生理學細胞基本功能

生理學細胞基本功能第1頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月1.授課:孫碧英(207/老紅樓)２.生理學學習內容3.考試分數安排(平時成績10%+期末考試90%)4.英文閱讀要求(P6---Ⅲ；P15---Ⅴ；P18-Ⅵ；P23---Ⅶ；)

(生理學英文單詞掌握:網上-課程中心-醫(yī)用生理學)5.學習生理學的方法第2頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月

第一章緒論第3頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月第4頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月第5頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月ClinicalsciencesBasicmedicalsciencesMedicalsciences第6頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月生理學研究簡史16世紀Servetus提出左心和右心分離的觀點1628年Harvery《動物心臟與血液運動的解剖學論文集》；提出心臟作為泵的概念1926年協(xié)和林可勝創(chuàng)建了中國生理學會；出版了《中國生理學雜志》我國的生理學家有：蔡翹、張香桐等第7頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月生理學實驗方法

急性實驗(acute

experiment)離體實驗法(invitroexperiment)在體實驗法(invivoexperiment)慢性實驗(chronicexperiment)第8頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月生理學研究的三個水平

1．細胞和分子水平離體（invitro）細胞、分子實驗方法

2．器官和系統(tǒng)水平離體或在體組織、器官實驗方法

3．整體水平在體（invivo）實驗第9頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)機體的內環(huán)境

與穩(wěn)態(tài)

細胞外液(extracellularfluid,20%)

血漿（plasma,5%）組織液（interstitialfluid,15%）淋巴液:少量胸膜腔、腦脊腔及關節(jié)腔內液體細胞內液（intracellularfluid）(40%)

體液內環(huán)境第10頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月第11頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月血漿滲透壓由晶體滲透壓和膠體滲透壓組成毛細血管壁和細胞膜對物質的通透性各異

血漿和組織液成分的區(qū)別主要在蛋白質含量不同細胞內、外液成分的區(qū)別主要在晶體物質含量不同所有體液的滲透壓是相等的第12頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月內環(huán)境穩(wěn)定—內穩(wěn)態(tài)(homeostasis)ClaudeBernard于1859年提出“內環(huán)境恒定”的概念：“內環(huán)境恒定是機體自由和獨立生存的首要條件”；“身體中所有的活命機制中，盡管種類不同，功能各異，但只有一個目的，那就是使內環(huán)境保持恒定”。Cannon于20世紀初提出穩(wěn)態(tài)（Homeostasis）的概念：“內環(huán)境的可變但又是相對穩(wěn)定的狀態(tài)”。第13頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月穩(wěn)態(tài)的概念內環(huán)境的理、化因素保持相對穩(wěn)定的狀態(tài)穩(wěn)態(tài)的含義①細胞外液的理、化因素在一定水平上是恒定的。②這個恒定狀態(tài)并不是固定不變的，是一個動態(tài)平衡，在微小波動中保持相對恒定。穩(wěn)態(tài)的意義維持細胞、器官、系統(tǒng)乃至整體的正常功能及生命活動的必要條件。穩(wěn)態(tài)的實現在整體是在神經體液機制調節(jié)下，通過各器官系統(tǒng)的協(xié)調活動及負反饋調節(jié)而實現的。內環(huán)境(internalenvironment):機體細胞所處的環(huán)境,指細胞外液第14頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月第三節(jié)機體生理功能的調節(jié)

生理功能的三種調節(jié)方式

神經調節(jié)(nervousregulation)體液調節(jié)(humoralregulation)自身調節(jié)(autoregulation)第15頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月1.神經調節(jié)(nervousregulation)概念：是通過反射而影響生理功能的一種調節(jié)方式神經調節(jié)的基本方式：反射(reflex)結構基礎：反射弧(reflexarc)反射的種類非條件反射和條件反射特點：快速，精確，局限第16頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月

