第三章-神經(jīng)和肌肉生理[可修改版ppt]課件

1、第三章 神經(jīng)和肌肉生理生命的基本特征： 新陳代謝 興奮性 生殖還有：嚴(yán)整的結(jié)構(gòu)、遺傳變異、生長發(fā)育、適應(yīng)環(huán)境第一節(jié) 興奮性興奮性：機(jī)體或組織細(xì)胞對刺激發(fā)生反應(yīng)的能力或特性。一、刺激概念：引起機(jī)體或組織細(xì)胞發(fā)生反應(yīng)的環(huán)境條件的變化灰塵眨眼氣溫升高出汗膀胱充盈尿意觸電肌肉收縮感染細(xì)菌病毒機(jī)體發(fā)病 環(huán)境的變化形成對機(jī)體的刺激（一）、刺激的種類：物理刺激-聲、光、電、機(jī)械等化學(xué)刺激-酸、堿等生物刺激-細(xì)菌、病毒等社會、心理因素刺激 -語言、文字、思維（二）、刺激的三要素： 任何刺激要使機(jī)體或組織細(xì)胞發(fā)生反應(yīng)必須具備三個條件：刺激強(qiáng)度刺激時間刺激強(qiáng)度時間變率（三）閾強(qiáng)度： 又稱閾值，是指能引起組織興奮所

2、需的最小的 刺激強(qiáng)度。 閾刺激：強(qiáng)度等于閾值的刺激 刺激 閾上刺激：強(qiáng)度大于閾值的刺激 閾下刺激：強(qiáng)度小于閾值的刺激有 效 刺 激興奮與閾強(qiáng)度的關(guān)系： 興奮性 = 1閾強(qiáng)度越小，興奮性越高閾強(qiáng)度越大，興奮性越低閾強(qiáng)度的大小，是衡量組織興奮性高低的指標(biāo)呈反變關(guān)系二、反應(yīng)1、概念：機(jī)體或組織細(xì)胞受到刺激后，出現(xiàn)功能活動的變化。2、兩種基本形式：興奮和抑制（1）、興奮：相對靜止活動狀態(tài)（2）、抑制：活動狀態(tài)相對靜止三、刺激和反應(yīng)的關(guān)系：1、刺激的性質(zhì)不同，反應(yīng)不同： 心交感神經(jīng)末梢釋放的去甲腎上腺素心臟興奮 心迷走神經(jīng)末梢釋放的乙酰膽堿心臟抑制 2、刺激的性質(zhì)相同，強(qiáng)度不同，反應(yīng)也不同 一般的疼痛刺

3、激興奮反應(yīng) 劇烈的疼痛刺激抑制反應(yīng) CO2濃度輕度升高呼吸加快加強(qiáng) CO2濃度過高呼吸反而減弱減慢，甚至停止3、相同性質(zhì)和強(qiáng)度的刺激，功能狀態(tài)不同，反應(yīng)也不相同同一種食物， 饑餓興奮 飽食抑制同一事物的反應(yīng)，心情不同，反應(yīng)也不同。第二節(jié) 細(xì)胞的生物電現(xiàn)象生物活細(xì)胞無論是處于安靜狀態(tài)下還是活動過程中，都存在著電活動，這種電活動稱為生物電現(xiàn)象。借助不同儀器，可以將不同器官的電變化紀(jì)錄下來。例如：心電圖、腦電圖、肌電圖等。細(xì)胞的生物電活動包括：安靜狀態(tài)下的靜息電位 活動狀態(tài)下的動作電位一、靜息電位（RP）及其產(chǎn)生機(jī)制（一）靜息電位 1.概 念 ：細(xì)胞處在未受刺激的狀態(tài)下，細(xì)胞膜內(nèi)外兩側(cè)存在的電位差。

