細胞生理課件

1、一、細胞膜物質(zhì)轉(zhuǎn)運功能一、細胞膜物質(zhì)轉(zhuǎn)運功能二、細胞的跨膜信號轉(zhuǎn)導二、細胞的跨膜信號轉(zhuǎn)導三、細胞的興奮性和生物電現(xiàn)象三、細胞的興奮性和生物電現(xiàn)象重點：重點：細胞膜的物質(zhì)轉(zhuǎn)運和興奮性細胞膜的物質(zhì)轉(zhuǎn)運和興奮性難點：難點：生物電產(chǎn)生的機制生物電產(chǎn)生的機制四、興奮性傳遞和肌肉收縮四、興奮性傳遞和肌肉收縮細胞生理一、細胞膜物質(zhì)轉(zhuǎn)運功能一、細胞膜物質(zhì)轉(zhuǎn)運功能1、細胞膜的結(jié)構細胞膜的結(jié)構2、細胞膜的跨膜物質(zhì)轉(zhuǎn)運功能細胞膜的跨膜物質(zhì)轉(zhuǎn)運功能 半透膜半透膜細胞膜的結(jié)構“液態(tài)鑲嵌模型液態(tài)鑲嵌模型”（Fluid mosaic model ）細胞膜以液態(tài)的脂質(zhì)雙分子層為骨架，其中鑲嵌著細胞膜以液態(tài)的脂質(zhì)雙分子層為骨架

2、，其中鑲嵌著不同結(jié)構和功能的蛋白質(zhì)（不同結(jié)構和功能的蛋白質(zhì)（Singer & Nicolson 1972 ）1 1、細胞膜的結(jié)構、細胞膜的結(jié)構細胞膜的結(jié)構膜膜 脂：脂：磷脂、膽固醇磷脂、膽固醇膜蛋白：膜蛋白：酶、受體、載體、離子通道等酶、受體、載體、離子通道等（介導細胞的功能）（介導細胞的功能）膜膜 糖：糖： 糖脂、糖蛋白糖脂、糖蛋白（起細胞標識的作用）（起細胞標識的作用）（構成膜的骨架）（構成膜的骨架）細胞膜的結(jié)構半透膜模式圖半透膜模式圖 細胞膜是脂質(zhì)雙分子結(jié)構，起屏障作用。細胞膜是半細胞膜是脂質(zhì)雙分子結(jié)構，起屏障作用。細胞膜是半透性膜。透性膜。 細胞膜是液態(tài)鑲嵌模型，鑲嵌在脂質(zhì)雙分

3、子層中的蛋細胞膜是液態(tài)鑲嵌模型，鑲嵌在脂質(zhì)雙分子層中的蛋白質(zhì)可以橫向漂浮移動。白質(zhì)可以橫向漂浮移動。 膜中的特殊蛋白質(zhì)負責物質(zhì)、能量和信息的跨膜轉(zhuǎn)運膜中的特殊蛋白質(zhì)負責物質(zhì)、能量和信息的跨膜轉(zhuǎn)運和轉(zhuǎn)換。和轉(zhuǎn)換。 膜中的糖脂或糖蛋白是蛋白質(zhì)和細胞的特異性膜中的糖脂或糖蛋白是蛋白質(zhì)和細胞的特異性“標標志志” ” ，能特異性地與某種遞質(zhì)、激素、或其它化學，能特異性地與某種遞質(zhì)、激素、或其它化學信號分子結(jié)合。信號分子結(jié)合。細胞膜的結(jié)構2 2、細胞膜的跨膜物質(zhì)轉(zhuǎn)運功能、細胞膜的跨膜物質(zhì)轉(zhuǎn)運功能單純擴散單純擴散易化擴散易化擴散主動運輸主動運輸濃度梯度濃度梯度 細胞生理單純擴散（單純擴散（Simple di

4、ffusion）： 例如：二氧化碳、氧氣例如：二氧化碳、氧氣條條 件件 （1）細胞膜兩側(cè)存在物質(zhì)）細胞膜兩側(cè)存在物質(zhì)的的濃度差或電位差濃度差或電位差；指一些小分子的脂溶性物質(zhì)順指一些小分子的脂溶性物質(zhì)順濃度梯度（電化學梯度）從膜的高濃度梯度（電化學梯度）從膜的高濃度一側(cè)擴散到低濃度一側(cè)的方式。濃度一側(cè)擴散到低濃度一側(cè)的方式。（2）細胞膜對該物質(zhì)有）細胞膜對該物質(zhì)有通透性通透性。 細胞膜的物質(zhì)轉(zhuǎn)運單純擴散受電荷、極性與大小的影響單純擴散受電荷、極性與大小的影響易化擴散（易化擴散（Facilitated diffusion）： 某些物質(zhì)需要細胞膜上的特殊某些物質(zhì)需要細胞膜上的特殊蛋白蛋白的的“幫助

