生理學細胞的生物電現(xiàn)象

目前一頁\總數(shù)八十八頁\編于二十點為什么會有這種現(xiàn)象呢？目前二頁\總數(shù)八十八頁\編于二十點第4節(jié)

細胞的生物電現(xiàn)象本節(jié)學習要求1.掌握靜息電位；熟悉靜息電位的產生機制；2.掌握動作電位的概念、過程、特性及基本產生機制，了解膜電導，熟悉動作電位的傳導；3.熟悉局部興奮(局部電位)；目前三頁\總數(shù)八十八頁\編于二十點★

生物電（bioelectricity)一切活組織的細胞，不論在安靜狀態(tài)還是在活動過程中均表現(xiàn)有電的變化，這種電的變化是伴隨著細胞生命活動出現(xiàn)的，稱之為生物電。目前四頁\總數(shù)八十八頁\編于二十點恩格斯

恩格斯在100多年前總結自然科學成就時指出：“地球幾乎沒有一種變化發(fā)生而不同時顯示出電的現(xiàn)象”。目前五頁\總數(shù)八十八頁\編于二十點一、生物電現(xiàn)象的記錄Recordingbiologicalactivity（一）細胞外記錄（二）細胞內記錄目前六頁\總數(shù)八十八頁\編于二十點示波器目前七頁\總數(shù)八十八頁\編于二十點mV0-70目前八頁\總數(shù)八十八頁\編于二十點mV0-70+目前九頁\總數(shù)八十八頁\編于二十點目前十頁\總數(shù)八十八頁\編于二十點

一、靜息電位及其產生機制(一)靜息電位的概念靜息電位(RestingPotential，RP）——細胞靜息（未受刺激）時存在于細胞膜兩側的電位差。細胞靜息電位的特征：

(1)（動物細胞的靜息電位）內負外正的極化狀態(tài)；

(2)為一穩(wěn)定的直流電位，在神經(jīng)細胞一般維持在-70~-90mV。目前十一頁\總數(shù)八十八頁\編于二十點

(1)極化——細胞靜息時細胞膜兩側電荷的分極（內負外正）狀態(tài)。(2)去極化

(除極化)——膜電位值向減小方向變化。(3)反極化——膜電位值變?yōu)閮日庳摖顟B(tài)。(4)超極化——在靜息電位基礎上，膜電位向增大方向變化。(5)復極化——膜電位發(fā)生去極化后，再向靜息電位恢復的過程。與膜電位變化相關的生理學術語目前十二頁\總數(shù)八十八頁\編于二十點(二)靜息電位的產生機制（離子學說）1.相關基礎：(1)細胞膜兩側離子的分布不均（細胞內K+濃度高于細胞外，細胞外Na+

濃度高于細胞內）。(2)細胞膜上鉀通道開放，細胞膜對K+具通透性。目前十三頁\總數(shù)八十八頁\編于二十點(二)靜息電位的產生機制（離子學說）2.靜息電位產生的主要機制：(1)K+外流：

K+順濃度梯度經(jīng)鉀通道外流，細胞內有機負離子不能外流而留在膜內側，形成內負外正的跨膜電位差；(2)外流的K+在細胞膜外側建立起正電場，阻礙K+外流；(3)當促使K+外流的化學驅動力與阻礙K+外流的電場驅動力相等時，

K+跨膜凈通量為零，形成穩(wěn)定的K+-平衡電位(即靜息電位)。

目前十四頁\總數(shù)八十八頁\編于二十點細胞靜息時的跨膜離子流:①K+外流(主要離子流)：增大電位差;②少量的Na+內流(明顯小于K+外流)：減小電位差(去極化)；③鈉泵的活動:生電性作用，增大電位差(超極化)。