4、膜外電位規(guī)定為 0 2.RP實驗現(xiàn)象：3.證明RP的實驗：（甲）當(dāng)A、B電極都位于細(xì)胞膜外，無電位改變，證明膜外無電位差。（乙）當(dāng)A電極位于細(xì)胞膜外， B電極插入膜內(nèi)時，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)，無電位改變，證明膜內(nèi)無電位差。 4.與RP相關(guān)的概念： 靜息電位:細(xì)胞處在未受刺激的狀態(tài)下，細(xì)胞膜內(nèi)外兩側(cè)存在的電位差。膜電位:因電位差存在于膜的兩側(cè)所以又稱為膜電位。極 化：細(xì)胞在安靜狀態(tài)下，膜外為正電位、膜內(nèi)為負(fù)電 位的狀態(tài)超極化：靜息電位增大的過程或者狀態(tài) (-70-90mV)去極化：靜息電位減小的過程或者狀態(tài)(-70-50mV)反極化：膜電位由負(fù)變正

5、復(fù)極化：細(xì)胞去極化或者反極化后向靜息電位方向恢復(fù) 的過程 (1)靜息狀態(tài)下細(xì)胞膜內(nèi)、外離子分布不勻 Na+I ：Na+o110, K+I ：K+o301 Cl-I :Cl-o114, A-I :A-o 41（二）靜息電位產(chǎn)生的機(jī)制1.靜息電位的產(chǎn)生條件膜內(nèi)：膜 外細(xì)胞內(nèi)液和細(xì)胞外液中主要離子濃度和電位表2-1（槍烏大神經(jīng)）離子胞 外(mmol/L)胞 質(zhì)(mmol/L)平衡電位（mV）電化學(xué)驅(qū)動力(mV)Na+44050+55115K+2040075+ 15Cl5605260 0有機(jī)負(fù)離子38560靜息電位細(xì)胞內(nèi)液和細(xì)胞外液中主要離子濃度和電位表2-2（哺乳動物骨骼?。╇x子胞 外(mmol/L

6、)胞 質(zhì)(mmol/L)平衡電位（mV）電化學(xué)驅(qū)動力(mV)Na+14512+67157K+415598 + 8Cl120490 0有機(jī)負(fù)離子15590靜息電位靜息狀態(tài)下細(xì)胞膜對離子的通透性具有選擇性 通透性：K+ Cl- Na+ A-靜息電位的產(chǎn)生機(jī)制 兩個前提條件：1、細(xì)胞內(nèi)外各種離子的分布不均勻。 細(xì)胞外正離子 Na+ 濃度為細(xì)胞內(nèi)的12倍 細(xì)胞內(nèi)正離子 K+ 濃度為細(xì)胞外的30倍2、細(xì)胞膜在安靜狀態(tài)下對各種離子的通透性不同。 對K+的通透性大于Na+ RP產(chǎn)生機(jī)制的膜學(xué)說: Ki順濃度差向膜外擴(kuò)散A-i不能向膜外擴(kuò)散K+i、A-i膜內(nèi)電位(負(fù)電場) K+o膜外電位(正電場)膜外為正、膜

7、內(nèi)為負(fù)的極化狀態(tài)當(dāng)擴(kuò)散動力與阻力達(dá)到動態(tài)平衡時=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+的平衡電位二、動作電位(AP)及其產(chǎn)生機(jī)制AP概 念：細(xì)胞接受刺激時，在靜息電位基礎(chǔ)上產(chǎn)生的快速的可擴(kuò)布的電位波AP實驗現(xiàn)象：去 極 化上 升 支下降支（一）細(xì)胞的動作電位刺激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1.電化學(xué)驅(qū)動力：決定離子跨膜流動的方向和速度，某離子電化學(xué)驅(qū)動力應(yīng)等于膜電位與該離子平衡電位之差。如Na+ ：EmENa=70mV-(+60mV)=-130mVAP產(chǎn)生的基本條件:膜內(nèi)外存在Na+差: Na+i ：Na+O 110；膜在受到閾刺激而興奮時

