的途徑與機制
原癌基因(proto-oncogen)與跨膜信號轉(zhuǎn)導第二信使PK激活原癌基因→第三信使→目的基因配體(第一信使)R-G-第二信使(cAMP、Ca2+)PK
細胞內(nèi)反應(yīng)(胞漿內(nèi)瞬時反應(yīng))原癌基因(c-fos、c-jun)轉(zhuǎn)錄mRNA到胞漿翻譯成Fos、Jun、磷Pr入核作為第三信使靶基因表達,產(chǎn)生較長遠影響的Pr(核內(nèi)長時程效應(yīng))第36頁,共80頁,2024年2月25日,星期天跨膜信號轉(zhuǎn)導的途徑與機制
原癌基因(proto-oncogen)與跨膜信號轉(zhuǎn)導第二信使PK激活原癌基因→第三信使→目的基因由第二信使誘導的原癌基因稱為即刻早期基因(immediate-earlygenes,IEG),這類基因?qū)ν饨缧盘栁镔|(zhì)(遞質(zhì)、激素、沖動)在數(shù)分鐘內(nèi)作出快速表達反應(yīng)。原癌基因產(chǎn)物有多種功能,只有核內(nèi)磷酸化了的Pr.才能發(fā)揮第三信使的作用,將短暫信號轉(zhuǎn)為長時程反應(yīng)第37頁,共80頁,2024年2月25日,星期天跨膜信號轉(zhuǎn)導系統(tǒng)相互影響
R-G-酶第二信使PK影響離子通道
通道→Ca2+→PKG蛋白之間相互影響:Gi-
直接抑制AC,Gi-
?
與Gs-
結(jié)合阻斷Gs-
第38頁,共80頁,2024年2月25日,星期天跨膜信號轉(zhuǎn)導系統(tǒng)相互影響
同一信號,不同部位傳遞途徑不同Ach→N-M:離子通道受體Ach→心?。篟-G-酶Ach→M:a:以cAMP為第二信使
b:以IP3、DG為第二信使第39頁,共80頁,2024年2月25日,星期天細胞通訊(總結(jié))細胞通訊:細胞之間的信號傳遞;跨膜信號轉(zhuǎn)導細胞跨膜信號轉(zhuǎn)導通路根據(jù)受體存在的部位分為兩類細胞內(nèi)受體:GC,類固醇細胞膜受體介導離子通道受體G蛋白耦聯(lián)受體酶聯(lián)受體:PTK(receptorTyrosinekinase)
GC第40頁,共80頁,2024年2月25日,星期天細胞通訊細胞之間的信號傳遞以神經(jīng)-肌肉接頭為例第41頁,共80頁,2024年2月25日,星期天細胞信號轉(zhuǎn)導的基本特征多途徑、多層次的細胞信號轉(zhuǎn)導途徑具有會聚和發(fā)散的特點各種受體識別各自配體,會聚后激活一個共同的效應(yīng)酶同一配體,激活不同的效應(yīng)酶,導致多樣化細胞應(yīng)答細胞信號轉(zhuǎn)導即具有專一性,又有作用機制的相似性受體與配體結(jié)合專一性多配體,只有少數(shù)幾個第二信使介導,表現(xiàn)出相似性第42頁,共80頁,2024年2月25日,星期天信號放大與適度調(diào)控,啟動與終止并存微量配體產(chǎn)生巨大效應(yīng)受體數(shù)量上升/下降;磷酸化/去磷酸化,G結(jié)合GTP/GDP,信使產(chǎn)生/下降細胞對長時間信號刺激產(chǎn)生適應(yīng)受體數(shù)目下降受體-配體親和力下降,受體對配體敏感性下降——受體脫敏/鈍化受體下游信號蛋白變化,通路受阻細胞信號轉(zhuǎn)導的基本特征第43頁,共80頁,2024年2月25日,星期天各信號轉(zhuǎn)導途徑相互作用,形成網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)(signalnetworksystem)通道:Ca2+-CaM-PKG、第二信使、PK也可作用于通道細胞信號轉(zhuǎn)導的基本特征第44頁,共80頁,2024年2月25日,星期天細胞的生物電現(xiàn)象靜息電位動作電位興奮性周期變化興奮的傳導第45頁,共80頁,2024年2月25日,星期天靜息電位
靜息電位(restingtransmembranepotential,RP)
RP的概念、記錄、表示概念:靜息狀態(tài)下(細胞在未受到外來刺激),細胞膜兩側(cè)的電位差稱靜息電位。記錄:用微電極測量電位。表示:一般將膜外電位規(guī)定為0;膜內(nèi)電位小于膜外電位,為負值。哺乳動物神經(jīng)纖維的RP為-70~-90mV。不同細胞或同一細胞在不同狀態(tài)下RP不同。第46頁,共80頁,2024年2月25日,星期天靜息電位
RP產(chǎn)生原理[K+]o<[K+]i膜對K+選擇性通透證明Hodgkin用槍烏賊巨大神經(jīng)纖維測量的與Nernst公式計算的接近改變膜內(nèi)外K+濃度差,RP變化與Nernst公式相吻合……四乙胺(TEA)