影響靜息電位水平的因素:①膜兩側的[K+]差值及由此形成的電化學驅動力②膜對K+和Na+相對通透性；③鈉泵的生電性作用增強。

目前十五頁\總數(shù)八十八頁\編于二十點二、動作電位及其產生機制(一)細胞的動作電位

動作電位——可興奮細胞受閾(閾上)刺激后，在靜息電位基礎上產生的短暫的、可擴布的膜電位波動。動作電位是細胞興奮的過程和標志。動作電位的過程：

鋒電位上升支(去極相)下降支(復極相)后電位（包括負后電位和正后電位）動作電位*其中鋒電位是動作電位的主要部分。目前十六頁\總數(shù)八十八頁\編于二十點-100+200-20-40-60-80mV閾電位目前十七頁\總數(shù)八十八頁\編于二十點動作電位的時相1.靜息相-70~-90mv2.去極相-70~-90mv+30~+40mv超射值：膜內電位由零變?yōu)檎臄?shù)值。3.復極相+30~+40mv-70~-90mv★鋒電位：構成動作電位波形主要部分的短促而尖銳的脈沖樣電位變化(0.5-2ms)?！锖箅娢唬轰h電位在其完全恢復到靜息電位之前所經(jīng)歷的微小而緩慢的電位波動。目前十八頁\總數(shù)八十八頁\編于二十點目前十九頁\總數(shù)八十八頁\編于二十點★負后電位（去極化后電位）：鋒電位后的下降支到達靜息電位之前所經(jīng)歷的微小而緩慢的電位波動。★正后電位（超極化后電位）：鋒電位后的下降支到達靜息電位之后所經(jīng)歷的微小而緩慢的電位波動。目前二十頁\總數(shù)八十八頁\編于二十點

(1)“全或無”特性：動作電位要就一點不發(fā)生，一旦發(fā)生即最大幅值。如：閾下刺激時，AP一點也不產生；閾(上)刺激時，AP產生，一產生即達最大幅值。(2)不衰減傳導性：AP一旦產生及迅速傳播至整個細胞，動作電位的幅度不會隨傳導距離增大而衰減。

(3)脈沖式發(fā)放：AP存在不應期，此期內不會發(fā)生新的動作電位，因此動作電位總是保持彼此分離而不融合。★（單一細胞）動作電位的特征:目前二十一頁\總數(shù)八十八頁\編于二十點(二)動作電位的產生機制1.鋒電位產生的主要機制(1)上升支:細胞膜對Na+通透性(鈉電導)

增大，Na+迅速內流，接近Na+平衡電位值。

相關基礎：細胞靜息時，Na+具有很強的內向驅動力。

①

細胞膜兩側Na+的濃度梯度(細胞外K+濃度高于胞質)；②

靜息電位時，膜外正電場驅使Na+內流。(2)下降支:K+快速外流,Na+內流停止。

鈉通道具有時間依賴性，開放瞬間后即失活關閉；因去極化而使膜電位變?yōu)閮日庳?，阻礙K+外流的力量減小，K+外流增強。目前二十二頁\總數(shù)八十八頁\編于二十點

2.動作電位的產生過程當刺激強度等于或大于閾強度時，引起細胞膜去極化達閾電位水平，此時細胞膜上較多鈉通道開放，較多Na+內流，大于同時發(fā)生的K+外流而膜去極化，膜的去極化能進一步加大膜中Na+通道開放的概率，結果使更多Na+通道開放，更多Na+內流而造成膜進一步去極化，如此反復促進，出現(xiàn)一個使膜上鈉通道開放、Na+快速內流與膜去極化之間的正反饋過程（Na+內流的再生性循環(huán)）,直至接近Na+平衡電位，形成動作電位的上升支。