8、，對離子的通透性增加： 即電壓門控性Na+、K+通道激活而開放。2、動作電位期間膜電導(dǎo)的變化（二）動作電位的產(chǎn)生機(jī)制當(dāng)細(xì)胞受到刺激細(xì)胞膜上少量Na+通道激活而開放Na+順濃度差少量內(nèi)流膜內(nèi)外電位差局部電位當(dāng)膜內(nèi)電位變化到閾電位時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+i、K+O激活Na+K+泵Na+泵出、K+泵回，離子恢復(fù)到興奮前水平后電位2.AP的產(chǎn)生機(jī)制:動作電位的產(chǎn)生機(jī)制動作電位上升支：

9、細(xì)胞受剌激時，迅速增加Na+電導(dǎo)動力：Na+在很強(qiáng)的電化學(xué)驅(qū)動力作用下，形成Na+內(nèi)向電流，膜內(nèi)負(fù)電位的迅速消失；超射:膜外Na+較高的濃度勢能，Na+在膜內(nèi)負(fù)電位減小到零時仍可繼續(xù)內(nèi)移，出現(xiàn)超射。阻力:內(nèi)移的Na+在膜內(nèi)形成的正電位足以阻止的Na+靜移動為止； 這時膜內(nèi)所具有的電位值，理論上應(yīng)相當(dāng)于根據(jù)膜內(nèi)、外Na+濃度差代入Nernst公式時所得出的Na+平衡電位值。通道轉(zhuǎn)運與鈉-鉀泵轉(zhuǎn)運模式圖結(jié)論：1、AP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泵活動引起的2、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）。3、AP=Na的平衡電位。三、動作電位的

10、引起和局部興奮（一）動作電位的引起1.閾電位：能夠引起細(xì)胞膜上鈉通道突然大量開放的臨界膜電位2.閾電位與閾強(qiáng)度（二）、局部興奮1.局部興奮：由閾下刺激引起膜的局部去極化2.局部興奮特點：（1）.僅限于受刺激局部。不能向遠(yuǎn)處傳播,只能以電緊張的方式, 使鄰近的膜也產(chǎn)生類似的去極化。去極化隨傳播距離增加而衰減至消失；（2）.不表現(xiàn)為“全或無” 。去極化幅度隨刺激強(qiáng)度增大而增大：（3）.可以總和?？臻g性總和：多個閾下刺激在相鄰部位同時發(fā)生，疊加起來。時間總和：閾下剌激在同一部位連續(xù)發(fā)生，后一次反應(yīng)可在前一次反應(yīng)尚未完全消失的基礎(chǔ)上發(fā)生，多個局部反應(yīng)在時間上疊加。局部興奮與動作電位的區(qū)別:區(qū)別局部興奮

11、動作電位刺激強(qiáng)度閾下刺激閾或閾上刺激鈉通道開放數(shù)少多膜電位變化幅度小大全或無特點無有總和現(xiàn)象有無傳播特點電緊張擴(kuò)布不衰減擴(kuò)布四、動作電位的傳導(dǎo)1、動作電位的引起 閾電位：能夠引起細(xì)胞膜上鈉離子通道突然大量開放的的臨界膜電位值 靜息電位去極化達(dá)到閾電位（刺激）2、動作電位的傳導(dǎo) 定義：通過局部電流形成有效刺激沿著細(xì)胞膜 不斷產(chǎn)生新動作電位的過程 原理：動作電位一旦在細(xì)胞的某一點發(fā)生，就 會沿細(xì)胞膜傳遍整個細(xì)胞 傳導(dǎo)：動作電位在同一細(xì)胞上的擴(kuò)布 神經(jīng)沖動：動作電位的神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo) （一）傳導(dǎo)原理：局部電流學(xué)說方向：未興奮點 興奮點傳導(dǎo)方式：無髓鞘N纖維為近距離局部電流有髓鞘N纖維為遠(yuǎn)距離(跳躍式