Reflexarc:Receptor→afferentnervefiber→reflexcenter→efferentnervefiber→effector第17頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月第18頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月2.體液調節(jié)(humoralregulation)（1）概念：是指體內某些特殊的化學物質通過體液途徑而影響生理功能的一種調節(jié)方式（2）遞送方式：（3）特點：緩慢，持久，彌散3.自身調節(jié)(autoregulation)第19頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月第20頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月體內的控制系統(tǒng)

非自動控制系統(tǒng)

反饋控制系統(tǒng)負反饋正反饋

前饋控制系統(tǒng)第21頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月1、非自動控制系統(tǒng)

--是開環(huán)系統(tǒng)（open-loopsystem）

控制系統(tǒng)受控系統(tǒng)輸出變量控制信息例子：應激對血壓的影響第22頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月2、反饋控制系統(tǒng)

是閉環(huán)系統(tǒng)（closed-loopsystem）（1）負反饋(negativefeedback)

概念:經過反饋調節(jié)，使受控部分的活動

朝與它原先活動相反的方向發(fā)生改變

負反饋的例子：

負反饋的作用:維持穩(wěn)態(tài)第23頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月第24頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月第25頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）正反饋(positivefeedback)

概念:經過反饋調節(jié)，使受控部分的活動朝與它原先活動相同的方向發(fā)生改變

例子：血液凝固，分娩，排尿、排便反射

動作電位0期去極時鈉離子的內流作用:使系統(tǒng)處于再生狀態(tài)第26頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月3、

前饋控制系統(tǒng)前饋（feedforward）的過程前饋的例子中樞對肌肉收縮活動的控制進食前，唾液的分泌起跑前，血壓升高、呼吸加快前饋的生理意義避免負反饋調節(jié)的波動性和反應的滯后性，更好地保持穩(wěn)態(tài)第27頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月控制系統(tǒng)控制信息受控系統(tǒng)輸出變量監(jiān)測裝置反饋信息例子：中樞對肌肉收縮活動的控制恒溫動物體溫的維持第28頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月人體如何保持體溫的恒定？第29頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月方式作用生理意義負反饋反饋信號能及時傳遞給控制部分，控制系統(tǒng)經分析后，發(fā)出指令使受控部分的活動減弱。維持原來的平衡狀態(tài)。正反饋反饋信號能加強控制部分的活動，使受控部分的活動再加強，如此循環(huán)，促使整個系統(tǒng)處于再生狀態(tài)。從而使某個生理活動不斷加強，并迅速完成。前饋監(jiān)測裝置在檢測到干擾信息后發(fā)出前饋信息，作用于受控系統(tǒng)，預先監(jiān)測干擾，防止干擾的擾亂。避免負反饋調節(jié)的波動性和反應的滯后性，更好地保持穩(wěn)態(tài)。第30頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月第二章

細胞的基本功能第31頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月1665年，Hooke用自制的顯微鏡觀察軟木的薄片是由許多類似蜂巢的小室組成（細胞壁），這些小室用拉丁文命名為cellar，后來用英文的cell表示細胞1838年，德國學者Schleiden和Schwann創(chuàng)立了細胞學說——被恩格斯譽為是19世紀自然科學的三大發(fā)現之一1925年，生物學大師Wilson提出：“一切生命的關鍵問題都要到細胞中去尋找”第32頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月第33頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月細胞膜的結構和物質轉運功能細胞的跨膜信號轉導功能

細胞的生物電現象肌細胞的收縮功能第34頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)細胞膜的結構和物質轉運功能與細胞膜結構有關的作用：

屏障作用跨膜物質轉運功能跨膜信息傳導功能生物電的產生第35頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月1959年，Robertson在電鏡下觀察到膜的結構類似三明治，是由暗－明－暗三層結構組成，每層厚2.5nm各種膜主要由脂質、蛋白質和糖類組成1972年，Singer提出了膜的液態(tài)鑲嵌模型（fluidmosaicmodel）液態(tài)脂質雙分子層為基架，其中鑲嵌著不同生理功能的蛋白質一、細胞膜的結構概述第36頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月液態(tài)鑲嵌模型:脂質(lipid)雙分子層:雙嗜性分子細胞膜蛋白質(protein)的種類及作用