閾電位——能誘發(fā)膜去極化和鈉通道開放之間出現(xiàn)再生性循環(huán)，導致Na+大量迅速內流而爆發(fā)AP的膜電位臨界值。目前二十三頁\總數(shù)八十八頁\編于二十點Na+K+目前二十四頁\總數(shù)八十八頁\編于二十點目前二十五頁\總數(shù)八十八頁\編于二十點(三)動作電位的傳導*細胞任一部位膜產生的AP,都將沿細胞膜不衰減地傳導至整個細胞。傳導機制為“局部電流”。*興奮傳導過程：已興奮部位膜與未興奮部位膜之間出現(xiàn)電位差，引起電荷流動而形成局部電流,結果造成未興奮段膜去極化，當膜去極化達到閾電位水平時，大量激活該處的鈉通道而導致動作電位爆發(fā)。這樣的過程在膜表面連續(xù)進行下去，導致興奮在整個細胞的傳導。目前二十六頁\總數(shù)八十八頁\編于二十點

三、閾下刺激與局部興奮局部興奮——閾下刺激引起受刺激局部膜的不達閾電位的微弱去極化。局部興奮的特性：(具電緊張電位的特征)(1)刺激依賴性：非“全或無”，隨閾下刺激的增強而增大;(2)電緊張性擴布：僅衰減性波及局部膜;

(3)可總和：發(fā)生空間總和或時間總和。目前二十七頁\總數(shù)八十八頁\編于二十點-70mV-55-85thresholdpotential目前二十八頁\總數(shù)八十八頁\編于二十點Electrotonicpropagation目前二十九頁\總數(shù)八十八頁\編于二十點S1S2Spatialsummation目前三十頁\總數(shù)八十八頁\編于二十點S1S2Temporalsummation目前三十一頁\總數(shù)八十八頁\編于二十點動作電位與局部興奮的主要區(qū)別目前三十二頁\總數(shù)八十八頁\編于二十點四興奮在同一細胞上的傳導機制-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+1.無髓神經(jīng)纖維-“局部電流學說”

localcurrenttheory目前三十三頁\總數(shù)八十八頁\編于二十點靜息部位膜內為負電位，膜外為正電位興奮部位膜內為正電位，膜外為負電位在興奮部位和靜息部位之間存在著電位差膜外的正電荷由靜息部位向興奮部位移動膜內的正電荷由興奮部位向靜息部位移動形成局部電流膜內：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到閾電位，觸發(fā)鄰近靜息部位膜爆發(fā)新的AP局部電流：目前三十四頁\總數(shù)八十八頁\編于二十點-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+目前三十五頁\總數(shù)八十八頁\編于二十點-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+目前三十六頁\總數(shù)八十八頁\編于二十點-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+目前三十七頁\總數(shù)八十八頁\編于二十點-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+目前三十八頁\總數(shù)八十八頁\編于二十點目前三十九頁\總數(shù)八十八頁\編于二十點目前四十頁\總數(shù)八十八頁\編于二十點同一細胞上興奮的傳導是以局部電流（localcurrent）為基礎的傳導過程，具有安全性。目前四十一頁\總數(shù)八十八頁\編于二十點2.有髓神經(jīng)纖維興奮的傳導過程-跳躍式傳導(saltatoryconduction)施旺細胞Schwannscell朗飛結NodeofRanvier目前四十二頁\總數(shù)八十八頁\編于二十點IiImrirm目前四十三頁\總數(shù)八十八頁\編于二十點目前四十四頁\總數(shù)八十八頁\編于二十點目前四十五頁\總數(shù)八十八頁\編于二十點Thelocal-circuitcurrentandpropagationofAPalongthecellmembrane:目前四十六頁\總數(shù)八十八頁\編于二十點跳躍式傳導有髓神經(jīng)纖維由于髓鞘有絕緣性，興奮的傳布只能在兩個朗飛氏結之間形成局部電流，這樣動作電位傳導表現(xiàn)為跨越髓鞘，在相鄰的朗飛氏結相繼出現(xiàn)，稱興奮的跳躍式傳導。目前四十七頁\總數(shù)八十八頁\編于二十點下節(jié)內容第5節(jié)肌細胞的收縮功能請大家做好預習?。(∩_∩)O謝謝！目前四十八頁\總數(shù)八十八頁\編于二十點目前四十九頁\總數(shù)八十八頁\編于二十點肌學總論根據(jù)構造不同，分為心肌、平滑肌和骨骼肌平滑肌心肌骨骼肌不隨意肌隨意肌橫紋肌－600多塊－占體重的40％－每塊肌均可看成一個器官目前五十頁\總數(shù)八十八頁\編于二十點第5節(jié)肌細胞的收縮功能學習要求:1.掌握神經(jīng)-骨骼肌接頭處的興奮傳遞；2.了解骨骼肌細胞的微細結構；3.熟悉骨骼肌收縮機制及興奮-收縮耦聯(lián)；4.熟悉骨骼肌收縮的外部表現(xiàn)及影響收縮的因素。目前五十一頁\總數(shù)八十八頁\編于二十點骨骼肌的神經(jīng)-肌接頭目前五十二頁\總數(shù)八十八頁\編于二十點（一）神經(jīng)-骨骼肌接頭處結構接頭--軀體運動神經(jīng)末梢與骨骼肌細胞相接觸的部位。在神經(jīng)末梢中含有許多小囊泡，稱為接頭小泡。內含Ach?？煞譃椋航宇^前膜（突觸前膜）接頭后膜（突觸后膜）接頭間隙（突觸間隙）目前五十三頁\總數(shù)八十八頁\編于二十點動作電位傳到軸突末梢─→軸突膜上鈣通道開放，Ca2+進入軸突末梢─→軸突末梢內乙酰膽堿（ACh）囊泡向接頭前膜靠近─→通過出胞釋放入接頭間隙─→ACh通過接頭間隙與終板膜上的ACh門控通道（受體）結合─→該門控通道開放─→Na+內流(為主)和(少量)K+外流─→終板膜去極化,形成終板電位─→擴布形式使鄰接的肌細胞膜去極化達閾電位水平─→引發(fā)肌細胞爆發(fā)動作電位。ACh發(fā)揮作用后立即被接頭間隙中和終板膜上的膽堿酯酶水解而迅速清除。

