細胞生理-細胞的基本功能課件

細胞的基本功能

第一節(jié)細胞膜的結(jié)構(gòu)和物質(zhì)轉(zhuǎn)運功能第三節(jié)細胞的生物電現(xiàn)象第四節(jié)肌細胞的收縮第二節(jié)細胞的跨膜信號轉(zhuǎn)導細胞的基本功能第一節(jié)細胞膜的結(jié)構(gòu)和物質(zhì)轉(zhuǎn)運功能第三節(jié)第一節(jié)細胞膜的結(jié)構(gòu)和物質(zhì)轉(zhuǎn)運功能

一、細胞膜的結(jié)構(gòu)第一節(jié)細胞膜的結(jié)構(gòu)和物質(zhì)轉(zhuǎn)運功能（一）脂質(zhì)雙分子層液態(tài)的脂質(zhì)雙分子層（二）細胞膜蛋白質(zhì)鑲嵌或貫穿于脂質(zhì)雙分子層中（三）細胞膜糖類

多為短糖鏈，形成糖脂或糖蛋白。有些作為抗原決定族=免疫信息（血型）；有些作為膜受體的“可識別”部分，能特異地與激遞質(zhì)等結(jié)合。（一）脂質(zhì)雙分子層（三）細胞膜糖類二、物質(zhì)的跨膜轉(zhuǎn)運（一）單純擴散（二）膜蛋白介導的跨膜轉(zhuǎn)運

1、經(jīng)載體的易化擴散

2、經(jīng)通道的易化擴散

3、原發(fā)性主動轉(zhuǎn)運

4、繼發(fā)性主動轉(zhuǎn)運（三）入胞和出胞二、物質(zhì)的跨膜轉(zhuǎn)運

（一）.單純擴散(simplediffusion)(1)概念:一些脂溶性物質(zhì)由膜的高濃度一側(cè)向低濃度一側(cè)移動的過程。（一）.單純擴散(simplediffusion)

(2)特點:A、擴散速率高B、無飽和性C、不依靠特殊膜蛋白質(zhì)的“幫助”D、不需另外消耗能量E、擴散量與濃度梯度、溫度和膜通透性呈正相關(guān)。

表示方法：擴散通量

（molormol數(shù)/min.cm2)F、轉(zhuǎn)運的物質(zhì)：O2、CO2、NH3、N2、尿素、乙醚、乙醇、類固醇類激素

等少數(shù)幾種。

(2)特點:（二）膜蛋白介導的跨膜轉(zhuǎn)運1、經(jīng)通道的易化擴散(1)概念:一些非脂溶性或脂溶解度甚小的物質(zhì),需特殊膜蛋白質(zhì)的“幫助”下,由膜的高濃度一側(cè)向低濃度一側(cè)移動的過程。

（二）膜蛋白介導的跨膜轉(zhuǎn)運1、經(jīng)通道的易化擴散轉(zhuǎn)運的物質(zhì):各種帶電離子1、經(jīng)通道的易化擴散轉(zhuǎn)運的物質(zhì):各種帶電離子（1）、化學門控通道——由化學物質(zhì)控制通道的開關(guān)如圖示Ca2+Ca2+ActionpotentialFusingvesicleAchAchIonchannelreceptoraadgbNa+（1）、化學門控通道——由化學物質(zhì)控制通道的開關(guān)如圖示Ca（2）電壓門控通道——由膜電位改變控制通道的開關(guān)電壓依從性鈉通道1800個氨基酸形成4個結(jié)構(gòu)相同的a-螺旋結(jié)構(gòu)域(domain)，每個結(jié)構(gòu)域中有6個片段(S1~S6)。由4個S2圍成了通道親水性通路；由帶精氨酸和賴氨酸等陽離子的S4形成了電壓依從性門控機制。（2）電壓門控通道——由膜電位改變控制通道的開關(guān)電壓依從性（3）、機械門控通道——由機械運動改變控制通道內(nèi)耳毛細胞頂部的聽毛彎曲時，引起其根部所在的膜變形，直接激活通道，改變其活動狀態(tài)。（3）、機械門控通道——由機械運動改變控制通（4）、細胞間通道圖示細胞間隙細胞膜蛋白亞單位這種結(jié)構(gòu)主要存在于心肌和平滑肌的肌細胞之間。（4）、細胞間通道圖示細胞間隙細胞膜蛋白亞單位這種結(jié)構(gòu)主要存2、經(jīng)載體的易化擴散轉(zhuǎn)運的物質(zhì)：葡萄糖、氨基酸等小分子親水物質(zhì)2、經(jīng)載體的易化擴散轉(zhuǎn)運的物質(zhì)：葡萄糖、氨基酸等小分子親水物