5、幫助”，順，順濃度濃度梯度（電化學梯度）梯度（電化學梯度）從膜的高濃度一側(cè)擴散到低濃度一側(cè)。從膜的高濃度一側(cè)擴散到低濃度一側(cè)。分分 類類： （1）載體介導的易化擴散；載體介導的易化擴散；特特 點點： （1）順濃度梯度（電化學梯度）進行轉(zhuǎn)運，）順濃度梯度（電化學梯度）進行轉(zhuǎn)運，不消耗不消耗ATP； （2）轉(zhuǎn)運過程中必須有）轉(zhuǎn)運過程中必須有膜蛋白膜蛋白的幫助（介導）。的幫助（介導）。（2）離子通道介導的易化擴散。離子通道介導的易化擴散。細胞膜的物質(zhì)轉(zhuǎn)運細胞膜的物質(zhì)轉(zhuǎn)運特異性、飽和性、競爭性特異性、飽和性、競爭性如葡萄糖轉(zhuǎn)運子如葡萄糖轉(zhuǎn)運子速度快、有選擇性、受調(diào)控速度快、有選擇性、受調(diào)控如：如： N

6、a+通道通道哺乳動物細胞內(nèi)外離子的濃度差哺乳動物細胞內(nèi)外離子的濃度差細胞通過主動運輸維持細胞內(nèi)外離子的濃度梯度細胞通過主動運輸維持細胞內(nèi)外離子的濃度梯度細胞膜的物質(zhì)轉(zhuǎn)運特特 點點： 主動轉(zhuǎn)運（主動轉(zhuǎn)運（Active transport）： 在細胞膜上在細胞膜上載體載體的幫助的幫助下，通過下，通過消耗消耗ATP，將某種，將某種物質(zhì)物質(zhì)逆濃度梯度逆濃度梯度進行轉(zhuǎn)運的進行轉(zhuǎn)運的過程。過程。（1）逆濃度梯度逆濃度梯度轉(zhuǎn)運；轉(zhuǎn)運；（2）耗能耗能（ATP） ； 動畫動畫細胞膜的物質(zhì)轉(zhuǎn)運（3）需要需要載體載體介導。介導。保持細胞內(nèi)的高保持細胞內(nèi)的高K K+ +低低NaNa+ +和細胞外的高和細胞外的高NaN

7、a+ +低低K K+ +鈉鉀泵（鈉鉀泵（Na+ K+ ATPaseNa+ K+ ATPase）: :逆濃度梯度，需要載體，消耗能量（逆濃度梯度，需要載體，消耗能量（ATPATP）細胞膜的物質(zhì)轉(zhuǎn)運s細胞膜的物質(zhì)轉(zhuǎn)運原發(fā)性主動轉(zhuǎn)運原發(fā)性主動轉(zhuǎn)運（鈉鉀泵、鈣泵、碘泵）鈉鉀泵、鈣泵、碘泵）繼發(fā)性主動轉(zhuǎn)運繼發(fā)性主動轉(zhuǎn)運（葡萄糖（葡萄糖和氨基酸的轉(zhuǎn)運）和氨基酸的轉(zhuǎn)運）動物細胞轉(zhuǎn)運葡萄糖動物細胞轉(zhuǎn)運葡萄糖 細菌轉(zhuǎn)運乳糖細菌轉(zhuǎn)運乳糖 細胞膜的物質(zhì)轉(zhuǎn)運 是指某些物質(zhì)與細胞膜接觸，導是指某些物質(zhì)與細胞膜接觸，導致接觸部位的質(zhì)膜內(nèi)陷以包被該物質(zhì)，致接觸部位的質(zhì)膜內(nèi)陷以包被該物質(zhì)，然后出現(xiàn)膜結(jié)構融合和斷裂，使該物然后

8、出現(xiàn)膜結(jié)構融合和斷裂，使該物質(zhì)連同包被它的質(zhì)膜一起進入胞漿的質(zhì)連同包被它的質(zhì)膜一起進入胞漿的過程，含胞飲（過程，含胞飲（Pinocytosis）和吞噬）和吞噬（Phagocytosis）。）。出胞作用（出胞作用（Exocytosis）： 出胞與入胞相反，指某些大分子物質(zhì)或顆粒從細胞排出出胞與入胞相反，指某些大分子物質(zhì)或顆粒從細胞排出的過程，主要見于細胞的分泌活動等。的過程，主要見于細胞的分泌活動等。入胞作用（入胞作用（Endocytosis）：）：動畫動畫細胞膜的物質(zhì)轉(zhuǎn)運細胞膜的物質(zhì)轉(zhuǎn)運LDL通過受體介導實現(xiàn)細胞內(nèi)吞通過受體介導實現(xiàn)細胞內(nèi)吞細胞膜的物質(zhì)轉(zhuǎn)運內(nèi)吞泡形成的電鏡照片內(nèi)吞泡形成的電鏡照

9、片細胞生理二、細胞的跨膜信號轉(zhuǎn)導二、細胞的跨膜信號轉(zhuǎn)導 動物體各種器官之間的功能協(xié)調(diào)以及整體統(tǒng)一動物體各種器官之間的功能協(xié)調(diào)以及整體統(tǒng)一性的維持主要依靠組織與組織之間、細胞與細胞性的維持主要依靠組織與組織之間、細胞與細胞之間的信息傳遞來完成的。之間的信息傳遞來完成的。細胞膜的信號轉(zhuǎn)導各種化學物質(zhì)以及非化學性的外界刺激信號，各種化學物質(zhì)以及非化學性的外界刺激信號，大多數(shù)作用到細胞膜上，通過大多數(shù)作用到細胞膜上，通過跨膜信號傳遞跨膜信號傳遞（transmembrane signaling）或跨膜信號轉(zhuǎn)導）或跨膜信號轉(zhuǎn)導（transmembrane signal tranduction） ，引起細，