（二）神經(jīng)-肌接頭處的興奮傳遞目前五十四頁\總數(shù)八十八頁\編于二十點神經(jīng)-骨骼肌接頭處興奮目前五十五頁\總數(shù)八十八頁\編于二十點（三）神經(jīng)-骨骼肌接頭興奮傳遞的特點單向傳遞（突觸前膜向突觸后膜）時間延擱（化學過程需要時間）一對一（Ach會被及時水解，不會堆積干擾下一次興奮；如有機磷中毒）易受環(huán)境變化的影響（受體阻斷劑；如箭毒）目前五十六頁\總數(shù)八十八頁\編于二十點（二）骨骼肌的細微結構肌小節(jié)是肌細胞收縮和舒張的最基本功能單位肌小節(jié)：1/2明帶暗帶1/2明帶肌小節(jié)肌原纖維目前五十七頁\總數(shù)八十八頁\編于二十點

肌管系統(tǒng)

縱管及橫管

三聯(lián)管目前五十八頁\總數(shù)八十八頁\編于二十點

（三）骨骼肌的收縮機制

滑行學說(slidingtheory)——肌肉的縮短是通過肌小節(jié)中細肌絲與粗肌絲相互滑行的結果(其間肌絲本身的長度不變）。骨骼肌細胞的微細結構相關鏈接：

粗肌絲由肌球蛋白組成，上有橫橋細肌絲由原肌球蛋白、肌動蛋白、肌鈣蛋白組成目前五十九頁\總數(shù)八十八頁\編于二十點

①橫橋頭部處于垂直于細肌絲的高勢能狀態(tài),受原肌球蛋白阻礙,不能與肌動蛋白結合。②胞質[Ca2+]升高時,肌鈣蛋白與Ca2+結合→變構→原肌球蛋白變構→移位→肌動蛋白活化位點暴露→與橫橋結合。③橫橋頭部擺動→利用原貯存的能量拖動細肌絲向M線滑行→肌節(jié)縮短→肌肉收縮。④橫橋頭部結合ATP→與肌動蛋白解離→橫橋頭部迅速將ATP分解→橫橋恢復垂直于細肌絲的高勢能狀態(tài)(即恢復至①)。骨骼肌收縮過程目前六十頁\總數(shù)八十八頁\編于二十點骨骼肌的興奮-收縮耦聯(lián)