α螺旋或球形結構

如：載體,通道,離子泵,轉運體,受體,酶，抗體等細胞膜糖類：糖脂或糖蛋白第37頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月第38頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月第39頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月第40頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月單純擴散膜蛋白介導的跨膜轉運被動轉運經載體易化擴散:載體經通道易化擴散:通道主動轉運原發(fā)性主動轉運:離子泵

繼發(fā)性主動轉運:轉運體

出胞和入胞

物質的跨膜轉運第41頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月二、物質的跨膜轉運1.單純擴散(simplediffution)概念對象：脂溶性的非極性分子(CO2和O2等)特點：順濃度梯度水通過滲透或水通道擴散第42頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月大多數物質的跨膜轉運需要某些特殊蛋白質的幫助(二）膜蛋白介導的跨膜轉運易化擴散(facilitateddiffusion)

概念:一些非脂溶性或脂溶解度甚小的物質,在膜蛋白質的“幫助”下,順電—化學梯度跨膜移動的過程分類:①經載體的易化擴散②經通道的易化擴散第43頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月1.經載體易化擴散

概念:在載體蛋白的幫助下，水溶性的小分子物質順濃度梯度的擴散對象:水溶性的小分子物質如葡萄糖、氨基酸、核苷酸等特點:

①需依靠載體的“幫助”②順濃度梯度，轉運速度快，不需另外消耗能量③結構特異性（∵載體蛋白結合位點與被轉運物質的結合有特異性）④飽和性（∵載體和載體結合位點是有限的）⑤競爭性抑制

第44頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月經載體易化擴散第45頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月第46頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月2、經通道的易化擴散：

概念：各種帶電離子經離子通道(ionchannel)順電-化學梯度跨膜擴散的過程特點:①需依靠通道蛋白②順電-化學梯度，轉運速度極快，不另外消耗能量第47頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月第48頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月第49頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月通道具二大特性：

對離子的選擇通透性如：Na+通道,K+通道,Ca2+通道,陽離子通道等

門控特性：通道內有一或兩個閘門樣的結構，控制通道的開放或關閉

具關閉(close),激活(activation)，失活inactivation)三種狀態(tài)

第50頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月通道的三種類型

化學門控通道：通道的開閉受某些化學物質控制，也稱配體門控通道，通道本身也被稱為受體，如N2型ACh受體陽離子通道。（細胞外配體門控通道、細胞內配體門控通道）電壓門控通道：通道的開閉受膜兩側的電位差控制。

如K+通道，Na+通道,Ca2+通道等機械門控通道：由牽張刺激引起通道的關閉，如耳蝸聽毛細胞膜上第51頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月圖2-1不同門控機制的離子通道A：電壓門控通道；B：化學門控通道；C：機械門控通道第52頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月第53頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月第54頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月第55頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月鈉通道α亞單位的分子結構示意圖A：推衍的α亞單位二級結構，I,II,III,IV代表4個同源結構域，圓圈中的字母M、F、I是氨基酸的一字符號；B：顯示由4個同源結構域形成分子的孔道；C：失活機制的示意圖第56頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月

載體轉運:載體化學門控通道通道轉運:通道電壓門控通道機械門控通道易化擴散第57頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月第58頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月3．原發(fā)性主動轉運（primaryactivetransport)?概念:指離子泵利用細胞分解ATP產生的能量將離子逆濃度梯度或(和)電位梯度進行跨膜轉運的過程?對象：帶電的離子?特點：逆電-化學梯度,消耗ATP?鈉-鉀泵（sodium-potassiumpump）也稱Na+-K+-ATP酶（Na+-K+-ATPase）?為生電性轉運：1ATP：3Na+：2K+?鈉泵的特異性抑制劑：哇巴因