12、)局部電流（二） 傳導(dǎo)特點1.“全或無” 。當(dāng)刺激未達(dá)閾值時，動作電位不會出現(xiàn)，即為“無”。一旦達(dá)到閾電位水平 ，動作電位便迅速產(chǎn)生，并達(dá)到最大值，其幅度和波形不隨刺激的強(qiáng)度增強(qiáng)而增大，即為“全”。2. 不衰減性傳導(dǎo)。動作電位幅度不因為傳導(dǎo)距離的加大而衰減。雙向性：如果刺激神經(jīng)纖維中斷，動作電位可沿著細(xì)胞膜向兩端傳導(dǎo)。練習(xí)：1.正常狀態(tài)下細(xì)胞內(nèi)K濃度_ _細(xì)胞外，細(xì)胞外Na濃度_細(xì)胞內(nèi)2.刺激作用可興奮細(xì)胞，如神經(jīng)纖維，使之細(xì)胞膜去極化達(dá)_水平，繼而出現(xiàn)細(xì)胞膜上_的爆發(fā)性開放，形成動作電位的_3.人為減少可興奮細(xì)胞外液中_的濃度，將導(dǎo)致動作電位上升幅度減少。4.可興奮細(xì)胞安靜時細(xì)胞膜對_的通透

13、性較大，此時細(xì)胞膜上相關(guān)的_處于開放狀態(tài)。高于高于.閾電位鈉通道去極化鈉離子KK通道蛋白1.只要是閾下刺激就不能引起興奮細(xì)胞的任何變化。 ( ) 2.閾下刺激可引起可興奮細(xì)胞產(chǎn)生局部反應(yīng)，局部反應(yīng)具有“全或無”的特性。 ( )3.局部反應(yīng)就是細(xì)胞膜上出現(xiàn)的較局限的動作電位。 ( )4.局部去極化電緊張電位可以疊加而增大，一旦達(dá)到閾電位水平則產(chǎn)生擴(kuò)布性興奮。( )5.單一神經(jīng)纖維動作電位的幅度，在一定范圍內(nèi)隨刺激強(qiáng)度的增大而增大。 ( )1. 靜息電位大小接近于 ( )A.Na平衡電位B.K平穩(wěn)衡電位C.Na平衡電位與K平衡電位之和D.鋒電位與超射之差 2. 在神經(jīng)細(xì)胞動作電位的去極相，通透性最

14、大的離子是 ( )A.K B.Na C.Ca2 D.Cl- 3. 細(xì)胞受刺激而興奮時，膜內(nèi)電位負(fù)值減少稱作 ( )A.極化 B.去極化 C.復(fù)極化 D.超射 4. 安靜時膜電位處于內(nèi)負(fù)外正的狀態(tài)，稱為 ( )A.極化 B.去極化 C.復(fù)極化 D.超極化 BBBA1. 關(guān)于神經(jīng)纖維動作電位的敘述 ( )A.它是瞬時變化的電位 B.它可作衰減性擴(kuò)布C.它可作不衰減性擴(kuò)布 D.它是個極化反轉(zhuǎn)的電位E.它具有“全或無”特性 2. 關(guān)于細(xì)胞膜電位的敘述，正確的是 ( )A.動作電位的鋒值接近Na平衡電位B.動作電位復(fù)極相主要由K外流引起C.靜息電位水平接近于K平衡電位D.動作電位可發(fā)生于任何細(xì)胞E.動作

15、電位復(fù)極后，Na和K順電化學(xué)梯度復(fù)原ACDEABC第三節(jié) 肌細(xì)胞的收縮功能 肌纖維（肌細(xì)胞）收縮 運動肌組織包括：骨骼肌、心肌、平滑肌一、神經(jīng)-肌接頭處興奮的傳遞（一） 神經(jīng)肌肉接頭的結(jié)構(gòu)： 接頭前膜電鏡下神經(jīng)-肌肉 接頭間隙 接頭后膜(終板膜)軸突末梢中含有許多突觸小泡內(nèi)含大量的Ach終板膜上有N2型ACh受體陽離子通道 （N2-ACh receptor cation channel） 乙酰膽堿酯酶（二） 神經(jīng)肌肉接頭的興奮傳遞過程：1.神經(jīng)肌肉接頭的傳遞過程神經(jīng)末梢處神經(jīng)沖動 接頭前膜電壓門控性Ca2+通道瞬間開放 膜對Ca2+通透性增加 Ca2+內(nèi)流進(jìn)入軸突末梢 觸發(fā)突觸小泡向前膜移動，