10、引起細胞功能活動的改變。胞功能活動的改變。第一信使第一信使：激素、神經(jīng)遞質(zhì)和細胞因子激素、神經(jīng)遞質(zhì)和細胞因子1、細胞膜的信號轉(zhuǎn)導系統(tǒng)：、細胞膜的信號轉(zhuǎn)導系統(tǒng)： 根據(jù)參與信號轉(zhuǎn)導蛋白質(zhì)種類的不同可將根據(jù)參與信號轉(zhuǎn)導蛋白質(zhì)種類的不同可將信號轉(zhuǎn)導系統(tǒng)分為以下三大類：信號轉(zhuǎn)導系統(tǒng)分為以下三大類：2、G蛋白耦聯(lián)受體介導的信號轉(zhuǎn)導蛋白耦聯(lián)受體介導的信號轉(zhuǎn)導3、酶耦聯(lián)受體介導的信號轉(zhuǎn)導、酶耦聯(lián)受體介導的信號轉(zhuǎn)導（具有酪氨酸激酶的受體、具有鳥苷酸環(huán)化酶受體）（具有酪氨酸激酶的受體、具有鳥苷酸環(huán)化酶受體）1、離子通道介導的信號轉(zhuǎn)導、離子通道介導的信號轉(zhuǎn)導(電壓門控通道、機械門控通道、化學門控通道）電壓門控通道、

11、機械門控通道、化學門控通道）細胞膜的信號轉(zhuǎn)導細胞生理G蛋白耦聯(lián)受體介導信號轉(zhuǎn)導的主要步驟蛋白耦聯(lián)受體介導信號轉(zhuǎn)導的主要步驟配體配體+受體受體G蛋白蛋白G蛋白效應器蛋白效應器第二信使第二信使第二信使效應器第二信使效應器腺苷酸環(huán)化酶腺苷酸環(huán)化酶依賴于依賴于cGMP的磷酸二酯酶的磷酸二酯酶磷酯酶磷酯酶CCa2+或或K+通道通道蛋白激酶蛋白激酶A（PKA）蛋白激酶蛋白激酶C（PKC）Na+、K+和和Ca2+通道蛋白通道蛋白環(huán)磷酸腺苷（環(huán)磷酸腺苷（cAMP）環(huán)磷酸鳥苷（環(huán)磷酸鳥苷（cGMP）三磷酸酰肌醇（三磷酸酰肌醇（IP3）二酰甘油（二酰甘油（DG）鈣離子和鈣離子和NO等等細胞生理三、細胞的興奮性和生

12、物電現(xiàn)象三、細胞的興奮性和生物電現(xiàn)象1 1、細胞的興奮性、細胞的興奮性2 2、細胞的生物電現(xiàn)象、細胞的生物電現(xiàn)象細胞的興奮性可興奮組織（可興奮組織（Exitable tissue）受到刺激受到刺激時，能夠產(chǎn)生動作電位的組織。時，能夠產(chǎn)生動作電位的組織。興興 奮（奮（Exitation）細細 胞受到刺激后發(fā)生胞受到刺激后發(fā)生的反應（產(chǎn)生動作電位的過程）。的反應（產(chǎn)生動作電位的過程）。興奮性（興奮性（Exitability）細胞受到刺激后發(fā)生細胞受到刺激后發(fā)生反應（具有產(chǎn)生動作電位）的能力。反應（具有產(chǎn)生動作電位）的能力。1 1、細胞的興奮性、細胞的興奮性刺刺 激激（stimulus）引起細胞、組

13、織或機體產(chǎn)引起細胞、組織或機體產(chǎn)生反應的各種內(nèi)外環(huán)境的變化。生反應的各種內(nèi)外環(huán)境的變化。刺激與興奮的關系刺激與興奮的關系 適宜刺激：適宜刺激：在自然條件下能引起細胞發(fā)生反應的刺激。在自然條件下能引起細胞發(fā)生反應的刺激。 不適宜刺激不適宜刺激: :在自然條件下不能引起某細胞發(fā)生反應的在自然條件下不能引起某細胞發(fā)生反應的 刺激刺激 不同細胞有不同的適宜刺激。同種細胞不一定只有一種不同細胞有不同的適宜刺激。同種細胞不一定只有一種 適宜刺激適宜刺激刺激引起興奮的刺激引起興奮的條件條件：( (可興奮細胞、適宜刺激）可興奮細胞、適宜刺激）刺激強度刺激強度 刺激時間刺激時間 強度對時間的變化率強度對時間的變

14、化率閾刺激閾刺激引起組織、細胞興奮（產(chǎn)生動作電位）所需引起組織、細胞興奮（產(chǎn)生動作電位）所需 的最小刺激強度。的最小刺激強度。閾上刺激閾上刺激大于閾刺激的刺激強度。大于閾刺激的刺激強度。閾下刺激閾下刺激小于閾刺激的刺激強度。小于閾刺激的刺激強度。 閾下刺激不能引起組織、細胞的興奮（或動作電位閾下刺激不能引起組織、細胞的興奮（或動作電位產(chǎn)生），但并非對組織細胞不產(chǎn)生任何影響。產(chǎn)生），但并非對組織細胞不產(chǎn)生任何影響。細胞的興奮性刺激強度與興奮的關系刺激強度與興奮的關系刺激時間與興奮的關系刺激時間與興奮的關系 過短或過長均不行。過短或過長均不行。細胞的興奮性 時間時間- -強度曲線圖強度曲線圖 上述