第59頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月第60頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月第61頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月第62頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月鈉泵活動的重要生理意義：建立一個跨膜濃度勢能貯備(維持細胞內高K+和細胞外高Na+的不均衡分布）是細胞生物電活動產生的前提條件維持胞漿滲透壓和細胞容積的相對穩(wěn)定胞內高K+為許多生化反應所必須由于生電性轉運，可影響靜息電位的數值是其他許多物質繼發(fā)性主動轉運的動力

第63頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月其它主動轉運形式:鈣泵（Ca2+-Mg2+依賴式ATP酶）分布在骨骼肌和心肌細胞的肌漿網上H+-K+泵（H+-K+依賴式ATP酶）分布在胃粘膜壁細胞表面第64頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月

4、繼發(fā)性主動轉運(或稱聯(lián)合轉運)(secondary

activetransport)?概念：利用原發(fā)性主動轉運所形成的離子濃度梯度

(間接利用ATP)的主動轉運過程

?轉運的對象:小分子物質或帶電的離子

?轉運蛋白或轉運體

?特點：逆電-化學梯度,利用貯備勢能同時轉運兩種或兩種以上的物質第65頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月Na+-葡萄糖同向轉運體

第66頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月Na+葡萄糖Na+氨基酸緊密連接K+K+鈉泵鈉泵Na+Na+載體載體葡萄糖氨基酸繼發(fā)性主動轉運原發(fā)性主動轉運經載體易化擴散第67頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月（三）出胞(exocytosis)與入胞(endocytosis)1.出胞－對象：（遞質，激素，外分泌腺）

－Ca2+的作用第68頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月2.入胞（endocytosis）：（1）入胞的過程：吞噬（phagocytosis）吞飲（pinocytosis）液相入胞受體介導入胞

第69頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月概念:通過被轉運物與膜受體的特異性結合，選擇性地促進其進入細胞的一種入胞方式

對象:血漿低密度脂蛋白顆粒結合鐵離子的運鐵蛋白等結合維生素B12的特殊運輸蛋白多種生長調節(jié)因子，胰島素等一部分多肽類激素抗體和某些細菌毒素及病毒（2）受體介導式入胞第70頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月圖2-4受體介導的入胞示意圖第71頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月單純擴散膜蛋白介導的跨膜轉運被動轉運經載體易化擴散:載體經通道易化擴散:通道主動轉運原發(fā)性主動轉運:離子泵

繼發(fā)性主動轉運:轉運體

出胞和入胞

物質的跨膜轉運方式第72頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月

第二節(jié)細胞的信號轉導(了解)

跨膜信號轉導的路徑:

G蛋白耦聯(lián)受體介導的信號轉導

離子通道受體介導的信號轉導

酶耦聯(lián)受體介導的信號轉導第73頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月Majorsignaltransductionpathways第74頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月一、G蛋白耦聯(lián)受體介導的信號轉導

第一信使（化學因子）受體蛋白質G-蛋白效應器酶（腺苷酸環(huán)化酶，磷脂酶C，,鳥苷酸環(huán)化酶,磷酸二酯酶等）

第二信使（cAMP，IP3、DG，cGMP,Ca2+

）第75頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月G蛋白耦聯(lián)受體第76頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月(一)構成G蛋白耦聯(lián)受體跨膜信號轉導的主要信號蛋白：第77頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月(二)主要的G蛋白耦聯(lián)受體信號轉導途徑:1.受體-G蛋白-AC(腺苷酸環(huán)化酶)途徑

2.受體-G蛋白-PLC(磷脂酶C)途徑第78頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月cAMP信號通路第二信使第一信使（PKA)第79頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月三磷酸肌醇（IP3）和二酰甘油（DG）信號通路激素、遞質（第一信使）激活磷脂酶C(PLC)PIP2(第二信使）IP3和DG內質網釋放Ca2+激活興奮性G蛋白(a與β、γ亞單位分離)細胞內生物效應結合GPCR激活蛋白激酶C(PKC)第80頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月二、離子通道受體介導的信號轉導

