生理細(xì)胞第7版課件

第二章細(xì)胞的基本功能第一節(jié)細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)功能第三節(jié)細(xì)胞的電活動(dòng)第四節(jié)肌細(xì)胞的收縮第二節(jié)細(xì)胞的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)和物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)功能

膜的化學(xué)組成和分子結(jié)構(gòu)物質(zhì)的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)功能脂溶性還是水溶性？（性質(zhì)）大分子還是小分子？（分子量）順濃度差還是逆濃度差？（是否耗能）是否需膜上蛋白質(zhì)的幫助及何種類(lèi)？（一）單純擴(kuò)散（二）膜蛋白介導(dǎo)的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)（三）出胞和入胞

單純擴(kuò)散(simplediffusion)

（二）膜蛋白介導(dǎo)的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)膜蛋白包括：通道、載體、離子泵和轉(zhuǎn)運(yùn)體

根據(jù)是否耗能：被動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)和主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)

1、經(jīng)通道的易化擴(kuò)散指體內(nèi)多種帶電離子，借助膜上通道蛋白的介導(dǎo)，順電-化梯度轉(zhuǎn)運(yùn)的擴(kuò)散方式。特點(diǎn)：-轉(zhuǎn)運(yùn)速率快（>載體轉(zhuǎn)運(yùn)速率）離子-選擇性（100：1的含義）-門(mén)控的性質(zhì)（電壓門(mén)控通道、化學(xué)門(mén)控通道、機(jī)械門(mén)控通道）經(jīng)通道的易化擴(kuò)散轉(zhuǎn)運(yùn)的物質(zhì):各種帶電離子電壓門(mén)控Na+通道電壓門(mén)控通道（voltage-gatedionchannel）Na+通道、Ca2+通道、K+通道（屬同一基因族）激活（activation)（開(kāi)放）失活（inactivation)（關(guān)閉）備用N2型乙酰膽堿受體陽(yáng)離子通道化學(xué)門(mén)控通道（chemically-gatedionchannel）的概念配體（ligand）門(mén)控通道（受體）2、經(jīng)載體的易化擴(kuò)散(facilitateddiffusionviacarrier)

水溶性的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)（葡萄糖、氨基酸等）在膜上載體蛋白作用下，順化學(xué)梯度的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程。

特征：

①不耗能（順化學(xué)梯度轉(zhuǎn)運(yùn)）②飽和現(xiàn)象（saturation)③結(jié)構(gòu)特異性（specificity)④競(jìng)爭(zhēng)性抑制(competitiveinhibition)分類(lèi)：被動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)

3、原發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)（primaryactivetransport

）指細(xì)胞直接利用代謝產(chǎn)生的能量將物質(zhì)逆電-化梯度的轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程。（1）鈉-鉀泵：簡(jiǎn)稱(chēng)鈉泵（sodiumpump）（2）鈣泵（calciumpump）

維持[Na+]o高、[K+]i高原先的不均勻分布狀態(tài)2K+泵至細(xì)胞內(nèi);3Na+泵至細(xì)胞外分解ATP產(chǎn)生能量當(dāng)[Na+]i↑/[K+]o↑激活（1）鈉-鉀泵：簡(jiǎn)稱(chēng)鈉泵（sodiumpump）通道轉(zhuǎn)運(yùn)與鈉-鉀泵轉(zhuǎn)運(yùn)模式圖鈉泵活動(dòng)的生理意義（2）⑸它的活動(dòng)是生電性的，可改變靜息膜電位的水平（數(shù)值）。⑹膜內(nèi)外建立Na+濃度差，也提供了其它物質(zhì)繼發(fā)性的主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)的動(dòng)力。（2）鈣泵（calciumpump）廣泛分布于細(xì)胞膜、肌漿網(wǎng)或內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的ATP酶，但存在組織之間結(jié)構(gòu)與功能上的差異。4.繼發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)（secondaryactivetransport)即逆濃度梯度或逆電位梯度的轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)，能量來(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。應(yīng)用：葡萄糖和氨基酸的重吸收、甲狀腺上皮細(xì)胞的聚碘、多種經(jīng)轉(zhuǎn)運(yùn)體轉(zhuǎn)運(yùn)的離子（同向轉(zhuǎn)運(yùn)，symport與逆向轉(zhuǎn)運(yùn),antiport）等。（2）Na+-Ca2+交換體（exchanger）由938個(gè)氨基酸；11個(gè)疏水跨膜片段組成。3個(gè)Na+內(nèi)入與1個(gè)Ca2+外排形成逆向轉(zhuǎn)運(yùn)（依賴(lài)鈉泵耗能）心肌細(xì)胞興奮-收縮耦聯(lián)過(guò)程有重要意義。（三）出胞和入胞出胞：指細(xì)胞把成塊的內(nèi)容物由細(xì)胞內(nèi)排出的過(guò)程。方式：不間斷分泌（消化道粘膜的粘液分泌）受控分泌（神經(jīng)末梢釋放遞質(zhì)）依賴(lài)于胞外Ca2+內(nèi)流；突觸蛋白Ⅰ（synapsinⅠ）的作用