16、突觸小泡膜與軸突膜的融合，融合處出現(xiàn)裂口、釋放遞質(zhì)ACh 接頭間隙 ACh 擴(kuò)散到后膜(終板膜) N2型ACh受體陽離子通道亞單位結(jié)合終板膜Na+ 通道開放，Na+內(nèi)流(為主) K+外流后膜去極化, 為終板電位(endplate potential, EPP)終板電位總和鄰近肌膜的電壓門控鈉通道，肌膜去極到閾電位水平而產(chǎn)生動作電位。 ACh發(fā)揮作用后被接頭間隙中的膽堿脂酶分解失活。2、傳遞特點：（1）神經(jīng)-肌肉接頭處的信息傳遞通過“電-化學(xué)-電”的單向傳遞形式。Ca2+的進(jìn)入量決定著突觸小泡釋放的數(shù)目。終板電位（EPP）產(chǎn)生的關(guān)鍵因素： ACh和-亞單位結(jié)合后結(jié)構(gòu)改變導(dǎo)致Na+內(nèi)流增加。（2）

17、興奮傳遞是1對1的。終板膜本身沒有電壓門控鈉通道，不產(chǎn)生動作電位。每次神經(jīng)沖動引起的ACh釋放量足以使產(chǎn)生的終板電位總和達(dá)到鄰近肌膜電壓門控鈉通道的閾電位水平使肌細(xì)胞產(chǎn)生一次可沿整個肌細(xì)胞膜傳導(dǎo)的動作電位。（3） 神經(jīng)-肌肉接頭處的興奮傳遞受環(huán)境因素的影響影響神經(jīng)-肌肉接頭信息傳遞的因素 藥物： 特異性阻斷受體通道： 筒箭毒、-銀環(huán)蛇毒 非去極化肌松劑：卡肌寧(阿曲庫銨） 膽堿酯酶抑制劑: 新斯的明病理變化：重癥肌無力-自身免疫性抗體破環(huán)終板膜受體通道肌無力綜合征的肌病自身免疫性抗體破環(huán)前膜Ca2+通道肉毒桿菌毒素-抑制前膜釋放ACh有機(jī)磷農(nóng)藥中毒-膽堿酯酶磷?；憠A酯酶失活 接頭間隙ACh

18、二、骨骼肌的收縮原理肌絲滑行學(xué)說： 肌纖維收縮是細(xì)肌絲在粗肌絲之間滑行肌原纖維： 粗肌絲: 由肌球（肌凝蛋白）組成，其頭部有一膨大部橫橋 細(xì)肌絲:肌動蛋白：表面有與橫橋結(jié)合的位點，靜息時被原肌球蛋白掩蓋； 原肌球蛋白：靜息時掩蓋橫橋結(jié)合位點； 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。按任意鍵飛入橫橋擺動動畫肌節(jié)縮短=肌細(xì)胞收縮牽拉細(xì)肌絲朝肌節(jié)中央滑行橫橋擺動橫橋與結(jié)合位點結(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Ca2+與肌鈣蛋白結(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)入肌漿肌絲滑行（收縮原理） 二.興奮-收縮耦聯(lián)3 橫紋肌的興奮-收縮耦聯(lián) （收縮的三個主要步驟） 肌膜電興奮的傳導(dǎo) 三聯(lián)管處的信息傳遞 肌漿網(wǎng)（縱管系統(tǒng)）中Ca2+的釋放骨骼肌舒張機(jī)制興奮-收縮耦聯(lián)后肌膜電位復(fù)