15、三種條件均達到閾值才能引起興奮。上述三種條件均達到閾值才能引起興奮。 刺激強度越大，所需作刺激強度越大，所需作用時間越短，反之亦然。用時間越短，反之亦然。 興奮性低，曲線位于右興奮性低，曲線位于右上方；興奮性高，曲線位于上方；興奮性高，曲線位于左下方。左下方。 興奮性越高，所需的刺激強度越小，膜電位變化興奮性越高，所需的刺激強度越小，膜電位變化的速度也越快，機體以神經(jīng)細胞興奮性最高。的速度也越快，機體以神經(jīng)細胞興奮性最高。細胞的興奮性興奮性的變化興奮性的變化絕對不應期絕對不應期：完全喪失興奮性，完全喪失興奮性， 對任何刺激均不產(chǎn)生反應。對任何刺激均不產(chǎn)生反應。 相對不應期相對不應期：興奮性開始

16、恢復，低興奮性開始恢復，低 于正常；較強刺激能引起反應。于正常；較強刺激能引起反應。超常期超常期：興奮性高于正常，較弱興奮性高于正常，較弱 刺激能引起反應。刺激能引起反應。低常期低常期：興奮性低于正常。興奮性低于正常。正常正常細胞的生物電現(xiàn)象 一個活的細胞無論是它一個活的細胞無論是它處于安靜狀態(tài)還是活動狀態(tài)處于安靜狀態(tài)還是活動狀態(tài)都存在電活動，這種電活動都存在電活動，這種電活動稱為稱為生物電現(xiàn)象生物電現(xiàn)象。其中包括。其中包括靜息電位和動作電位。靜息電位和動作電位。2 2、細胞的生物電現(xiàn)象：、細胞的生物電現(xiàn)象：靜息電位靜息電位（Resting potential，RP） 細胞在靜息狀態(tài)下存在于細

17、細胞在靜息狀態(tài)下存在于細胞膜內(nèi)外兩側(cè)的電位差。也稱胞膜內(nèi)外兩側(cè)的電位差。也稱膜膜電位電位或或跨膜靜息電位跨膜靜息電位。 極性為內(nèi)負外正：極性為內(nèi)負外正： -65mv -100mv細胞的生物電現(xiàn)象動作電位：動作電位：（Action potential, AP） 指可興奮細胞受到刺激指可興奮細胞受到刺激而興奮時，細胞膜在靜息電而興奮時，細胞膜在靜息電位的基礎上發(fā)生快速、可逆位的基礎上發(fā)生快速、可逆的電位變化。的電位變化。細胞的生物電現(xiàn)象靜息電位產(chǎn)生的機理靜息電位產(chǎn)生的機理1 1、膜兩側(cè)存在濃度差和電位差。、膜兩側(cè)存在濃度差和電位差。2 2、膜選擇透過性。對蛋白質(zhì)完、膜選擇透過性。對蛋白質(zhì)完 全不通

18、透，對全不通透，對K+K+有較大的通有較大的通 透性，對透性，對Na+Na+通透性小通透性小細胞內(nèi)細胞內(nèi)細胞外細胞外Na+12145K+1554Cl-4120HCO-827A-155細胞的生物電現(xiàn)象 3 3、 靜息狀態(tài)下膜對離子有選擇性通透性靜息狀態(tài)下膜對離子有選擇性通透性 通透性：通透性：K+ Cl- Na+ A-3 3、鉀離子外流、鉀離子外流 濃度差濃度差 細胞內(nèi)細胞內(nèi) K+K+ 細胞外細胞外 膜內(nèi)電位膜內(nèi)電位 , ,膜外電位膜外電位 電位電位 差阻止差阻止K+K+外流外流, ,當濃度差當濃度差= =電位差電位差 電化學平衡電化學平衡 靜息電位。靜息電位。 特點特點: RP: RP即是即是

19、K+K+的平衡電位。膜內(nèi)的平衡電位。膜內(nèi)K+K+濃度大于膜外濃度大于膜外細胞的生物電現(xiàn)象極化（極化（polarization）膜兩側(cè)存在膜兩側(cè)存在 的內(nèi)負外正的電位狀態(tài)。的內(nèi)負外正的電位狀態(tài)。 （-70 -90mv）去極化（去極化（Depolarization）膜電位膜電位 絕對值逐漸減小的過程。絕對值逐漸減小的過程。 （-70 -90mv 0mv ）反極化（反極化（Over-polarization）膜兩側(cè)電位差變?yōu)閮?nèi)正外負的過程。膜兩側(cè)電位差變?yōu)閮?nèi)正外負的過程。 （0mv +40mv）復極化（復極化（Repolarization）膜電位恢復到極化狀態(tài)。膜電位恢復到極化狀態(tài)。 （ +40mv

20、 -70 -90mv）細胞的生物電現(xiàn)象動作電位產(chǎn)生的機理動作電位產(chǎn)生的機理超極化超極化（Over-polarization） 膜電位絕對值高于靜息電膜電位絕對值高于靜息電 位的狀態(tài)位的狀態(tài). .峰電位峰電位動作電位曲線第一部分動作電位曲線第一部分 的一個迅速發(fā)生和迅速消的一個迅速發(fā)生和迅速消 逝的較大的電位變化。逝的較大的電位變化。后電位：負后電位（后去極化）后電位：負后電位（后去極化） 正后電位（后超極化）正后電位（后超極化）超射：超射：細胞的生物電現(xiàn)象 鋒電位上升支鋒電位上升支： Na+，通道打開，通透性，通道打開，通透性 刺激刺激 膜內(nèi)外膜內(nèi)外 Na+濃度差濃度差 胞外胞外 Na+胞內(nèi)胞