入胞（endocytosis）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(guò)程。包括：吞噬（phagocytosis）吞飲（pinocytosis）-液相入胞fluid-phaseendocytosis（連續(xù)不斷，按濃度比例）

-受體介導(dǎo)入胞receptor-mediatedendocytosis

（如胰島素、低密度脂蛋白、運(yùn)鐵蛋白等）入胞中的吞噬過(guò)程:膜上受體對(duì)被轉(zhuǎn)運(yùn)物質(zhì)的“辨認(rèn)”發(fā)生特異性=復(fù)合物復(fù)合物向膜表面的“復(fù)衣凹陷”移動(dòng)并聚集達(dá)一定量“復(fù)衣凹陷”處的膜凹陷凹陷膜與細(xì)胞膜斷離→吞飲泡（內(nèi)化）胞內(nèi)吞飲泡與被轉(zhuǎn)運(yùn)物分離，并重新與膜內(nèi)側(cè)融合受體介導(dǎo)入胞第二節(jié)細(xì)胞的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)意義信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)包括：胞外信號(hào)的識(shí)別與結(jié)合、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、胞內(nèi)放大效應(yīng)等環(huán)節(jié)?？缒ば盘?hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)方式大體有以下三類(lèi)：①G蛋白偶聯(lián)受體介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)②酶偶聯(lián)受體介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)③離子通道介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)

一、G蛋白偶聯(lián)受體介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)

（一）參與G蛋白耦聯(lián)受體信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的信號(hào)分子1、G蛋白耦聯(lián)受體（和受體、ACh受體、5-HT受體、嗅覺(jué)受體、視紫紅質(zhì)以及多數(shù)的肽類(lèi)受體）2、G蛋白（由、、三個(gè)亞單位組成）3、G蛋白效應(yīng)酶（AC、PLC、PDE、磷脂酶A2；以及受調(diào)控的離子通道）4、第二信使（cAMP、IP3和DG、cGMP和Ca2+等）5、蛋白激酶（PKA、PKC等）（二）幾種主要的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)方式1、cAMP-PKA途徑2、IP3-Ca2+途徑3、DG-PKC途徑4、G蛋白-離子通道途徑cAMP-PKA途徑神經(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細(xì)胞內(nèi)生物效應(yīng)激活cAMP依賴(lài)的蛋白激酶A結(jié)合G蛋白偶聯(lián)受體激活G蛋白磷脂酰肌醇信號(hào)通路途徑激素（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蛋白細(xì)胞內(nèi)生物效應(yīng)結(jié)合G蛋白偶聯(lián)受體二、酶偶聯(lián)受體介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)受體本身具有酶的活性，又稱(chēng)受體酪氨酸激酶。（一）具有酪氨酸激酶的受體（二）結(jié)合酪氨酸激酶的受體（三）具有鳥(niǎo)苷酸環(huán)化酶的受體三、離子通道介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)化學(xué)門(mén)控通道電壓門(mén)控通道機(jī)械門(mén)控通道化學(xué)門(mén)控通道化學(xué)性胞外信號(hào)(ACh)ACh+受體=復(fù)合體終板膜變構(gòu)=離子通道開(kāi)放Na+內(nèi)流終板膜電位骨骼肌收縮

生物體及人體活細(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(chēng)為生物電（bioelectricity）現(xiàn)象。生理學(xué)中對(duì)生物電的研究往往與組織的興奮活動(dòng)緊密聯(lián)系在一起。臨床應(yīng)用第三節(jié)細(xì)胞的生物電現(xiàn)象細(xì)胞水平的電活動(dòng)主要表現(xiàn)為細(xì)胞膜兩側(cè)電位差的改變，因而也稱(chēng)為