(3)特點:①需依靠特殊膜蛋白質(zhì)②不需另外消耗能量③選擇性④飽和性

⑤竟爭性⑥濃度和電壓依從性(3)特點:3、原發(fā)性主動轉(zhuǎn)運(activetransport)

指物質(zhì)逆濃度梯度或電位梯度的轉(zhuǎn)運過程。

特點：①需要消耗能量,能量由分解ATP來提供；

②依靠特殊膜蛋白質(zhì)(泵)的“幫助”；

③是逆電-化學梯度進行的。

如:Na+-K+泵、H+-K+泵等

3、原發(fā)性主動轉(zhuǎn)運(activetransport)泵轉(zhuǎn)運——Na+-K+泵（Na+-K+-ATPase）泵轉(zhuǎn)運——Na+-K+泵（Na+-K+-ATPase）通道轉(zhuǎn)運與鈉-鉀泵轉(zhuǎn)運模式圖通道轉(zhuǎn)運與鈉-鉀泵轉(zhuǎn)運模式圖

維持[Na+]o高、[K+]i高原先的不均勻分布狀態(tài)2K+泵至細胞內(nèi);3Na+泵至細胞外分解ATP產(chǎn)生能量當[Na+]i↑/[K+]o↑激活鈉-鉀泵:由α、β二個亞單位構(gòu)成，α亞單位由1022個氨基酸殘基構(gòu)成，10次跨膜；β亞單位由302個氨基酸殘基構(gòu)成，1次跨膜。維持[Na+]o高、[K+]i高2K+泵至細胞內(nèi);34、繼發(fā)性主動轉(zhuǎn)運概念：

即逆濃度梯度或逆電位梯度的轉(zhuǎn)運時，能量來自膜兩側(cè)[Na+]差，而[Na+]差是Na+-K+泵分解ATP釋放的能量建立的。4、繼發(fā)性主動轉(zhuǎn)運（三）入胞和出胞

出胞:指細胞把成塊的內(nèi)容物由細胞內(nèi)排出的過程。

入胞:指細胞外的大分子物質(zhì)或團塊進入細胞的過程，包括吞噬和吞飲。（三）入胞和出胞入胞:指細胞外的大分子物質(zhì)或團塊出胞：出胞：入胞:入胞:第二節(jié)細胞的跨膜信號轉(zhuǎn)導功能

跨膜信號轉(zhuǎn)導主要涉及到：胞外信號的識別與結(jié)合、信號轉(zhuǎn)導、胞內(nèi)效應等三個環(huán)節(jié)?？缒ば盘栟D(zhuǎn)導方式大體有以下三類：

①離子通道介導的信號轉(zhuǎn)導

②G蛋白偶聯(lián)受體介導的信號轉(zhuǎn)導

③酶偶聯(lián)受體介導的信號轉(zhuǎn)導第二節(jié)細胞的跨膜信號轉(zhuǎn)導功能一、G蛋白偶聯(lián)受體介導的信號轉(zhuǎn)導

cAMP信號通路神經(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細胞內(nèi)生物效應激活cAMP依賴的蛋白激酶A結(jié)合G蛋白偶聯(lián)受體激活G蛋白一、G蛋白偶聯(lián)受體介導的信號轉(zhuǎn)導神經(jīng)遞質(zhì)、激素等（第一信使）RsGsbgaGDPGTPGDPATPcAMPbgaGTPACProteinPKAPDE5`AMPATPADPPPhysiologicalactivitiesRibgGiaGDPbgaGTPGDPGTPmembraneplasmaRsGsbgaGDPGTPGDPATPcAMPbgaGTPA

磷脂酰肌醇信號通路激素（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蛋白細胞內(nèi)生物效應結(jié)合G蛋白偶聯(lián)受體磷脂酰肌醇信號通路激素（第一信使）興奮性G蛋白(GS)激活二、離子通道介導的信號轉(zhuǎn)導

化學門控通道（骨骼肌終板膜）電壓門控通道（心肌細胞L型鈣通道）機械門控通道（血管內(nèi)皮細胞）二、離子通道介導的信號轉(zhuǎn)導

化學門控通道（骨骼肌終板膜）三、酶偶聯(lián)受體介導的信號轉(zhuǎn)導

受體本身具有酶的活性，又稱受體酪氨酸激酶。三、酶偶聯(lián)受體介導的信號轉(zhuǎn)導

概述恩格斯在100多年前就指出：“地球上幾乎沒有一種變化發(fā)生而不同時顯示出電的變化”。人體及生物體活細胞在安靜和活動時都存在電活動，這種電活動稱為生物電現(xiàn)象（bioelectricity）。