第47頁,共80頁,2024年2月25日,星期天動作電位動作電位(actionpotential,AP)
興奮的標志
AP的概念概念:在足夠大的刺激作用下,在RP的基礎(chǔ)上產(chǎn)生的一種可傳導的電位波動。也稱為神經(jīng)沖動。
有關(guān)名稱、概念:極化:RP的外正內(nèi)負的狀態(tài)稱極化狀態(tài);去極化:反極化:復極化:超極化:第48頁,共80頁,2024年2月25日,星期天動作電位
AP的記錄細胞內(nèi)記錄:細胞外記錄:單相AP
雙相AP第49頁,共80頁,2024年2月25日,星期天動作電位
AP產(chǎn)生的條件刺激強度刺激強度(閾強度)閾刺激:閾上刺激;閾下刺激(局部電位)傳至5mm時幾乎消失電緊張電位(50%以下的閾強度)時間:時間-強度曲線強度/時間變化率第50頁,共80頁,2024年2月25日,星期天動作電位
AP特點“全或無”局部電位的特點反應(yīng)具有等級性:刺激強度↑,幅度↑;傳導衰減總和(空間、時間總和)無不應(yīng)期
第51頁,共80頁,2024年2月25日,星期天動作電位
AP產(chǎn)生的原理
Bernstein膜學說;Hodgkin,Huxley離子學說AP的overshoot與Na+內(nèi)流量有關(guān),服從Nernst公式改變細胞內(nèi)的Na+濃度,對AP的影響:
[Na+]o與細胞興奮性關(guān)系極為密切,是興奮性的一個基本問題Overton,將蛙肌置于低于正常Na+10%的任氏液中,該肌失去興奮性Hodgkin,Katz用Gs、氯化膽堿代替胞外NaCl,對AP影響明顯,對RP無明顯影響Hodgkin,用軸漿灌流,K2SO4代軸漿不影響AP,用Na+代K+,AP迅速阻滯第52頁,共80頁,2024年2月25日,星期天動作電位
AP產(chǎn)生的原理Hodgkin,用24Na標記,一次沖動有3.7pmol/cm2Na+凈內(nèi)流,2.5pmol/cm2K+外流Hodgkin電壓鉗技術(shù)
Neher和Sakmann(1975)膜片鉗技術(shù)
膜內(nèi)電壓(a)可調(diào)鉗制電壓(b)同時輸送到反饋放大器(c),放大器將偏差電流輸?shù)捷S突內(nèi)(d),以此電流補償,維持MP恒定b測電流adc第53頁,共80頁,2024年2月25日,星期天動作電位
AP產(chǎn)生的原理第54頁,共80頁,2024年2月25日,星期天動作電位
AP產(chǎn)生的原理
總結(jié):……閾刺激,Na+通道開放(TP水平),Na+內(nèi)流到ENa+水平,內(nèi)流是再生性的AP產(chǎn)生:Na+內(nèi)流,也有K+外流,到后期K+外流加大,所以AP幅度由gNa和gk共同決定;復極化由K+引起關(guān)于復極化的K+是電壓門控通道還是Ca2+、Na+激活
500Na+個/
m2膜內(nèi)流,可產(chǎn)生100mvAP,一次沖動引起[Na+]i變化1/10萬,用二硝基苯酚,氰化鈉使Na-K泵失活,離子濃度可維持其產(chǎn)生幾萬到幾十萬次沖動第55頁,共80頁,2024年2月25日,星期天動作電位
AP產(chǎn)生的原理
Bernstein膜學說RP:K+選擇性通透達到EK刺激:選擇性通透性變化,所有離子通透性都暫時增加,膜的極化狀態(tài)破壞,膜電位為零(去極化);去極化后,隨即出現(xiàn)膜選擇性通透的恢復,復極化1939,H.J.Curtis,K.S.Cole在美國,A.L.Hodgkin,A.F.Huxley在英國分別發(fā)明了微電極,證明了MP由-60mv~+40mv。1949,Hodgkin根據(jù)測定的結(jié)果,對Bernstein膜學說提出修正,提出離子學說(鈉學說)第56頁,共80頁,2024年2月25日,星期天動作電位
AP產(chǎn)生的原理
★幾點說明:Thresholdpotential:能引起Na+通道開放并出現(xiàn)再生性循環(huán),導致Na+通道大量而迅速開放的臨界電位水平在TP以前,也有一些Na+通道開放,只是去極化程度小關(guān)于超極化:提出Na-K泵因細胞內(nèi)Na+堆積過多而過渡增強,生電性Na-K泵作用引起超極化。CuytonA.C.在1996年第9版《Textbookofmedicalphysiology》中提出是由于K+通道開放增強持續(xù)時間較長,K電導高于靜息狀態(tài)所致第57頁,共80頁,2024年2月25日,星期天興奮性周期變化絕對不應(yīng)期:0.5-2ms相對不應(yīng)期:3ms超常期:12ms低長期:70ms