21、內(nèi) 內(nèi)負外正的電位差內(nèi)負外正的電位差 去極化、反極化去極化、反極化 濃度差濃度差=電位差（電位差（Na+的平衡電位）的平衡電位） Na+通道關閉，內(nèi)流停止。膜電位：通道關閉，內(nèi)流停止。膜電位：-70mV 0mV +30mV2、鋒電位下降支、鋒電位下降支 Na+通透性通透性 ,K+ 通透性通透性 膜兩側(cè)的膜兩側(cè)的K+濃度差濃度差 細胞內(nèi)細胞內(nèi) K+ 細胞外細胞外 膜內(nèi)正外負的電位差膜內(nèi)正外負的電位差 膜電位膜電位 靜息電位靜息電位3、后電位、后電位 膜內(nèi)膜內(nèi)Na+ 高高,膜內(nèi)膜內(nèi)K+高高 鈉鉀泵對鈉鉀泵對Na+、 K+主動主動 轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)運 膜內(nèi)膜內(nèi)K+高高,膜外膜外Na+ 高高小結(jié)：小結(jié)： 靜息電

22、位由靜息電位由K+K+外流所致。外流所致。 鋒電位的上升支由鋒電位的上升支由Na+Na+內(nèi)流所致。內(nèi)流所致。 鋒電位的下降支由鋒電位的下降支由K+K+外流所致。外流所致。 后電位由后電位由Na+-K+Na+-K+泵的主動轉(zhuǎn)運所致泵的主動轉(zhuǎn)運所致 靜息電位靜息電位= K+= K+平衡電位平衡電位 鋒電位鋒電位= Na+= Na+平衡電位平衡電位鋒電位的時間相當于細胞鋒電位的時間相當于細胞的絕對不應期的絕對不應期后去極化（負后電位）期后去極化（負后電位）期細胞大約處于相對不應期細胞大約處于相對不應期和超常期和超常期后超極化（正后電位）期后超極化（正后電位）期則相當于低常期則相當于低常期興奮性和興奮

23、性和APAP的關系的關系動作電位的傳播動作電位的傳播閾電位：閾電位： 能進一步激發(fā)能進一步激發(fā)動作電位去極化的動作電位去極化的最小電位。最小電位。 低于靜息電位。低于靜息電位。局部電位的特點局部電位的特點 閾下刺激使細胞發(fā)生局部興奮，產(chǎn)生局部電位。閾下刺激使細胞發(fā)生局部興奮，產(chǎn)生局部電位。1 1、只局限在局部，不能在膜上作遠距離傳播。、只局限在局部，不能在膜上作遠距離傳播。 局部電位局部電位隨著距離的增加而迅速減小和消失的現(xiàn)象隨著距離的增加而迅速減小和消失的現(xiàn)象稱為稱為電緊張性擴布電緊張性擴布。2 2、不具有、不具有“全或無全或無”特征。特征。 能隨刺激強度增強而增大。能隨刺激強度增強而增大。

24、3 3、可以總和（迭加）。、可以總和（迭加）。 空間總和和時間總和空間總和和時間總和“局部電流學說局部電流學說” 閾閾上刺激產(chǎn)生動作電位。上刺激產(chǎn)生動作電位。 細胞膜上任何一個部位受細胞膜上任何一個部位受刺激后所產(chǎn)生的動作電位，都刺激后所產(chǎn)生的動作電位，都可以沿著細胞膜向周圍擴布，可以沿著細胞膜向周圍擴布，使興奮部位與未興奮部位之間使興奮部位與未興奮部位之間形成局部電流，導致整個細胞形成局部電流，導致整個細胞膜都經(jīng)歷一次跨膜離子移動，膜都經(jīng)歷一次跨膜離子移動，實現(xiàn)動作電位在膜上的傳導。實現(xiàn)動作電位在膜上的傳導。細胞的生物電現(xiàn)象興奮在同一個細胞上的傳導興奮在同一個細胞上的傳導局部電流學說局部電流

25、學說Local current theory跳躍式傳導跳躍式傳導四、興奮在細胞間的傳遞四、興奮在細胞間的傳遞1 1、經(jīng)典的突觸傳遞、經(jīng)典的突觸傳遞: :突觸突觸-神經(jīng)元之間的傳遞神經(jīng)元之間的傳遞2 2、接頭傳遞、接頭傳遞: :神經(jīng)元與肌肉和腺體之間的傳遞神經(jīng)元與肌肉和腺體之間的傳遞3 3、電突觸、電突觸: :大腦皮層感覺區(qū)的星狀細胞、小腦皮層大腦皮層感覺區(qū)的星狀細胞、小腦皮層 的藍狀細胞、視網(wǎng)膜水平細胞。的藍狀細胞、視網(wǎng)膜水平細胞。興奮在細胞間的傳遞興奮在細胞間的傳遞突觸的結(jié)構突觸的結(jié)構化學性突觸化學性突觸突觸前膜突觸前膜（有無囊泡）（有無囊泡）突觸間隙突觸間隙（距離大?。ň嚯x大小）突觸后膜