第三節(jié)細胞的生物電現(xiàn)象“概述第三節(jié)細胞的生物電現(xiàn)象“一、細胞膜的被動電學特性

（一）膜電容和膜電阻

歐姆定律：I（電流）=V（電壓）G（電導）

膜電位（電壓）=離子電流/電導（V=I/G）（二）電緊張電位（P23）一、細胞膜的被動電學特性

（一）膜電容和膜電阻

歐姆定律：一、靜息電位及其產(chǎn)生機制（一）細胞的靜息電位(restingpotentialRP)1.概念：細胞處于相對安靜狀態(tài)時，細胞膜內(nèi)外存在的電位差。

2.RP實驗現(xiàn)象：一、靜息電位及其產(chǎn)生機制2.RP實驗現(xiàn)象：3.證明RP的實驗：（甲）當A、B電極都位于細胞膜外，無電位改變，證明膜外無電位差。（乙）當A電極位于細胞膜外，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A、B電極都位于細胞膜內(nèi)，無電位改變，證明膜內(nèi)無電位差。3.證明RP的實驗：（甲）當A、B電極都位于細胞膜外，無電位

4.與RP相關(guān)的概念：

靜息電位:細胞處于相對安靜狀態(tài)時，細胞膜內(nèi)外存在的電位差。膜電位:因電位差存在于膜的兩側(cè)所以又稱為膜電位（membranepotential）。

RP值描述:RP的絕對值

(-70→-90mV)超極化

RP的絕對值↓(-70→-50mV)去極化4.與RP相關(guān)的概念：(1)靜息狀態(tài)下細胞膜內(nèi)、外離子分布不勻

[Na+]i＞[Na+]o≈1∶10,[K+]i＞[K+]o≈30∶1[Cl-]i＞[Cl-]o≈1∶14,[A-]i＞[A-]o≈4∶1（二）靜息電位產(chǎn)生的機制1.靜息電位的產(chǎn)生條件膜內(nèi)：膜外(1)靜息狀態(tài)下細胞膜內(nèi)、外離子分布不勻（二）靜息電位產(chǎn)生的細胞內(nèi)液和細胞外液中主要離子濃度和電位表2-1（槍烏大神經(jīng)）細胞內(nèi)液和細胞外液中主要離子濃度和電位表2-1（槍烏大神經(jīng)）細胞內(nèi)液和細胞外液中主要離子濃度和電位表2-2（哺乳動物骨骼?。┘毎麅?nèi)液和細胞外液中主要離子濃度和電位表2-2（哺乳動物骨骼靜息狀態(tài)下細胞膜對離子的通透性具有選擇性

通透性：K+＞Cl-＞Na+＞A-靜息狀態(tài)下細胞膜對離子的通透性具有選擇性RP產(chǎn)生機制的膜學說:[K＋]i順濃度差向膜外擴散[A-]i不能向膜外擴散[K+]i↓、[A-]i↑→膜內(nèi)電位↓(負電場)[K+]o↑→膜內(nèi)電位↑(正電場)膜外為正、膜內(nèi)為負的極化狀態(tài)當擴散動力與阻力達到動態(tài)平衡時=RP結(jié)論:RP的產(chǎn)生主要是K＋向膜外擴散的結(jié)果。

∴RP=K+的平衡電位RP產(chǎn)生機制的膜學說:[K＋]i順濃度差向膜外擴散[靜息膜電位或鉀離子的平衡電位可以用Nernst公式計算：RT[K+]iEk=——ln——R氣體常數(shù)8.31焦爾/度；T絕對溫度273Co；

nF[K+]on離子價數(shù)；F法拉弟常數(shù)96,500庫倫。實測值（?。┡c計算值（大）有差異，原因可能為：1）膜在靜息時對鈉離子，氯離子也有一些通透性；2）膜對鉀離子的通透性有一定的限制。膜外鉀離子濃度增高，在一定范圍內(nèi)可增加膜對鉀離子的通透性。靜息膜電位的定義：細胞處于靜息狀態(tài)時，細胞膜內(nèi)外的電位差，其接近于鉀離子的平衡電位。靜息膜電位或鉀離子的平衡電位可以用Nernst公式計算：三、動作電位(actionpotentialAP)及其產(chǎn)生機制

1.概念：2.AP實驗現(xiàn)象：三、動作電位(actionpotentialAP)及其產(chǎn)去極化上升支下降支（一）細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）復極化（負、正）后電位去極化上升支下降支（一）細胞的動作電位刺激1.電化學驅(qū)動力：決定離子跨膜流動的方向和速度，某離子電化學驅(qū)動力應等于膜電位與該離子平衡電位之差。如Na+：Em－ENa=－70mV-(+60mV)=-130mVAP產(chǎn)生的基本條件:①膜內(nèi)外存在[Na+]差:

[Na+]i＞[Na+]O≈1∶10；②膜在受到閾刺激而興奮時，對離子的通透性增加：

即電壓門控性Na+、K+通道激活而開放。（二）動作電位的產(chǎn)生機制1.電化學驅(qū)動力：決定離子跨膜流動的方向和速度，某離子電化學2、動作電位期間膜電導的變化電壓鉗(voltageclamp)實驗1、膜通透性與膜電導有關(guān)（通透性大，膜電導↑

）。2、如果電位差（V）固定不變，測出電流（I），就可作為膜電導的變化（通透性大?。?。

V=I/G3、問題是測電流容易，而使膜電位（V）固定卻不易（膜電容—充電和放電）4、Hodgkin的電壓鉗(voltageclamp)實驗2、動作電位期間膜電導的變化電壓鉗(voltageclam對照K電流Na電流TTX存在時-80mV-30mV（3）全細胞紀錄電壓鉗(voltageclamp)FBAV膜電位監(jiān)視膜電位固定指令FBA:feedbackamplifier對照K電流Na電流TTX存在時-80mV-30mV（3）全細（4）單通道紀錄膜片鉗(patchclamp)（4）單通道紀錄膜片鉗(patchclamp)細胞生理--細胞的基本功能課件當細胞受到刺激細胞膜上少量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↓→局部電位當膜內(nèi)電位變化到閾電位時→Na＋通道大量開放Na+順電化學差和膜內(nèi)負電位的吸引→再生式內(nèi)流膜內(nèi)負電位減小到零并變?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，離子恢復到興奮前水平→后電位2.AP的產(chǎn)生機制:當細胞受到刺激細胞膜上少量Na+通道激活而開放Na+順濃度差結(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Na＋－K＋泵活動引起的2、AP的產(chǎn)生是不消耗能量的，AP的恢復是消耗能量的（Na＋－K＋泵的活動）。3、AP（超射）=Na＋的平衡電位。4、動作電位的特點（1）全或無（2）傳導性（3）不應期結(jié)論：三、細胞興奮后興奮性的變化（一)有關(guān)概念興奮性：活組織或細胞對外界刺激產(chǎn)生AP的能力。

興奮：組織受刺激后由靜息→活動。抑制：組織受刺激后由活動→靜息。刺激：能引起細胞或組織發(fā)生反應的所有內(nèi)、外環(huán)境的變化。反應：可興奮性組織對刺激的應答表現(xiàn)。三、細胞興奮后興奮性的變化（二)細胞興奮后興奮性的變化

分期興奮性機制絕對不應期降至零鈉通道失活相對不應期漸恢復通道部分恢復超常期＞正常通道大部恢復低常期＜正常內(nèi)電位呈超極化

（二)細胞興奮后興奮性的變化分期興奮四、局部興奮概念：閾下刺激引起的低于閾電位的去極化（即局部電位），稱局部興奮。四、局部興奮概念：特點：

①不具有“全或無”現(xiàn)象。②電緊張方式擴布。③具有總和效應：時間性和空間性總和。。

特點：五、興奮在同一細胞上的傳導（一）傳導機制：局部電流五、興奮在同一細胞上的傳導

（二）傳導方式：無髓鞘N纖維為近距離局部電流（二）傳導方式：無髓鞘N纖維為近距離局部電流有髓鞘N纖維為遠距離(跳躍式)局部電流有髓鞘N纖維為遠距離(跳躍式)局部電流（三）傳導特點

1、生理完整性2、雙向性3、相對不疲勞性4、絕緣性5、不衰減性或“全或無”現(xiàn)象

（三）傳導特點第四節(jié)肌細胞的收縮

一、橫紋?。ㄒ唬┕趋兰∩窠?jīng)—肌接頭處的興奮傳遞1、N-M接頭結(jié)構(gòu)接頭前膜接頭間隙接頭后膜終板膜。接頭間隙第四節(jié)肌細胞的收縮1、N-M接頭結(jié)構(gòu)接頭間隙2.N-M接頭處的興奮傳遞過程當神經(jīng)沖動傳到軸突末膜Ca2＋通道開放，膜外Ca2＋向膜內(nèi)流動接頭前膜內(nèi)囊泡移動、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電緊張性擴布至肌膜去極化達到閾電位爆發(fā)肌細胞膜動作電位2.N-M接頭處的興奮傳遞過程當神經(jīng)沖動傳到軸突末膜Ca2＋細胞生理--細胞的基本功能課件（二）橫紋肌細胞的微細結(jié)構(gòu)（二）橫紋肌細胞的微細結(jié)構(gòu)3.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。3.肌原纖維：2.肌小節(jié):

是肌細胞收縮的基本結(jié)構(gòu)和功能單位。

1.肌管系統(tǒng)：橫管系統(tǒng)：T管縱管系統(tǒng)：L管三聯(lián)管2.肌小節(jié):是肌細胞收縮的基本結(jié)構(gòu)和功能單位。1.肌管系統(tǒng)