興奮-收縮耦聯(lián)——將電興奮和機械收縮聯(lián)系起來的中介過程。興奮-收縮耦聯(lián)的三個步驟：(1)肌細胞興奮，肌膜去極化，AP沿橫管膜傳至肌細胞內部。(2)橫管膜去極化引起L型鈣通道位移，導致變構，使終池膜上Ca2+通道開放，Ca2+流入胞質,胞質[Ca2+]升高。(胞質[Ca2+]升高，導致……肌肉收縮)。(3)肌質網(wǎng)膜鈣泵被激活，將胞質中的Ca2+回收入肌質網(wǎng)，胞質[Ca2+]下降。(胞質[Ca2+]下降，導致……肌肉舒張)。目前六十一頁\總數(shù)八十八頁\編于二十點肌絲滑行運動N元興奮接頭興奮傳遞興奮-收縮耦聯(lián)肌肉收縮軸突末梢Ca2+內流AP傳至軸突末梢軸突末梢以出胞方式釋放ACh終板膜Na+內流ACh與終板膜上受體結合骨骼肌細胞膜爆發(fā)AP(興奮)終板膜去極化(終板電位)肌膜Na+通道開放,鈉內流…目前六十二頁\總數(shù)八十八頁\編于二十點肌絲滑行運動N元興奮接頭興奮傳遞興奮-收縮耦聯(lián)肌肉收縮AP沿肌膜和橫管膜傳播骨骼肌細胞膜爆發(fā)AP(興奮)三聯(lián)管結構處信息傳遞肌質網(wǎng)內Ca2+擴散入胞質,胞質[Ca2+]↑肌質網(wǎng)膜上RYR(鈣通道)開放目前六十三頁\總數(shù)八十八頁\編于二十點肌絲滑行運動N元興奮N—M接頭興奮傳遞興奮-收縮耦聯(lián)肌肉收縮Ca2+與肌鈣蛋白結合原肌球蛋白變構、移位胞質[Ca2+]↑橫橋與肌動蛋白結合而被激活橫橋擺動，拖動細肌絲滑行肌小節(jié)縮短目前六十四頁\總數(shù)八十八頁\編于二十點

1.等長收縮和等張收縮

(1)等長收縮—只有張力的增加而長度不變的收縮形式。(2)等張收縮—只發(fā)生肌肉縮短而張力保持不變的收縮形式。

2.單收縮和強直收縮強直收縮——當骨骼肌受到頻率較高的連續(xù)刺激時，新的收縮過程與尚未結束的收縮過程發(fā)生總和的收縮形式，可分為不完全強直收縮和完全強直收縮。強直收縮的效能比單收縮大。（四）骨骼肌收縮的形式目前六十五頁\總數(shù)八十八頁\編于二十點（五）影響骨骼肌收縮的因素1.前負荷前負荷——在肌肉收縮前就加在肌肉上的負荷。

前負荷的大小決定了肌肉在收縮前的長度，即初長度。

前負荷(初長度)與收縮效能的關系：(1)每一骨骼肌均有最適前負荷(最適初長),此時,肌肉收縮最強;(2)小于最適前負荷時,收縮效能與前負荷正相關;(3)大于最適前負荷后,收縮效能與前負荷負相關。2.后負荷*后負荷：肌肉收縮產生的張力,長度的縮短速度和縮短程度。3.肌肉的收縮能力：肌肉收縮效能與肌肉收縮能力呈正相關。