1.化學門控通道或配體（ligand）

2.電壓門控通道

3.機械門控通道（mechanically-gatedchannel）第81頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月

電壓門控鈉通道分子結構示意圖第82頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月三、酶耦聯(lián)受體介導的信號轉導

1.酪氨酸激酶受體和酪氨酸激酶結合型受體

(細胞外信號分子主要為各種生長因子和細胞因子等)2.鳥苷酸環(huán)化酶受體

(重要的配體有心房鈉尿肽、一氧化氮等）第83頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月酪氨酸激酶結構示意圖配體結合部位ATP酶底物結合部位第84頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月電魚傷人和臨床檢測

心電圖腦電圖肌電圖胃腸電圖視網膜電圖

許多細胞生物電總和單細胞細胞生物第三節(jié)細胞的生物電現象第85頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月第86頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月Cm：膜電容；Rm：膜電阻；Ri：縱向電阻Cm：膜電容；Rm：膜電阻；Ri：縱向電阻Gm:膜電導Vm:膜電位膜的被動電學特性和電緊張電位第87頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月細胞跨膜電位的三種形式:靜息電位局部電位動作電位第88頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月

一、細胞的靜息電位及其產生機制（一）靜息電位

(restingpotential)概念：細胞未受刺激時存在于細胞膜兩側的電位差特點：跨膜電位直流電位內負外正第89頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月第90頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月(二)產生機制

—K+平衡電位(EK)

1902年，Berstein提出：

-細胞內外的K+不均衡分布

-安靜狀態(tài)下，細胞膜主要對K+有通透性

-當K+凈外流為零時（由于電化學驅動力抵消），就形成K+的平衡電位第91頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月

靜息狀態(tài)下細胞膜內外主要離子分布及膜對離子通透性第92頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月Permeabilityofdifferentionsthroughrestingmembrane

通透性：K+＞Cl-＞Na+＞A-第93頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月[K+]i=[K+]o通透膜選擇性通透膜順濃度梯度逆電位梯度順濃度梯度順濃度梯度驅動力濃度梯度+電位梯度IntracellularExtracellularIntracellularExtracellularExtracellularIntracellularCl-不能通透第94頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月離子的跨膜平衡電位(equilibriumpotential)Nernst公式EK=RT/ZF?ln[K+]O/[K+]i=59.5log[K+]O/[K+]iR氣體常數；T溫度；Z離子的化合價；F法拉第常數ENa=RT/ZF?ln[Na+]O/[Na+]i=59.5log[Na+]O/[Na+]i第95頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月第96頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月細胞膜對Na+、K+、Cl-都是可通透的，膜電位取決于膜對這些離子的相對通透性；一般細胞膜對Cl-沒有主動轉運，因此膜電位決定其在膜兩側的濃度（即Em=ECl），而膜對K+和Na+的相對通透性成為膜電位的主要決定因素。膜電位（Em）=PKPK+PNaEKPNaPK+PNaENa+因PNa<<PK，所以膜電位接近EK因此：靜息電位為K+平衡電位(EK)第97頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月影響靜息電位水平的因素：

①膜外K+濃度升高→靜息電位減小(去極化)②膜對K+的通透性相對增加→靜息電位加大(超極化)

膜對Na+的通透性相對增加→靜息電位減?、垅c-鉀泵活動的水平增強→靜息電位加大(超極化)第98頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月極化狀態(tài)去極化復極化第99頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月

極化polarization：靜息電位存在時膜兩側所保持的內負外正的狀態(tài)超極化hyperpolarization:膜內負值加大

去極化depolarization:膜內負值減小反極化reversepolarization::

膜內極性的倒轉復極化repolarization:

：細胞先發(fā)生去極化，然后向正常安靜時膜內所處的負值恢復第100頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月三、動作電位及其產生機制