跨膜電位（transmembranepotential）它包括靜息電位（細(xì)胞處于安靜狀態(tài)）動(dòng)作電位（細(xì)胞處于興奮狀態(tài)）第三節(jié)細(xì)胞的生物電現(xiàn)象一、細(xì)胞的靜息電位及其產(chǎn)生機(jī)制二、動(dòng)作電位的產(chǎn)生機(jī)制三、組織的興奮和興奮性一、細(xì)胞的靜息電位及其產(chǎn)生機(jī)制（一）細(xì)胞的靜息電位

restingpotentialRP概念：指細(xì)胞在未受刺激時(shí)存在于細(xì)胞膜內(nèi)外兩側(cè)的電位差。通常是一種平穩(wěn)的直流電位（部分心肌和平滑肌細(xì)胞除外）不同組織的細(xì)胞，靜息電位都是負(fù)電位，但其數(shù)值不一（-10～100mV）（二）靜息電位產(chǎn)生機(jī)制1、細(xì)胞膜兩側(cè)鈉鉀等分布不均一、2、安靜時(shí)膜對(duì)鉀通透，對(duì)鈉和其它物質(zhì)相對(duì)不通透。3、濃度差（化學(xué)驅(qū)動(dòng)力）促使鉀離子外流4、鉀外流過(guò)程中建立了電位差（電場(chǎng)力），將阻礙鉀繼續(xù)外流。5、當(dāng)電化學(xué)驅(qū)動(dòng)力達(dá)到平衡時(shí)（代數(shù)和=0）膜內(nèi)鉀離子的凈移動(dòng)停止，此時(shí)的跨膜電位稱(chēng)為靜息電位。

靜息狀態(tài)下細(xì)胞膜內(nèi)外主要離子分布及膜對(duì)離子通透性電化學(xué)驅(qū)動(dòng)力（electrochemicaldrivingforce）靜息時(shí)細(xì)胞膜對(duì)離子的通透性具有選擇性

通透性：K+＞Cl-＞Na+＞A-（二）靜息電位產(chǎn)生機(jī)制1、細(xì)胞膜兩側(cè)鈉鉀等分布不均一、2、安靜時(shí)膜對(duì)鉀通透，對(duì)鈉和其它物質(zhì)相對(duì)不通透。3、濃度差（化學(xué)驅(qū)動(dòng)力）促使鉀離子外流4、鉀外流過(guò)程中建立了電位差（電場(chǎng)力），將阻礙鉀繼續(xù)外流。5、當(dāng)電化學(xué)驅(qū)動(dòng)力達(dá)到平衡時(shí)（代數(shù)和=0）膜內(nèi)鉀離子的凈移動(dòng)停止，此時(shí)的跨膜電位稱(chēng)為靜息電位。幾點(diǎn)說(shuō)明1.不同動(dòng)物、不同組織細(xì)胞內(nèi)外鈉鉀分布，以及膜對(duì)它們的通透性，并不十分一致。因此，形成的靜息電位數(shù)值也不一致。2.平衡電位（equilibriumpotential）與靜息電位的關(guān)系3.Nernst公式的應(yīng)用4.膜電導(dǎo)（membraneconductance）的概念5.細(xì)胞膜鈉-鉀泵的作用維持細(xì)胞內(nèi)外鈉鉀不均一分布是形成靜息電位的重要前提它的作用強(qiáng)弱變化可以改變靜息電位數(shù)值的變化（±5mV）6.影響靜息電位形成的因素膜外K+的濃度變化膜對(duì)K+、Na+通透性的相對(duì)變化鈉鉀泵的活動(dòng)水平生物電現(xiàn)象及其數(shù)值變化幾種描述:極化（polarization）指膜電位處于外正內(nèi)負(fù)狀態(tài)超極化（hyperpolarization）指靜息電位向更負(fù)的方向變化過(guò)程去極化（depolarization）指靜息電位向正的方向變化過(guò)程復(fù)極化（repolarization）指膜電位恢復(fù)到靜息電位變化過(guò)程

二、動(dòng)作電位的產(chǎn)生機(jī)制、（一）細(xì)胞的動(dòng)作電位（二）細(xì)胞膜的被動(dòng)電學(xué)特性（簡(jiǎn)單介紹）（三）動(dòng)作電位的產(chǎn)生機(jī)制（四）動(dòng)作電位的傳導(dǎo)（五）縫隙連接（一）細(xì)胞的動(dòng)作電位