1.興奮-收縮耦聯(lián)2.肌絲滑行（三）橫紋肌的收縮機制1.興奮-收縮耦聯(lián)2.肌絲滑行（三）橫紋肌的收（四）橫紋肌的興奮-收縮耦聯(lián)

（三個主要步驟）

①肌膜電興奮的傳導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（四）橫紋肌的興奮-收縮耦聯(lián)按任意鍵飛入橫橋擺動動畫肌節(jié)縮短=肌細胞收縮牽拉細肌絲朝肌節(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+進入肌漿肌絲滑行按任意鍵肌節(jié)縮短=肌細胞收縮牽拉細肌絲朝肌節(jié)中央滑行橫橋擺動骨骼肌舒張機制興奮-收縮耦聯(lián)后肌膜電位復極化終池膜對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蓋的橫橋結(jié)合位點骨骼肌舒張骨骼肌舒張機制興奮-收縮耦聯(lián)后肌膜電位復極化終池膜對Ca2+運動神經(jīng)沖動傳至末梢↓N末梢對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、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Na+、K+(尤其Na+)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放終池內(nèi)Ca2+進入肌漿↓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)生位移暴露出細肌絲上與橫橋結(jié)合位點↓橫橋與結(jié)合位點結(jié)合激活ATP酶作用,分解ATP↓橫橋擺動↓牽拉細肌絲朝肌節(jié)中央滑行↓肌節(jié)縮短=肌細胞收縮小結(jié)：骨骼肌收縮全過程1.興奮傳遞2.興奮-收縮（肌絲滑行）耦聯(lián)運動神經(jīng)沖動傳至末梢↓小結(jié)：骨骼肌收縮全過程1.興奮傳遞(五)影響橫紋肌收縮效能的因素

1.前負荷：

∵前負荷→肌節(jié)初長度→粗細肌絲的重疊程度→肌張力。

肌節(jié)最適初長（2.0-2.2m）時，粗細肌絲重疊佳，肌縮速度、幅度和張力最大；

∴前負荷↑或↓→肌節(jié)最適初長↑或↓→肌張力↓。(五)影響橫紋肌收縮效能的因素

2.后負荷：

在等張收縮條件下觀察后負荷為0→肌縮速度、幅度↑和張力最??；后負荷↑→肌縮速度、幅度↓和張力↑；

后負荷↓→肌縮速度、幅度↑和張力↓。2.后負荷：

3.肌縮能力：肌縮能力↑→肌縮速度、幅度和張力↑；肌縮能力↓→肌縮速度、幅度和張力↓。

①決定肌縮效應的內(nèi)在特性主要是：

Ⅰ.興奮-收縮耦聯(lián)期間胞漿內(nèi)Ca2+的水平；

Ⅱ.肌球蛋白的ATP酶活性。

②調(diào)節(jié)和影響肌縮效應內(nèi)在特性的因素：許多神經(jīng)遞質(zhì)、體液物質(zhì)、病理因素和藥物。3.肌縮能力：4、收縮的總和(1)、運動單位數(shù)量的總和(2)、頻率效應的總和(3)、大小原則（sizeprinciple）4、收縮的總和(1)、運動單位數(shù)量的總和骨骼肌收縮的形式骨骼肌收縮的形式(一)收縮形式

1.單收縮與復合收縮:

單收縮：肌肉受到一次刺激，引起一次收縮和舒張的過程。

復合收縮:肌肉受到連續(xù)刺激，前一次收縮和舒張尚未結(jié)束，新的收縮在此基礎(chǔ)上出現(xiàn)的過程。

①不完全強直收縮

②完全強直收縮機制:強直收縮是各次單收縮的機械疊加現(xiàn)象(一)收縮形式

2.等長收縮與等張收縮等長收縮:肌肉收縮時,只有張力增加而長度不變的收縮,稱為等長收縮。等張收縮:肌肉收縮時,只有長度縮短而張力不變的收縮,稱為等張收縮。

注：①當負荷小于肌張力時,出現(xiàn)等張收縮；

②當負荷等于或大于肌張力時,出現(xiàn)等長收縮；

③正常人體骨骼肌的收縮大多是混合式的,而且總是等長收縮在前,當肌張力增加到超過后負荷時,才出現(xiàn)等張收縮。2.等長收縮與等張收縮二、平滑?。ㄒ唬⑵交〉奈⒓毥Y(jié)構(gòu)（二）、平滑肌的收縮機制（三）、平滑肌的分類（四）、平滑肌的神經(jīng)調(diào)控二、平滑肌（一）、平滑肌的微細結(jié)構(gòu)細胞的基本功能