（一）細胞的動作電位（actionpotential）

概念：在靜息電位的基礎上，如果細胞受到一個適當的刺激，其膜電位會發(fā)生迅速的一過性的波動2.組成：鋒電位spike（去極相,復極相）后電位（分負后電位和正后電位）第101頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月第102頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月第103頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月圖2-8神經纖維跨膜電位的記錄

第104頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月動作電位的特性

為一系列膜電位的變化

有一定的持續(xù)時間

產生的“全或無”性質和可傳播性

(動作電位大小與刺激強度和傳導距離無關)第105頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月幾個基本概念:興奮（excitation）:指動作電位可興奮細胞（excitablecell）興奮性（excitability）:

可興奮細胞受刺激后產生動作電位的能力刺激（stimulation）：指內、外環(huán)境因素的變化第106頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月刺激的三個參數：刺激的強度刺激的持續(xù)時間刺激強度對時間的變化率

第107頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月刺激強度刺激強度變化率刺激持續(xù)時間電刺激的波形有:方波與三角波第108頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月閾強度（thresholdintensity）

--能引起動作電位的最小刺激強度也稱為閾值(threshold)

閾刺激（thresholdstimulus）

--相當于閾強度的刺激第109頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月閾下刺激:

--低于閾強度的刺激閾上刺激

--高于閾強度的刺激衡量細胞興奮性常用的指標:閾強度閾強度與興奮性成反比第110頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月刺激與興奮的關系

刺激可興奮組織動作電位骨骼?。湛s神經－釋放遞質腺細胞－分泌興奮動作電位

第111頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月動作電位的發(fā)生機制第112頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月在靜息電位條件下，Na+受到很強的內向電化學驅動力利用電壓鉗技術觀測了動作電位期間膜電導的變化－先是迅速增加的Na+電導

隨后，Na+電導減小，K+電導的增大利用膜片鉗技術記錄到單個離子通道的電流

探討動作電位期間膜對離子通透性的變化(了解)

第113頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月內向電流（inwardcurrent）外向電流（outwardcurrent）

電壓鉗(voltageclamp)技術

膜片鉗(patchclamp)技術

Na+通道特異性阻斷劑－河豚毒（tetrodotoxin,TTX）

K+通道特異性阻斷劑－四乙胺（tetraethylammonium,TEA）單通道電流（singlechannelcurrent）宏膜電流（macroscopicalcurrent）

第114頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月（1）離子替換實驗槍烏賊巨軸突（Squidgiantaxon)；玻璃電極作記錄：Hodgkin&Huxley對AP產生機制的證明動作電位的幅度、去極化的速度隨細胞外Na+濃度的降低而減小、減慢逐步降低細胞外Na+濃度（2）Voltageclamp第115頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月圖2-10利用電壓鉗技術記錄的槍烏鲗大神經軸突的膜電流及其離子成分的分析第116頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月Na+電流K+電流第117頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月圖2-12膜片鉗方法和單通道電流

第118頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月圖2-13膜片鉗方法記錄的鈉通道單通道電流

第119頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月圖2-14去極化過程中鈉通道狀態(tài)的變化Vm：膜電位；Im：膜電流；m和h分別示意鈉通道的激活門和失活門第120頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月圖：鈉通道α亞單位的分子結構示意圖A：推衍的α亞單位二級結構，I,II,III,IV代表4個同源結構域，圓圈中的字母M、F、I是氨基酸的一字符號；B：顯示由4個同源結構域形成分子的孔道；C：失活機制的示意圖鈉通道由α、β1和β2亞基組成每個亞基都由4個結構域組成每個結構域內的多肽鏈跨膜6次，其中的第四個跨膜段(S4)為電壓感受器Na+通道第121頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月Na+通道既是電壓門控通道又是時間依賴性通道第122頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月3.動作電位產生的機制

①去極相:Na+通道的激活Na+的再生性內流

(正反饋過程，Na+內流屬于易化擴散)Na+平衡電位(ENa)ENa=59.5log

(mV)

[Na+]o[Na+]i動作電位期間膜對鈉通透性瞬間增大并遠遠超過了對鉀的通透性第123頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月②復極相:Na+通道的失活