26、突觸后膜（有無受體）（有無受體）突觸突觸：是指一個神經(jīng)元的：是指一個神經(jīng)元的軸突末梢與另一個神經(jīng)元軸突末梢與另一個神經(jīng)元的胞體或突起相接觸的部的胞體或突起相接觸的部位。位。1 1、經(jīng)典的突觸傳遞、經(jīng)典的突觸傳遞化學性突觸傳遞化學性突觸傳遞突觸前過程：突觸前過程： 神經(jīng)沖動（動作電位）神經(jīng)沖動（動作電位）傳到軸突末梢，突觸前傳到軸突末梢，突觸前膜去極化，膜去極化，Ca2+Ca2+通道打通道打開，開，Ca2+Ca2+內(nèi)流，內(nèi)流，Ca2+Ca2+依依賴性神經(jīng)遞質(zhì)的釋放到賴性神經(jīng)遞質(zhì)的釋放到突觸間隙。突觸間隙。興奮在細胞間的傳遞突觸后過程突觸后過程 神經(jīng)遞質(zhì)與突觸后膜上受體神經(jīng)遞質(zhì)與突觸后膜上受體（化

27、學門控通道）結(jié)合，引起（化學門控通道）結(jié)合，引起突觸后膜上某離子通道的通透突觸后膜上某離子通道的通透性改變，突觸后膜發(fā)生一定程性改變，突觸后膜發(fā)生一定程度的去極化或超極化。這種電度的去極化或超極化。這種電位變化又叫位變化又叫突觸后電位突觸后電位。 興奮性突觸后電位興奮性突觸后電位 抑制性突觸后電位抑制性突觸后電位2、接頭傳遞、接頭傳遞 神經(jīng)神經(jīng)- -骨骼肌接頭：運動終板骨骼肌接頭：運動終板 接頭前膜：囊泡內(nèi)含接頭前膜：囊泡內(nèi)含AChACh。 接頭間隙：約接頭間隙：約50-60nm50-60nm。 接頭后膜：又稱終板膜。接頭后膜：又稱終板膜。（存在（存在AChACh受體（受體（N2N2受體），受

28、體），還含有乙酰膽堿酯酶。）還含有乙酰膽堿酯酶。）N-MN-M接頭處的興奮傳遞接頭處的興奮傳遞AP傳到軸突末稍膜傳到軸突末稍膜 Ca2通道開通道開放，放，Ca2向膜內(nèi)流動向膜內(nèi)流動 接頭前膜接頭前膜囊泡釋放囊泡釋放Ach Ach與終板膜上受與終板膜上受體結(jié)合體結(jié)合 Na、K通透性通透性 終終板膜去極化板膜去極化 終板電位（終板電位（EPP），），電緊張性擴布至肌膜化電緊張性擴布至肌膜化 去極化去極化 EPP達到閾電位達到閾電位 肌細胞興奮肌細胞興奮終板電位終板電位(end-plate potential, EPP(end-plate potential, EPP）1、不具、不具“全或無全或無”

29、特征，其大小可隨特征，其大小可隨ACh釋放釋放量增多而增加。量增多而增加。2、是一種局部電位（、是一種局部電位（-60mV） 。終板膜上不具。終板膜上不具有電壓門控有電壓門控Na+通道，通道，EPP不能傳播，只能在局不能傳播，只能在局部呈緊張性擴布，使相鄰的肌細胞膜去極化達到部呈緊張性擴布，使相鄰的肌細胞膜去極化達到閾電位水平，產(chǎn)生閾電位水平，產(chǎn)生AP。3、可以產(chǎn)生總和。、可以產(chǎn)生總和。經(jīng)典突觸傳遞與神經(jīng)經(jīng)典突觸傳遞與神經(jīng)- -骨骼肌接頭傳遞的特點骨骼肌接頭傳遞的特點 1 1、單方向性、單方向性2 2、有時間延遲（突觸延、有時間延遲（突觸延擱）約擱）約0.50.51.0ms1.0ms。3 3、

30、易受環(huán)境因素和藥物、易受環(huán)境因素和藥物的影響的影響4 4、易疲勞性。、易疲勞性。神經(jīng)元非突觸性化學傳遞非突觸性化學傳遞沒沒有突觸結(jié)構；神經(jīng)末梢的有突觸結(jié)構；神經(jīng)末梢的分支上有許多分支上有許多曲張體，曲張體，曲曲張體內(nèi)含有神經(jīng)遞質(zhì)。張體內(nèi)含有神經(jīng)遞質(zhì)。當神經(jīng)沖動抵達曲張當神經(jīng)沖動抵達曲張體時，曲張體釋放神經(jīng)遞體時，曲張體釋放神經(jīng)遞質(zhì)，遞質(zhì)彌散到效應細胞質(zhì)，遞質(zhì)彌散到效應細胞膜的受體，使平滑肌細胞膜的受體，使平滑肌細胞發(fā)生反應。發(fā)生反應。神經(jīng)神經(jīng)- -平滑肌和神經(jīng)平滑肌和神經(jīng)- -心肌接頭傳遞心肌接頭傳遞特點特點：1 1、傳遞時間長，有時可達幾百、傳遞時間長，有時可達幾百msms甚至甚至1s1s；