第一節(jié)細胞膜的結(jié)構(gòu)和物質(zhì)轉(zhuǎn)運功能第三節(jié)細胞的生物電現(xiàn)象第四節(jié)肌細胞的收縮第二節(jié)細胞的跨膜信號轉(zhuǎn)導細胞的基本功能第一節(jié)細胞膜的結(jié)構(gòu)和物質(zhì)轉(zhuǎn)運功能第三節(jié)第一節(jié)細胞膜的結(jié)構(gòu)和物質(zhì)轉(zhuǎn)運功能

一、細胞膜的結(jié)構(gòu)第一節(jié)細胞膜的結(jié)構(gòu)和物質(zhì)轉(zhuǎn)運功能（一）脂質(zhì)雙分子層液態(tài)的脂質(zhì)雙分子層（二）細胞膜蛋白質(zhì)鑲嵌或貫穿于脂質(zhì)雙分子層中（三）細胞膜糖類

多為短糖鏈，形成糖脂或糖蛋白。有些作為抗原決定族=免疫信息（血型）；有些作為膜受體的“可識別”部分，能特異地與激遞質(zhì)等結(jié)合。（一）脂質(zhì)雙分子層（三）細胞膜糖類二、物質(zhì)的跨膜轉(zhuǎn)運（一）單純擴散（二）膜蛋白介導的跨膜轉(zhuǎn)運

1、經(jīng)載體的易化擴散

2、經(jīng)通道的易化擴散

3、原發(fā)性主動轉(zhuǎn)運

4、繼發(fā)性主動轉(zhuǎn)運（三）入胞和出胞二、物質(zhì)的跨膜轉(zhuǎn)運

（一）.單純擴散(simplediffusion)(1)概念:一些脂溶性物質(zhì)由膜的高濃度一側(cè)向低濃度一側(cè)移動的過程。（一）.單純擴散(simplediffusion)

(2)特點:A、擴散速率高B、無飽和性C、不依靠特殊膜蛋白質(zhì)的“幫助”D、不需另外消耗能量E、擴散量與濃度梯度、溫度和膜通透性呈正相關(guān)。

表示方法：擴散通量

（molormol數(shù)/min.cm2)F、轉(zhuǎn)運的物質(zhì)：O2、CO2、NH3、N2、尿素、乙醚、乙醇、類固醇類激素

等少數(shù)幾種。

(2)特點:（二）膜蛋白介導的跨膜轉(zhuǎn)運1、經(jīng)通道的易化擴散(1)概念:一些非脂溶性或脂溶解度甚小的物質(zhì),需特殊膜蛋白質(zhì)的“幫助”下,由膜的高濃度一側(cè)向低濃度一側(cè)移動的過程。

（二）膜蛋白介導的跨膜轉(zhuǎn)運1、經(jīng)通道的易化擴散轉(zhuǎn)運的物質(zhì):各種帶電離子1、經(jīng)通道的易化擴散轉(zhuǎn)運的物質(zhì):各種帶電離子（1）、化學門控通道——由化學物質(zhì)控制通道的開關(guān)如圖示Ca2+Ca2+ActionpotentialFusingvesicleAchAchIonchannelreceptoraadgbNa+（1）、化學門控通道——由化學物質(zhì)控制通道的開關(guān)如圖示Ca（2）電壓門控通道——由膜電位改變控制通道的開關(guān)電壓依從性鈉通道1800個氨基酸形成4個結(jié)構(gòu)相同的a-螺旋結(jié)構(gòu)域(domain)，每個結(jié)構(gòu)域中有6個片段(S1~S6)。由4個S2圍成了通道親水性通路；由帶精氨酸和賴氨酸等陽離子的S4形成了電壓依從性門控機制。（2）電壓門控通道——由膜電位改變控制通道的開關(guān)電壓依從性（3）、機械門控通道——由機械運動改變控制通道內(nèi)耳毛細胞頂部的聽毛彎曲時，引起其根部所在的膜變形，直接激活通道，改變其活動狀態(tài)。（3）、機械門控通道——由機械運動改變控制通（4）、細胞間通道圖示細胞間隙細胞膜蛋白亞單位這種結(jié)構(gòu)主要存在于心肌和平滑肌的肌細胞之間。（4）、細胞間通道圖示細胞間隙細胞膜蛋白亞單位這種結(jié)構(gòu)主要存2、經(jīng)載體的易化擴散轉(zhuǎn)運的物質(zhì)：葡萄糖、氨基酸等小分子親水物質(zhì)2、經(jīng)載體的易化擴散轉(zhuǎn)運的物質(zhì)：葡萄糖、氨基酸等小分子親水物

(3)特點:①需依靠特殊膜蛋白質(zhì)②不需另外消耗能量③選擇性④飽和性

⑤竟爭性⑥濃度和電壓依從性(3)特點:3、原發(fā)性主動轉(zhuǎn)運(activetransport)