（actionpotential）概念：在靜息電位的基礎(chǔ)上，受到一次有效刺激，膜電位會(huì)發(fā)生迅速的一過(guò)性的波動(dòng)。刺激：指細(xì)胞所處環(huán)境因素變化。任何能量形式的理化因素改變都可能構(gòu)成對(duì)細(xì)胞的刺激。動(dòng)作電位波形由鋒電位+后電位組成具有：①“全或無(wú)”特性②可擴(kuò)布性（不衰減）（二）細(xì)胞膜的被動(dòng)電學(xué)特性細(xì)胞膜存在容抗和阻抗兩個(gè)特性電導(dǎo)是阻抗的倒數(shù)關(guān)系電纜特怔（導(dǎo)體軸心+周?chē)咦杩沟膶?dǎo)電環(huán)境）以及與細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的關(guān)系（絕緣不良的電纜）縱向阻抗與橫向阻抗（電纜的絕緣層）縱向電流與橫向電流（跨膜電流）時(shí)間常數(shù)與空間常數(shù)的概念和應(yīng)用時(shí)間常數(shù)與空間常數(shù)時(shí)間常數(shù)：指膜電壓隨時(shí)間而變化的過(guò)程，用一常數(shù)表示之。表示V達(dá)到（1-1/e）V0所需時(shí)間所謂空間常數(shù)，是度量電壓的空間衰減，即標(biāo)志電壓依距離而衰減的程度的一個(gè)常數(shù)。是Vx衰減到V0的1/e時(shí)的纖維長(zhǎng)度。根據(jù)電纜特性是Vx衰減到V0的1/e時(shí)的纖維長(zhǎng)度。=（rm/ri）1/2；表示V達(dá)到（1-1/e）V0所需時(shí)間=（rm·ri）1/2cm

；電緊張性電位（electrotonicpotentail）負(fù)極下產(chǎn)生去極化電位正極下產(chǎn)生超極化電位（三）動(dòng)作電位的產(chǎn)生機(jī)制1、電化學(xué)驅(qū)動(dòng)力決定離子跨膜流動(dòng)的方向速度某一離子的驅(qū)動(dòng)力=膜電位－該離子的平衡電位，在靜息電位時(shí)：對(duì)Na+對(duì)的驅(qū)動(dòng)力為-130mV對(duì)K+對(duì)的驅(qū)動(dòng)力為+20mV對(duì)Cl-對(duì)的驅(qū)動(dòng)力為0內(nèi)向電流與外向電流的概念2、動(dòng)作電位期間膜電導(dǎo)的變化根據(jù)歐姆定律，膜的Na+電導(dǎo)GNa與推動(dòng)力（EM-ENa)和膜電流INa有如下關(guān)系：INa=GNa（EM-ENa)，如果推動(dòng)力（EM-ENa)保持不變，那么通過(guò)測(cè)量INa數(shù)值變化就可達(dá)到計(jì)算膜電導(dǎo)GNa變化目的電壓鉗（voltageclamp)技術(shù)的應(yīng)用3、膜電導(dǎo)變化的機(jī)制是膜上離子通道的活動(dòng)的結(jié)果Na+通道存在三種狀態(tài)靜息狀態(tài)（激活門(mén)關(guān)閉，失活門(mén)開(kāi)放）激活狀態(tài)（激活門(mén)和失活門(mén)都開(kāi)放）失活狀態(tài)（激活門(mén)開(kāi)放，失活門(mén)關(guān)閉）活動(dòng)次序?yàn)榧せ睢Щ顝?fù)活有些只有一個(gè)閘門(mén)，如K+電流；由于這一閘門(mén)開(kāi)放速度較慢，所以動(dòng)作電位產(chǎn)生期間，往往出現(xiàn)在鈉流之后才明顯增大。這種情況下，這類(lèi)鉀通道只存在激活和去激活（deactivation）兩種狀態(tài)?？缒るx子流與單通道電流的關(guān)系跨膜離子流是反映膜上眾多離子通道瞬間的共同表現(xiàn)的結(jié)果單個(gè)離子通道的記錄1976年創(chuàng)建的膜片鉗（patchclamp）技術(shù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄4、動(dòng)作電位的發(fā)生*條件：受到一次有效的刺激；生理實(shí)驗(yàn)過(guò)程常用電刺激方式，它具有三個(gè)參數(shù)（強(qiáng)度、持續(xù)時(shí)間和強(qiáng)度對(duì)時(shí)間的變化率）圖示刺激強(qiáng)度刺激持續(xù)時(shí)間刺激強(qiáng)度變化率刺激波形三個(gè)參數(shù)中任何一個(gè)因素變化都會(huì)改變其刺激的能量，為了便于實(shí)驗(yàn)刺激條件的比較，常常把刺激的持續(xù)時(shí)間和強(qiáng)度對(duì)時(shí)間的變化率加以統(tǒng)一固定；這樣，刺激的大小或強(qiáng)弱就可以電刺激裝置輸出的強(qiáng)度數(shù)值大小為準(zhǔn)。閾強(qiáng)度（thresholdintensity）p.47閾刺激（thresholdstimulus）