目前六十六頁\總數(shù)八十八頁\編于二十點生理學實驗：骨骼肌的收縮形式單收縮不完全強直收縮完全強直收縮目前六十七頁\總數(shù)八十八頁\編于二十點

前負荷后負荷目前六十八頁\總數(shù)八十八頁\編于二十點1.僅就陽離子而言，細胞內液中含有大量的①；細胞外液中含有大量的②。2.細胞物質的跨膜運輸?shù)谋粍有问接袃深悽?、②后者又可分為③、④?.可興奮細胞安靜狀態(tài)時膜外為正，膜內為負的跨膜電位差稱為①。當細胞受到刺激而使膜電位(絕對值)減小的狀態(tài)稱為②；而膜電位(絕對值)增大的狀態(tài)稱為③。1.Na+、K+2.單純擴散、主動轉運、載體介導的易化擴散、通道介導的易化擴散3.極化、去極化、復極化目前六十九頁\總數(shù)八十八頁\編于二十點4.在肌原纖維內含有兩種肌絲。粗肌絲的實質是①、細肌絲由三個成分構成，即②、③、④。5.無論采用任何強烈刺激也不會引起擴布性興奮的時期稱為：①。只有采用較強于正常的刺激才有可能引起擴布性興奮的時期稱為②。6.神經(jīng)纖維動作電位的上升支為①；下降支為②。峰電位之后有一拖長的后電位，分為兩種：③和④；4.①肌凝蛋白絲②肌動蛋白絲③原肌凝蛋白④肌鈣蛋白。5.①絕對不應期、②相對不應期。6.①去極相；②復極相、③負后電位、④正后電位目前七十頁\總數(shù)八十八頁\編于二十點7.影響骨骼肌收縮的因素有三即①、②、和③。8.骨骼肌的強直收縮包括兩種即①和②。8.①完全強直收縮②不完全強直收縮。7.①前負荷、②后負荷、③肌肉收縮能力。目前七十一頁\總數(shù)八十八頁\編于二十點1.物質順電化學梯度通過細胞膜的過程屬于。（）

A.主動轉運

B.被動轉運

C.吞噬

D.吞飲

E.胞吐目前七十二頁\總數(shù)八十八頁\編于二十點葡萄糖順濃度梯隊跨膜轉運依賴于膜上的。

A.脂質雙分子層

B.緊密連接

C.通道蛋白

D.載體蛋白

E.糖鏈

目前七十三頁\總數(shù)八十八頁\編于二十點可興奮細胞興奮時，共有的特征是產生。

A.收縮反應

B.分泌

C.神經(jīng)沖動

D.動作電位

E.以上都不是

目前七十四頁\總數(shù)八十八頁\編于二十點與細胞外液相比，細胞內液含有。A.較多的鉀離子

B.較多的鈉離子

C.較多的氯離子

D.較多的鎂離子

E.較多的鎂離子目前七十五頁\總數(shù)八十八頁\編于二十點可興奮細胞安靜時膜內外電位。

A.相等

B.內負外正

C.內正外負

D.內外皆正但不相等

E.內外皆負但不相等

目前七十六頁\總數(shù)八十八頁\編于二十點細胞在靜息情況下，對下列哪種離子通透性最大。A.K+

B.Na+

C.Cl-

D.Ca2+

E.Mg2+目前七十七頁\總數(shù)八十八頁\編于二十點能引起組織、細胞產生動作電位所需要的最小刺激強度，稱為A.時值

B.最小刺激

C.閾強度

D.閾電位

E.基強度

目前七十八頁\總數(shù)八十八頁\編于二十點骨骼肌興奮—收縮耦聯(lián)中起關鍵作用的離子是。A.Na+

B.K+

C.Ca2+

D.Mg2+

E.Cl-

目前七十九頁\總數(shù)八十八頁\編于二十點骨骼肌中的何種蛋白能與肌漿中的Ca2+結合。A.肌球蛋白

B.肌鈣蛋白

C.原肌球蛋白

D.肌動蛋白

E.肌紅蛋白

目前八十頁\總數(shù)八十八頁\編于二十點肌肉的初長度是由哪項因素決定的。

A.肌肉的種類

B.肌肉的酶活性

C.前負荷

D.后負荷

E.橫橋的數(shù)目目