指物質(zhì)逆濃度梯度或電位梯度的轉(zhuǎn)運過程。

特點：①需要消耗能量,能量由分解ATP來提供；

②依靠特殊膜蛋白質(zhì)(泵)的“幫助”；

③是逆電-化學梯度進行的。

如:Na+-K+泵、H+-K+泵等

3、原發(fā)性主動轉(zhuǎn)運(activetransport)泵轉(zhuǎn)運——Na+-K+泵（Na+-K+-ATPase）泵轉(zhuǎn)運——Na+-K+泵（Na+-K+-ATPase）通道轉(zhuǎn)運與鈉-鉀泵轉(zhuǎn)運模式圖通道轉(zhuǎn)運與鈉-鉀泵轉(zhuǎn)運模式圖

維持[Na+]o高、[K+]i高原先的不均勻分布狀態(tài)2K+泵至細胞內(nèi);3Na+泵至細胞外分解ATP產(chǎn)生能量當[Na+]i↑/[K+]o↑激活鈉-鉀泵:由α、β二個亞單位構(gòu)成，α亞單位由1022個氨基酸殘基構(gòu)成，10次跨膜；β亞單位由302個氨基酸殘基構(gòu)成，1次跨膜。維持[Na+]o高、[K+]i高2K+泵至細胞內(nèi);34、繼發(fā)性主動轉(zhuǎn)運概念：

即逆濃度梯度或逆電位梯度的轉(zhuǎn)運時，能量來自膜兩側(cè)[Na+]差，而[Na+]差是Na+-K+泵分解ATP釋放的能量建立的。4、繼發(fā)性主動轉(zhuǎn)運（三）入胞和出胞

出胞:指細胞把成塊的內(nèi)容物由細胞內(nèi)排出的過程。

入胞:指細胞外的大分子物質(zhì)或團塊進入細胞的過程，包括吞噬和吞飲。（三）入胞和出胞入胞:指細胞外的大分子物質(zhì)或團塊出胞：出胞：入胞:入胞:第二節(jié)細胞的跨膜信號轉(zhuǎn)導功能

跨膜信號轉(zhuǎn)導主要涉及到：胞外信號的識別與結(jié)合、信號轉(zhuǎn)導、胞內(nèi)效應等三個環(huán)節(jié)?？缒ば盘栟D(zhuǎn)導方式大體有以下三類：

①離子通道介導的信號轉(zhuǎn)導

②G蛋白偶聯(lián)受體介導的信號轉(zhuǎn)導

③酶偶聯(lián)受體介導的信號轉(zhuǎn)導第二節(jié)細胞的跨膜信號轉(zhuǎn)導功能一、G蛋白偶聯(lián)受體介導的信號轉(zhuǎn)導

cAMP信號通路神經(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細胞內(nèi)生物效應激活cAMP依賴的蛋白激酶A結(jié)合G蛋白偶聯(lián)受體激活G蛋白一、G蛋白偶聯(lián)受體介導的信號轉(zhuǎn)導神經(jīng)遞質(zhì)、激素等（第一信使）RsGsbgaGDPGTPGDPATPcAMPbgaGTPACProteinPKAPDE5`AMPATPADPPPhysiologicalactivitiesRibgGiaGDPbgaGTPGDPGTPmembraneplasmaRsGsbgaGDPGTPGDPATPcAMPbgaGTPA

磷脂酰肌醇信號通路激素（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蛋白細胞內(nèi)生物效應結(jié)合G蛋白偶聯(lián)受體磷脂酰肌醇信號通路激素（第一信使）興奮性G蛋白(GS)激活二、離子通道介導的信號轉(zhuǎn)導

化學門控通道（骨骼肌終板膜）電壓門控通道（心肌細胞L型鈣通道）機械門控通道（血管內(nèi)皮細胞）二、離子通道介導的信號轉(zhuǎn)導

化學門控通道（骨骼肌終板膜）三、酶偶聯(lián)受體介導的信號轉(zhuǎn)導

受體本身具有酶的活性，又稱受體酪氨酸激酶。三、酶偶聯(lián)受體介導的信號轉(zhuǎn)導

概述恩格斯在100多年前就指出：“地球上幾乎沒有一種變化發(fā)生而不同時顯示出電的變化”。人體及生物體活細胞在安靜和活動時都存在電活動，這種電活動稱為生物電現(xiàn)象（bioelectricity）。