能引起組織細(xì)胞興奮或產(chǎn)生動(dòng)作電位的最小刺激強(qiáng)度，亦稱(chēng)為閾值。閾上刺激閾下刺激閾值的測(cè)量與應(yīng)用4、動(dòng)作電位的發(fā)生如果對(duì)可興奮細(xì)胞施加一次閾下刺激，不會(huì)產(chǎn)生動(dòng)作電位，只能引起一次膜電位微弱波動(dòng)，這一電位變化，稱(chēng)為局部反應(yīng)（localresponse）或局部興奮（localexcitation），這種類(lèi)型的膜電位變化也稱(chēng)為局部電位（亦可稱(chēng)為電緊張性電位）局部反應(yīng)形成的離子基礎(chǔ)閾下的刺激只引起膜上少量的Na+通道開(kāi)放所形成的膜去極化（微弱去極化）難以對(duì)抗去極化而增加的K+外流。局部興奮局部反應(yīng)所具有的共同特征反應(yīng)的幅度隨刺激強(qiáng)度的增加而增大（不表現(xiàn)為“全或無(wú)”現(xiàn)象）不能作遠(yuǎn)距離的傳導(dǎo)（稱(chēng)電緊張性擴(kuò)布或衰減性擴(kuò)布）可以進(jìn)行總和（時(shí)間總和、空間總和）體內(nèi)許多部位的電信號(hào)具有以上性質(zhì)時(shí)間性總和空間性總和如果對(duì)可興奮細(xì)胞施加一次閾刺激或閾上刺激，則會(huì)產(chǎn)生一次動(dòng)作電位，引起細(xì)胞的興奮，因此，組織興奮的標(biāo)志就是產(chǎn)生動(dòng)作電位。能否產(chǎn)生動(dòng)作電位關(guān)鍵取決于膜電位去極化是否達(dá)到閾電位；有人形象地將閾電位比喻為產(chǎn)生動(dòng)作電位的“燃點(diǎn)”。閾電位（thresholdpotential）定義：指膜電位去極化時(shí)觸發(fā)眾多Na+通道或Ca2+通道開(kāi)放所需達(dá)到的臨界膜電位。Na+通道開(kāi)放以正反饋方式進(jìn)行（圖示）影響因素：膜上Na+通道的數(shù)量、性狀以及Na+的驅(qū)動(dòng)力等；這些因素的改變將直接影響到動(dòng)作電位的幅度。由于眾多的Na+通道瞬時(shí)開(kāi)放，膜外的Na+就可以順濃度差和電位差迅速內(nèi)流，導(dǎo)致膜電位進(jìn)一步快速去極化和反極化，形成陡峭的動(dòng)作電位上升支。動(dòng)作電位的下降支是由于Na+通道失活，K+通道隨后的充分激活，膜內(nèi)的K+大量迅速外流引起。后電位一般認(rèn)為是鈉泵的活動(dòng)的結(jié)果。去極化上升支下降支動(dòng)作電位的產(chǎn)生刺激局部反應(yīng)閾電位去極化零電位反極化（超射）復(fù)極化（負(fù)、正）后電位動(dòng)作電位產(chǎn)生的離子基礎(chǔ)（演示）動(dòng)作電位的特征：

①具有“全或無(wú)”的現(xiàn)象②是非衰減式傳導(dǎo)的電位局部電位的特征：

①不具有“全或無(wú)”的現(xiàn)象②電緊張性擴(kuò)布（衰減性擴(kuò)布）③可以總和（時(shí)間和空間）當(dāng)細(xì)胞受到刺激細(xì)胞膜上少量Na+通道激活而開(kāi)放Na+順濃度差少量?jī)?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(shí)→Na＋通道大量開(kāi)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(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+]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AP的產(chǎn)生機(jī)制:（四）動(dòng)作電位的傳導(dǎo)