31、2 2、不存在、不存在1 1：1 1的關系。這樣的結(jié)構能使一的關系。這樣的結(jié)構能使一個神經(jīng)元支配許多平滑肌，因此稱為突個神經(jīng)元支配許多平滑肌，因此稱為突觸過路站。觸過路站。3 3、能否對效應細胞發(fā)揮作用，取決于效應、能否對效應細胞發(fā)揮作用，取決于效應細胞膜上有無相應的受體存在。細胞膜上有無相應的受體存在。3、電突觸、電突觸結(jié)構基礎：結(jié)構基礎： 縫隙連結(jié)（縫隙連結(jié)（gap junctiongap junction）間隙僅間隙僅2 23nm3nm；兩層膜之間通過水；兩層膜之間通過水相通道蛋白相連，胞漿內(nèi)沒有突觸小泡。相通道蛋白相連，胞漿內(nèi)沒有突觸小泡。特點特點：1 1、神經(jīng)沖動可以由一個細胞直接傳

32、給下一個細胞。、神經(jīng)沖動可以由一個細胞直接傳給下一個細胞。2 2、傳遞速度快。、傳遞速度快。 3 3、雙向性。、雙向性。4 4、不受內(nèi)外環(huán)境因素的影響。、不受內(nèi)外環(huán)境因素的影響。肌肉的收縮五、肌肉的收縮五、肌肉的收縮骨骼肌骨骼肌平滑肌平滑肌心肌心肌1 1、骨骼肌的結(jié)構特征：、骨骼肌的結(jié)構特征：肌鞘膜肌鞘膜肌束肌束肌束膜肌束膜肌纖維（細胞）肌纖維（細胞）肌纖維膜肌纖維膜肌 肉骨骼肌細胞為多核纖維狀細胞：骨骼肌細胞為多核纖維狀細胞：細胞膜細胞膜（肌膜）（肌膜）內(nèi)凹形成橫管內(nèi)凹形成橫管細胞質(zhì)細胞質(zhì)（肌漿）（肌漿）肌漿網(wǎng)肌漿網(wǎng)終末池（縱管系統(tǒng)）終末池（縱管系統(tǒng)）線粒體線粒體肌紅蛋白肌紅蛋白肌原纖維肌原

33、纖維細胞核細胞核（多核）（多核）肌管系統(tǒng)肌管系統(tǒng)骨骼肌類型相關骨骼肌類型相關橫紋橫紋肌 肉骨骼肌細胞為多核纖維狀細胞：骨骼肌細胞為多核纖維狀細胞：細胞膜細胞膜（肌膜）（肌膜）內(nèi)凹形成橫管內(nèi)凹形成橫管細胞質(zhì)細胞質(zhì)（肌漿）（肌漿）肌漿網(wǎng)肌漿網(wǎng)終末池（縱管系統(tǒng)）終末池（縱管系統(tǒng)）線粒體線粒體肌紅蛋白肌紅蛋白肌原纖維肌原纖維細胞核細胞核（多核）（多核）肌管系統(tǒng)肌管系統(tǒng)骨骼肌類型相關骨骼肌類型相關橫紋橫紋肌 肉 肌原纖維有明暗相間肌原纖維有明暗相間的帶，明帶稱為的帶，明帶稱為I I帶帶，暗，暗帶稱為帶稱為A A帶帶。在。在I I帶中有一帶中有一條著色較深的線叫條著色較深的線叫Z Z線線。肌小節(jié)肌小節(jié)(s

34、arcomere)(sarcomere) 肌小節(jié)是肌小節(jié)是Z Z線將肌原纖維分成的一系列的重復單位線將肌原纖維分成的一系列的重復單位, ,含含有一個完整的有一個完整的A A帶和兩個二分之一帶和兩個二分之一I I帶帶, , 是肌收縮的單位。是肌收縮的單位。肌原纖維肌原纖維(myofibril)肌小節(jié)的肌小節(jié)的電子顯微鏡電子顯微鏡結(jié)構結(jié)構 由細肌絲和粗肌絲構成。由細肌絲和粗肌絲構成。明帶只含有細肌絲；暗帶含明帶只含有細肌絲；暗帶含有粗肌絲和細肌絲，粗肌絲有粗肌絲和細肌絲，粗肌絲的長度占據(jù)整個的長度占據(jù)整個A A帶帶, ,而細肌而細肌絲沒有伸展到絲沒有伸展到A A帶的中央?yún)^(qū)，帶的中央?yún)^(qū)，顏色較亮，叫

35、顏色較亮，叫H H帶。帶。肌球蛋白肌球蛋白（myosin）桿狀部（桿狀部（rod portion）球狀部（球狀部（heads）肌球蛋白桿狀部分與纖維長軸平行排列，形成粗肌絲主肌球蛋白桿狀部分與纖維長軸平行排列，形成粗肌絲主干，頭部暴露在外，形成干，頭部暴露在外，形成橫橋橫橋。橫橋上含有。橫橋上含有ATP酶，在肌肉酶，在肌肉收縮時能與肌動蛋白結(jié)合。收縮時能與肌動蛋白結(jié)合。由大約由大約200-300個個肌球蛋白肌球蛋白組成。組成。肌球蛋白由一根肌球蛋白由一根桿狀部和兩個圓球形桿狀部和兩個圓球形的頭部組成。的頭部組成。肌 肉粗肌絲粗肌絲長鏈狀的雙螺旋結(jié)構。長鏈狀的雙螺旋結(jié)構。靜息狀態(tài)時，靜息狀態(tài)時，