K+外向流增加

第124頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月Na+通道K+通道第125頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月動作電位產生的機制（總結）:

①去極相(鋒電位的升支）Na+的再生性內流(正反饋過程)鋒電位—Na+平衡電位(ENa)②復極相(鋒電位的降支）Na+通道失活K+外流第126頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月4．局部電位（localpotential）概念:閾下刺激引起的去極化電緊張電位和細胞

膜上少量Na+通道開放產生的主動反應疊加而形成的，膜局部去極化的電位。

特點：①反應幅度隨刺激強度的增加而增大，不表現“全或無”的特征②逐漸衰減的電緊張性傳播③無不應期，可以疊加:空間總和（spatialsummation）時間總和（temporalsummation）第127頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月圖2-12局部電位和動作電位的產生與傳播第128頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月局部反應刺激電極記錄電極動作電位上升支閾電位水平局部興奮靜息電位水平膜電位(mV)-70-85第129頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月第130頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月閾下刺激→局部電位閾(上）刺激→閾電位→Na+內流的再生性循環(huán)→動作電位閾電位（thresholdpotential，燃點）－能引發(fā)動作電位的最低膜電位值閾強度與閾電位的區(qū)別與聯(lián)系:

可興奮細胞受到一個閾強度的刺激時，它的膜電位恰好達到閾電位，并引發(fā)動作電位第131頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月第132頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月骨骼肌細胞或神經細胞的靜息電位和動作電位的波形及產生機制（總結）+350mV-55-70超射值閾電位局部電位負后電位正后電位鋒電位靜息電位敘述:神經細胞動作電位的形狀、組成及產生機制。第133頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月當細胞受到去化極刺激細胞膜上少量Na+通道激活而開放Na+順濃度差少量內流→膜內外電位差↓當膜內電位變化到閾電位時→Na＋通道大量開放Na+順電化學梯度大量內流（再生式內流）∵[Na+]i↑、[K+]O↑→激活Na+－K+泵膜內負電位減小到零并變?yōu)檎娢唬ˋP上升支）Na+通道關→Na+內流停+同時K+通道激活而開放K＋順電化學梯度迅速外流膜內電位迅速下降，恢復到RP水平（AP下降支）Na+泵出、K+泵回，∴離子恢復到興奮前水平→后電位→局部電位（依賴刺激時間總和空間綜合）→電緊張電位→動作電位（全或無、不衰減）第134頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月+200-90mV0200Time(ms)Actionpotentialsofanervefiber,acardiomyocyteandacardiacpace-makercell第135頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月（三）動作電位的傳導1.傳導機制:局部電流（localcurrent)

閾上刺激→動作電位→局部電流→鄰近膜去極化→到達閾電位水平→鄰近膜產生動作電位→興奮在同一細胞上傳導第136頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月圖2-14無髓鞘神經纖維興奮的傳播原理第137頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月2.跳躍式傳導(saltatoryconduction)：部位：有髓神經纖維的朗飛氏結處特點：快速而節(jié)能

第138頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月第139頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月第140頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月圖2-15縫隙連接模式圖細胞間興奮的直接傳播－縫隙連接（gapjunction）第141頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月細胞興奮后興奮性變化的原因

Na+通道的激活、失活和復活過程

Na+通道既是電壓門控通道又是時間依賴性通道第142頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月細胞興奮后其興奮性依次通過以下變化過程：

絕對不應期(absoluterefractoryperiod)

－Na+通道進入失活狀態(tài)相對不應期(relativerefractoryperiod)

－Na+通道逐漸復活的過程超常期（supranormalperiod）－膜電位離閾電位水平較近低常期（subnormalperiod）

－膜電位離閾電位水平較遠第143頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月第144頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月絕對不應期(鋒電位時程)相對不應期、超常期(負后電位時程)低常期(正后電位時程)第145頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月鋒電位不會發(fā)生疊加－因為絕對不應期的存在－絕對不應期大約相當于鋒電位發(fā)生的時間產生鋒電位的最高頻率也受到絕對不應期的限制