1、傳導(dǎo)機(jī)制：局部電流的形成體內(nèi)細(xì)胞處于良好的導(dǎo)電環(huán)境由于動(dòng)作電位的產(chǎn)生改變了局部膜兩側(cè)電位極性，使興奮部位與鄰近未興奮部位存在電位差（差值=動(dòng)作電位幅值）形成局部電流。局部電流產(chǎn)生的電緊張性電位引發(fā)膜去極化，并達(dá)閾電位觸發(fā)鄰近靜息部位產(chǎn)生新的動(dòng)作電位新的動(dòng)作電位又以同樣方式觸發(fā)下一個(gè)鄰近靜息部位，依次類(lèi)推。興奮部位隨著動(dòng)作電位的復(fù)極化馬上恢復(fù)到原先的膜外正內(nèi)負(fù)靜息狀態(tài)。動(dòng)作電位在無(wú)髓鞘的神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)過(guò)程（演示）

興奮在有髓神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)（演示）跳躍式傳導(dǎo)（saltatoryconduction）2、影響動(dòng)作電位傳導(dǎo)的因素1、細(xì)胞的直徑增加，有利于傳導(dǎo)加快；有髓的神經(jīng)纖維傳導(dǎo)較快。2、動(dòng)作電位的去極化速度和幅度鈉通道的性狀和密度細(xì)胞內(nèi)外鈉濃度改變根據(jù)興奮傳導(dǎo)機(jī)理試分析1、神經(jīng)纖維上能否作雙向傳導(dǎo)？2、神經(jīng)沖動(dòng)（動(dòng)作電位）傳導(dǎo)能量消耗如何？是否容易疲勞？3、哪些情況下條件改變會(huì)使傳導(dǎo)速度減慢？為什么？4、細(xì)胞與細(xì)胞之間能否作類(lèi)似的傳導(dǎo)？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(guò)程。超極化:膜內(nèi)外電位差向大于RP值的方向變化的過(guò)程。復(fù)極化:去極化后再向極化狀態(tài)恢復(fù)的過(guò)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(guò)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)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(guò)程。

（五）縫隙連接（gapjunction）細(xì)胞與細(xì)胞之間電信號(hào)聯(lián)系結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)：連接體（connexon）電突觸（electricalsynapse）連接體通道的作用細(xì)胞間的物質(zhì)交換和信息交換（雙向）低電阻區(qū)（局部電流可以通過(guò)）特點(diǎn)（興奮傳導(dǎo)快、雙向）意義（有利于細(xì)胞群的同步活動(dòng)）三、組織的興奮和興奮性（一）興奮（excitation）和可興奮細(xì)胞（excitablecell）興奮可看作動(dòng)作電位的同義詞可興奮細(xì)胞指神經(jīng)細(xì)胞、肌細(xì)胞和部分腺體（三大組織）（二）組織的興奮性（excitability）和閾刺激（三）細(xì)胞興奮后興奮性的變化神經(jīng)細(xì)胞發(fā)生興奮后，其興奮性會(huì)依次發(fā)生下列變化：絕對(duì)不應(yīng)期（absoluterefractoryperiod）相對(duì)不應(yīng)期（relativerefractoryperiod）超常期（supranormalperiod）低常期（subnormalperiod）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復(fù)活超常期＞正常負(fù)后電位后期鈉通道大部分復(fù)活低常期＜正常正后電位膜內(nèi)電位呈超極化

機(jī)制（由興奮后鈉通道性狀來(lái)決定）

應(yīng)用意義（單位時(shí)間內(nèi)允許產(chǎn)生AP的個(gè)

數(shù)，即神經(jīng)沖動(dòng)發(fā)放的最高頻率）

（四）影響細(xì)胞興奮性的因素1、靜息電位2、閾電位3、細(xì)胞外鈣的濃度幾點(diǎn)說(shuō)明在閾電位不變的前提下，靜息電位距離閾電位越近，興奮性提高，反之則相反。膜上鈉通道所處的性狀及之間比例可位移閾電位水平（后圖示）膜外Ca2+濃度升高，靜息電位負(fù)值增大（后圖示），與閾電位距離增大，興奮性降低；反之則相反。