(蛙有髓神經(jīng)纖維:絕對不應(yīng)期2ms,產(chǎn)生AP次數(shù)500次/s)興奮性周期性變化與通道的狀態(tài)有關(guān)第58頁,共80頁,2024年2月25日,星期天興奮的傳導局部電流學說相對不疲勞;絕緣性
特點雙向;不衰減;第59頁,共80頁,2024年2月25日,星期天興奮的傳導有髓神經(jīng)纖維與無髓神經(jīng)纖維比較不同纖維傳導速度不同肌梭傳入Nf:70
120m/s(A
,I)無髓痛覺Nf:1m/s(C,IV)心?。浩咽霞毎?m/s;心室肌細胞1m/s;房室交界0.02m/s第60頁,共80頁,2024年2月25日,星期天肌肉收縮神經(jīng)-肌肉接頭處興奮的傳遞肌肉的細微結(jié)構(gòu)及肌絲的分子裝配肌肉收縮興奮-收縮偶聯(lián)骨骼肌收縮的外部表現(xiàn)和力學分析平滑肌第61頁,共80頁,2024年2月25日,星期天神經(jīng)-肌肉接頭處興奮的傳遞結(jié)構(gòu)終板膜間隙(40
50nm)終板膜第62頁,共80頁,2024年2月25日,星期天神經(jīng)-肌肉接頭處興奮的傳遞傳遞學說的發(fā)展1877,Reymond,神經(jīng)末梢產(chǎn)生化學物質(zhì),與肌肉作用,引起興奮1936,Dale,受到1921年Loewi的影響刺激運動神經(jīng),Ach釋放肌小動脈灌流Ach,肌收縮有機磷農(nóng)藥,新斯的明、毒扁豆堿抑制AchE箭毒、
銀環(huán)蛇毒阻斷n-AchR1955,Katz,終板膜微電泳,引起EPP,抗膽堿脂酶藥物,延長EPP(endplatepotential)時間第63頁,共80頁,2024年2月25日,星期天神經(jīng)-肌肉接頭處興奮的傳遞傳遞過程
Ap—遞質(zhì)—Ap特點單向易受化學因素影響時間延擱,由神經(jīng)沖動到EPP產(chǎn)生,0.5-1.0ms第64頁,共80頁,2024年2月25日,星期天神經(jīng)-肌肉接頭處興奮的傳遞注意要點囊泡量子式釋放200~300個囊泡/AP,107Ach,產(chǎn)生正常的EPP(50mv),需要250個小泡EPP是引起肌細胞膜到TP的3~4倍1:1EPP是局部電位,電緊張擴布,相鄰膜產(chǎn)生APAP→Ca2+→遞質(zhì)釋放量2.0ms內(nèi)可將Ach清除第65頁,共80頁,2024年2月25日,星期天肌肉的細微結(jié)構(gòu)及肌絲的分子裝配
細微結(jié)構(gòu)肌原纖維與肌小節(jié)肌小節(jié)長度變化范圍1.5
3.5
m,粗肌絲1.5
m,M線兩側(cè)各0.1
m處無橫橋,細肌絲1.0
2
m肌管系統(tǒng)在Z線處形成橫管,肌漿網(wǎng)在橫管處形成終末池第66頁,共80頁,2024年2月25日,星期天肌肉的細微結(jié)構(gòu)及肌絲的分子裝配
肌絲分子裝配粗肌絲200
300個分子Myosin,頭既能結(jié)合ATP,又有ATP酶的作用,14.3nm伸出一對,42.9nm重復伸出第67頁,共80頁,2024年2月25日,星期天肌肉的細微結(jié)構(gòu)及肌絲的分子裝配
肌絲分子裝配細肌絲actintropomyosinTn-C:結(jié)合Ca2+troponinTn-I:傳遞信息,并與At結(jié)合
Tn-T:與Tm連接第68頁,共80頁,2024年2月25日,星期天肌肉收縮[Ca2+]i:10-7→10-5M靜息時,Ms頭多肽鏈呈負電性,排斥ATP,Ca2+消除負電性后,結(jié)合ATP,1個ATP,50~100ACa2+泵轉(zhuǎn)運,舒張,分解1個ATP,轉(zhuǎn)運2個Ca2+第69頁,共80頁,2024年2月25日,星期天興奮-收縮偶聯(lián)AP經(jīng)T管到深部三聯(lián)管傳遞信息Ca2+釋放T管上Ca2+通道肽鏈與SR上Ca2+道相對,前者堵塞后者,AP引起Ca2+道變構(gòu),堵塞移開(IP3誘導Ca2+釋放)心肌和骨骼肌不同,主要是由于T管膜L-Ca2+道與終末池膜上RYR受體(Ca2+通道受體)不同第70頁,共80頁,2024年2月25日,星期天興奮-收縮偶聯(lián)L-Ca2+道也稱DHPR,由5個
亞單位組成,形成孔道的是
1,4個結(jié)構(gòu)域,6
4
螺旋(S1-S6),S4對電位變化敏感,去極化,S4移動,由于S4移動到道開放,所需時間大于AP時程,故無Ca2+內(nèi)流,只能是電誘發(fā)Ca2+釋放;心肌則不然
RYRCa2+釋放通道。分布于骨骼肌的是RYR1,心肌是RYR2第71
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