36、阻礙阻礙肌肌動蛋白與肌球蛋白橫動蛋白與肌球蛋白橫橋的結(jié)合。橋的結(jié)合。覆于原肌球蛋白覆于原肌球蛋白上的球形蛋白質(zhì)上的球形蛋白質(zhì)（T T、C C和和I I亞基）亞基）球形大分子物質(zhì)。球形大分子物質(zhì)。在肌漿中無數(shù)肌動在肌漿中無數(shù)肌動蛋白聚合呈串球狀蛋白聚合呈串球狀雙螺旋結(jié)構。雙螺旋結(jié)構。肌動蛋白與肌球蛋白為肌動蛋白與肌球蛋白為收縮蛋白收縮蛋白；原肌球蛋白；原肌球蛋白與肌鈣蛋白為與肌鈣蛋白為調(diào)節(jié)蛋白調(diào)節(jié)蛋白。肌 肉細肌絲細肌絲肌肌管管系系統(tǒng)統(tǒng)橫管橫管(transverse tube)系統(tǒng)系統(tǒng) 簡稱簡稱T管。橫管是由肌細胞膜在肌纖維的管。橫管是由肌細胞膜在肌纖維的Z線處向內(nèi)凹線處向內(nèi)凹陷而形成?？梢援a(chǎn)生

37、以陷而形成?？梢援a(chǎn)生以Na+為基礎的去極化和為基礎的去極化和AP?？v管系統(tǒng)縱管系統(tǒng) 即肌漿網(wǎng)即肌漿網(wǎng) ，簡稱，簡稱L管（縱管）。管（縱管）。 在靠近在靠近T管的終末池上有管的終末池上有Ca2+釋放通道，靜息時釋放通道，靜息時Ca2+釋放通道關閉。釋放通道關閉。 在與之對置的橫管膜上有在與之對置的橫管膜上有L型型Ca2+通道。通道。 在骨骼肌靜息時，橫管上的在骨骼肌靜息時，橫管上的L型型Ca2+通道對終末池膜通道對終末池膜上的上的Ca2+釋放通道開口起到堵塞的作用。釋放通道開口起到堵塞的作用。 當當AP達到橫管膜上時，達到橫管膜上時，L型型Ca2+通道發(fā)生構型改變，通道發(fā)生構型改變，消除對終末池

38、膜上消除對終末池膜上Ca2+釋放通道的堵塞作用，使終末釋放通道的堵塞作用，使終末池內(nèi)的池內(nèi)的Ca2+大量進入肌漿。大量進入肌漿。2 2、收縮的機理、收縮的機理肌絲滑動學說肌絲滑動學說由由Huxley等等50年代提出年代提出肌纖維收縮時，肌節(jié)的縮短并不是因為肌微絲本肌纖維收縮時，肌節(jié)的縮短并不是因為肌微絲本身的長度發(fā)生了變化，而是由于兩種穿插排列的肌微身的長度發(fā)生了變化，而是由于兩種穿插排列的肌微絲之間發(fā)生了滑行運動，即肌動蛋白的細絲向絲之間發(fā)生了滑行運動，即肌動蛋白的細絲向“刀入刀入鞘鞘”一樣向肌球蛋白粗微絲之間滑進，結(jié)果使明帶縮一樣向肌球蛋白粗微絲之間滑進，結(jié)果使明帶縮短，短，H帶變窄，帶變

39、窄，Z線被牽引向線被牽引向A帶靠攏，于是肌纖維的帶靠攏，于是肌纖維的長度縮短。長度縮短。肌 肉（1 1）靜息時，肌球蛋白與）靜息時，肌球蛋白與肌動蛋白之間受肌鈣蛋白肌動蛋白之間受肌鈣蛋白- -原肌球蛋白的抑制不能結(jié)合。原肌球蛋白的抑制不能結(jié)合。（2 2）動作電位產(chǎn)生并傳入肌）動作電位產(chǎn)生并傳入肌細胞后，肌漿中鈣離子濃度細胞后，肌漿中鈣離子濃度升高升高, ,肌鈣蛋白的肌鈣蛋白的C C亞基與鈣亞基與鈣離子結(jié)合，使肌鈣蛋白的構離子結(jié)合，使肌鈣蛋白的構型發(fā)生改變。型發(fā)生改變。I I亞單位將此信亞單位將此信息傳遞給原肌球蛋白，原肌息傳遞給原肌球蛋白，原肌球蛋白的構型發(fā)生改變。球蛋白的構型發(fā)生改變。（3 3）原肌球蛋白的抑制作用解）原肌球蛋白的抑制作用解除，肌球蛋白與肌鈣蛋白的結(jié)除，肌球蛋白與肌鈣蛋白的結(jié)合位點暴露。肌動蛋白與橫橋合位點暴露。肌動蛋白與橫橋結(jié)合。橫橋上的結(jié)合。橫橋上的ATPATP酶被激活，酶被激活，降解降解ATPATP。肌 肉（4 4）ATPATP提供的能量使橫橋向提供的能量使橫橋向M M線扭動，細肌絲向粗肌絲滑線扭動，細肌絲向粗肌絲滑動，整個肌小節(jié)縮短；動，整個肌小節(jié)縮短；ADP ADP 被被釋放。釋放。（5 5）其余的）其余的ATPATP繼續(xù)結(jié)