第四節(jié)肌細(xì)胞的收縮

一、橫紋?。╯triatedmuscle）

二、平滑?。╯moothmuscle）一、橫紋肌（一）神經(jīng)-骨骼肌接頭處興奮傳遞（二）橫紋肌細(xì)胞的微細(xì)結(jié)構(gòu)（復(fù)習(xí)）（三）橫紋肌的收縮機(jī)制1、肌絲的分子組成2、收縮過(guò)程（四）橫紋肌的興奮-收縮耦聯(lián)（五）影響橫紋肌收縮效能的因素神經(jīng)

-肌接頭興奮傳遞過(guò)程N(yùn)-M接頭處的興奮傳遞過(guò)程當(dāng)神經(jīng)沖動(dòng)傳到軸突末膜Ca2＋通道開(kāi)放，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)傳到軸突末梢→膜Ca2＋通道開(kāi)放，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ACh釋放(量子釋放)→ACh與終板膜上的化學(xué)門(mén)控通道結(jié)合→終板膜對(duì)Na＋、K＋(尤其是Na＋)通透性↑→終板膜去極化（終板電位）→通過(guò)電緊張性擴(kuò)布至鄰近肌膜→并達(dá)到閾電位→爆發(fā)肌膜動(dòng)作電位→→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；

神經(jīng)遞質(zhì)的釋放需膜外Ca2+內(nèi)流，凡是提高末梢膜內(nèi)Ca2+的濃度，都能促進(jìn)遞質(zhì)的釋放，否則相反。EPP的大小與Ach釋放量呈正相關(guān)。終板膜存在膽堿酯酶，可及時(shí)水解ACh，這就保證了神經(jīng)興奮一次，肌膜亦興奮一次（1：1關(guān)系）。

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，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），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。

思考？臨床上有機(jī)磷中毒為什么會(huì)出現(xiàn)骨骼肌肉痙攣現(xiàn)象？根據(jù)所學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)，能否提供這一方面的臨床和實(shí)際應(yīng)用例子？如果遇上肌肉運(yùn)動(dòng)障礙，應(yīng)如何來(lái)分析病情？（二）橫紋肌細(xì)胞的結(jié)構(gòu)（復(fù)習(xí)）肌原纖維（myofibril）肌節(jié)（sarcomere）

粗肌絲（thickfilament）細(xì)肌絲（thinfilament）肌聯(lián)蛋白（titin）伴肌動(dòng)蛋白（nebulin）肌管系統(tǒng)橫管（T管）縱管（肌漿網(wǎng)）三聯(lián)管（triad）連接肌漿網(wǎng)（junctionalsarcoplasmicreticulum）肌管系統(tǒng)橫管縱管連接肌漿網(wǎng)（三）橫紋肌的收縮機(jī)制

1、肌絲分子的組成

粗肌絲主要由肌球蛋白（myosin）組成、橫橋（cross-bridge）位于其頭部）

肌動(dòng)蛋白（actin）原肌球蛋白（tropomyosin）肌鈣蛋白（troponin）TnT、TnI、TnC肌原纖維：粗肌絲:

由肌球蛋白）組成，其頭部有一膨大部——橫橋細(xì)肌絲:肌動(dòng)蛋白：表面有與橫橋結(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)。2、收縮過(guò)程→遞質(zhì)釋放→產(chǎn)生終板電位→肌膜動(dòng)作電位→肌肉的收縮1、肌膜表面電信號(hào)如何傳入肌細(xì)胞深部？

2、肌細(xì)胞興奮通過(guò)什么方式與肌絲滑行

聯(lián)系？

3、什么因素的變化促使或控制肌絲收縮

（滑行）和舒張？1.興奮-收縮耦聯(lián)2.肌絲滑行（三）橫紋肌的收縮機(jī)制1.興奮-收縮耦聯(lián)——三個(gè)主要步驟：①肌膜電興奮的傳導(dǎo)②三聯(lián)管處的信息傳遞

③肌漿網(wǎng)（縱管系統(tǒng)）中Ca2+的釋放

Ca2+是興奮-收縮耦聯(lián)的耦聯(lián)物（四）橫紋肌的興奮-收縮耦聯(lián)