－如果絕對不應期為2ms，則理論上鋒電位的最大頻率不可能超過每秒500次

第146頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月第四節(jié)、肌細胞的收縮

骨骼肌神經-肌肉接頭處興奮的傳遞

橫紋肌的興奮-收縮耦聯(lián)骨骼肌的收縮第147頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月橫紋肌平滑?。菏茏灾魃窠浿?，稱不隨意肌肌細胞骨胳?。ㄊ苘|體神經支配，稱隨意?。┬募。ㄊ茏灾魃窠浿浜托呐K自律性細胞控制）第148頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月運動單位一、骨骼肌神經-肌接頭處興奮的傳遞

第149頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月Neuromuscularjunction第150頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月第151頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月神經-肌接頭處興奮的傳遞過程

〔電－化學－電的過程〕

（即終板電位endplatepotential的產生過程）第152頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月圖2-16終板電位和微終板電位記錄A：實驗布置。B：終板區(qū)鄰近部位記錄到的終板電位和動作電位。C：不施加刺激時自發(fā)出現的微終板電位第153頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月Ach是以量子式釋放:神經末梢以一個突觸小泡中所含的ACh分子為最小單位量，傾囊釋放遞質的形式終板電位通過電緊張性擴布肌細胞中電壓門控Na+通道開放，產生肌細胞的動作電位終板電位的特性沒有“全或無”性質無不應期，可表現總和現象電緊張擴布第154頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月Ach的清除:膽堿酯酶的作用有機磷農藥和新斯的明可抑制膽堿酯酶，造成ACh蓄積ACh受體通道的阻斷劑:

筒箭毒（tubocurarine）和-銀環(huán)蛇毒Ca2+在興奮的傳遞過程中發(fā)揮重要的作用題：試述神經-骨骼肌接頭處興奮的傳遞過程試述終板電位的產生過程及特點第155頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月終板電位→肌膜動作電位→“興奮-收縮耦聯(lián)”→肌肉收縮第156頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月二、橫紋肌細胞的微細結構及收縮機制(了解)肌原纖維(myofibril）和肌小節(jié)(sarcomere)肌管系統(tǒng)：橫管系統(tǒng)縱管系統(tǒng)三聯(lián)管結構第157頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月第158頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月縱末池橫管(T管)縱管(L管)三聯(lián)管Z線Z線骨骼肌細胞肌管系統(tǒng)示意圖第159頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月圖2-17肌節(jié)的結構和肌絲的分子組成細肌絲粗肌絲-肌球蛋白第160頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月肌絲滑行理論(myofilamentslidingtheory)第161頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月圖2-23橫橋扭動時產生張力和縮短的示意圖橫橋周期:

橫橋與肌動蛋白結合、擺動、復位和再結合的過程.第162頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月肌絲滑行的關鍵：--是肌漿中Ca2+濃度迅速升高和降低的過程第163頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月第164頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月

三、橫紋肌的興奮-收縮耦聯(lián)

(excitation-contractioncoupling)

1.概念:

－將電興奮和機械收縮聯(lián)系起來的中介機制

第165頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月2.興奮-收縮耦聯(lián)的基本過程①肌膜電興奮的傳導;②肌膜和橫管上L型Ca2+通道激活;③肌漿網上Ryanodine受體激活，肌漿網Ca2+釋放(引起鈣瞬變);④觸發(fā)肌絲滑行，肌細胞收縮。第166頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月圖2-24橫紋肌肌漿網Ca2+釋放機制:A：鈣觸發(fā)鈣釋放機制示意圖B：電一機械耦聯(lián)機制示意圖。肌膜的去極化引起L型鈣通道電壓敏感肽段的位移，導致“拔塞”樣作用的構象改變，使肌漿網鈣釋放通道開放。SkeletalmuscleCardiacmuscle3.骨骼肌與心肌的肌質網釋放Ca2+的機制