（excitation-contractioncoupling）1、基本過(guò)程：肌膜上AP沿T管擴(kuò)布至JSR→L型Ca2+通道→激活JSR膜上ryanodine受體并釋放Ca2+→胞漿內(nèi)Ca2+迅速上升達(dá)1～10M→促使TnC與Ca2+觸發(fā)肌絲的滑行→引起肌肉的收縮；同時(shí)胞漿內(nèi)Ca2+升高激活肌漿網(wǎng)上鈣泵，胞漿內(nèi)Ca2+回收至肌漿網(wǎng)→引起肌肉舒張。2、肌漿網(wǎng)釋放鈣的機(jī)制骨骼肌和心肌釋放鈣的機(jī)制不同：心肌細(xì)胞高度依賴(lài)膜外的Ca2+內(nèi)流；而骨骼肌則不受影響。原因主要是它們的L型Ca2+通道以及RYR分子特性不同（圖示）骨骼肌不存在鈣觸發(fā)鈣釋放（CICR）心肌存在鈣觸發(fā)鈣釋放（CICR）非通道效應(yīng)通道效應(yīng)L型Ca2+通道DihydropyridineReceptor,DHPR（雙氫吡啶受體）由5個(gè)亞單位組成通道數(shù)/對(duì)應(yīng)受體數(shù)骨骼肌:多數(shù)1：1心?。?：7～10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(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+與肌鈣蛋白結(jié)合肌鈣蛋白的構(gòu)型終池膜上的鈣通道開(kāi)放終池內(nèi)的Ca2+進(jìn)入肌漿肌絲滑行橫橋周期（cross-bridgecycling）肌絲滑行的能量轉(zhuǎn)換發(fā)生的部位:橫橋與肌動(dòng)蛋白的結(jié)合位點(diǎn)靜息（舒張）時(shí)，橫橋-ADP+Pi處于高勢(shì)能，方位與細(xì)肌絲垂直并保持高親和力，但不能結(jié)合。當(dāng)胞漿內(nèi)Ca2+↑→暴露活化結(jié)合位點(diǎn)→橫橋頭部與結(jié)合位點(diǎn)結(jié)合，造成45℃的擺動(dòng)并拖動(dòng)細(xì)絲向M線(xiàn)滑行（橫橋與ADP+Pi分離）。在橫橋頭部ADP解離的位點(diǎn)，一個(gè)ATP隨后與之結(jié)合，促使橫橋與肌動(dòng)蛋白的解離（親和力下降緣故）橫橋頭部與肌動(dòng)蛋白解離→分解ATP為ADP+Pi，并恢復(fù)垂直于細(xì)肌絲的高勢(shì)能狀態(tài)（復(fù)位），為下一周期活動(dòng)作準(zhǔn)備。（四）骨骼肌舒張機(jī)制興奮-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3、胞漿Ca2+濃度降低的機(jī)制（1）轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白主要是肌漿網(wǎng)膜上鈣泵。分解1分子ATP逆濃度差轉(zhuǎn)運(yùn)2個(gè)Ca2+。由于鈣泵對(duì)Ca2+的親和力>TnC，最終胞漿Ca2+全部泵回肌漿網(wǎng)。肌漿網(wǎng)內(nèi)的鈣扣壓素（calsequestrin）是一種高容量、低親和力的Ca2+結(jié)合蛋白。3、胞漿Ca2+濃度降低的機(jī)制（2）在心肌和部分骨骼肌，鈣泵分子附近還有小分子受磷蛋白（phospholamban），其去磷酸化狀態(tài)對(duì)鈣泵有抑制作用，而磷酸化狀態(tài)則可解除這種抑制。在心肌興奮-收縮耦聯(lián)期間出現(xiàn)的鈣瞬變（calciumtransient），一小部分經(jīng)L-型Ca2+通道流入的Ca2+可通過(guò)膜上鈉-鈣交換體和鈣泵排出。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↓終板膜對(duì)Na+、K+(尤其N(xiāo)a+)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(kāi)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↓原肌凝蛋白發(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=肌細(xì)胞收縮小結(jié)：骨骼肌收縮全過(guò)程1.興奮傳遞2.興奮-收縮（肌絲滑行）耦聯(lián)（五）影響橫紋肌收縮效能（performance）的因素等長(zhǎng)收縮（isometriccontraction）等張收縮（isotoniccontraction）1.前負(fù)荷（preload）;初長(zhǎng)度（initiallength）最適初長(zhǎng)度被動(dòng)張力（passiveforce）主動(dòng)張力（activeforce）2、后負(fù)荷（afterload）等