第三節(jié)細胞的生物電現(xiàn)象“概述第三節(jié)細胞的生物電現(xiàn)象“一、細胞膜的被動電學特性

（一）膜電容和膜電阻

歐姆定律：I（電流）=V（電壓）G（電導）

膜電位（電壓）=離子電流/電導（V=I/G）（二）電緊張電位（P23）一、細胞膜的被動電學特性

（一）膜電容和膜電阻

歐姆定律：一、靜息電位及其產(chǎn)生機制（一）細胞的靜息電位(restingpotentialRP)1.概念：細胞處于相對安靜狀態(tài)時，細胞膜內(nèi)外存在的電位差。

2.RP實驗現(xiàn)象：一、靜息電位及其產(chǎn)生機制2.RP實驗現(xiàn)象：3.證明RP的實驗：（甲）當A、B電極都位于細胞膜外，無電位改變，證明膜外無電位差。（乙）當A電極位于細胞膜外，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A、B電極都位于細胞膜內(nèi)，無電位改變，證明膜內(nèi)無電位差。3.證明RP的實驗：（甲）當A、B電極都位于細胞膜外，無電位

4.與RP相關(guān)的概念：

靜息電位:細胞處于相對安靜狀態(tài)時，細胞膜內(nèi)外存在的電位差。膜電位:因電位差存在于膜的兩側(cè)所以又稱為膜電位（membranepotential）。

RP值描述:RP的絕對值

(-70→-90mV)超極化

RP的絕對值↓(-70→-50mV)去極化4.與RP相關(guān)的概念：(1)靜息狀態(tài)下細胞膜內(nèi)、外離子分布不勻

[Na+]i＞[Na+]o≈1∶10,[K+]i＞[K+]o≈30∶1[Cl-]i＞[Cl-]o≈1∶14,[A-]i＞[A-]o≈4∶1（二）靜息電位產(chǎn)生的機制1.靜息電位的產(chǎn)生條件膜內(nèi)：膜外(1)靜息狀態(tài)下細胞膜內(nèi)、外離子分布不勻（二）靜息電位產(chǎn)生的細胞內(nèi)液和細胞外液中主要離子濃度和電位表2-1（槍烏大神經(jīng)）細胞內(nèi)液和細胞外液中主要離子濃度和電位表2-1（槍烏大神經(jīng)）細胞內(nèi)液和細胞外液中主要離子濃度和電位表2-2（哺乳動物骨骼?。┘毎麅?nèi)液和細胞外液中主要離子濃度和電位表2-2（哺乳動物骨骼靜息狀態(tài)下細胞膜對離子的通透性具有選擇性

通透性：K+＞Cl-＞Na+＞A-靜息狀態(tài)下細胞膜對離子的通透性具有選擇性RP產(chǎn)生機制的膜學說:[K＋]i順濃度差向膜外擴散[A-]i不能向膜外擴散[K+]i↓、[A-]i↑→膜內(nèi)電位↓(負電場)[K+]o↑→膜內(nèi)電位↑(正電場)膜外為正、膜內(nèi)為負的極化狀態(tài)當擴散動力與阻力達到動態(tài)平衡時=RP結(jié)論:RP的產(chǎn)生主要是K＋向膜外擴散的結(jié)果。

∴RP=K+的平衡電位RP產(chǎn)生機制的膜學說:[K＋]i順濃度差向膜外擴散[靜息膜電位或鉀離子的平衡電位可以用Nernst公式計算：RT[K+]iEk=——ln——R氣體常數(shù)8.31焦爾/度；T絕對溫度273Co；

nF[K+]on離子價數(shù)；F法拉弟常數(shù)96,500庫倫。實測值（小）與計算值（大）有差異，原因可能為：1）膜在靜息時對鈉離子，氯離子也有一些通透性；2）膜對鉀離子的通透性有一定的限制。膜外鉀離子濃度增高，在一定范圍內(nèi)可增加膜對鉀離子的通透性。靜息膜電位的定義：細胞處于靜息狀態(tài)時，細胞膜內(nèi)外的電位差，其接近于鉀離子的平衡電位。靜息膜電位或鉀離子的平衡電位可以用Nernst公式計算：三、動作電位(actionpotentialAP)及其產(chǎn)生機制

1.概念：2.AP實驗現(xiàn)象：三、動作電位(actionpotentialAP)及其產(chǎn)去極化上升支下降支（一）細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）復極化（負、正）后電位去極化上升支下降支（一）細胞的動作電位刺激1.電化學驅(qū)動力：決定離子跨膜流動的方向和速度，某離子電化學驅(qū)動力應等于膜電位與該離子平衡電位之差。如Na+：Em－ENa=－70mV-(+60mV)=-130mVAP產(chǎn)生的基本條件:①膜內(nèi)外存在[Na+]差:

[Na+]i＞[Na+]O≈1∶10；②膜在受到閾刺激而興奮時，對離子的通透性增加：

即電壓門控性Na+、K+通道激活而開放。（二）動作電位的產(chǎn)生機制1.電化學驅(qū)動力：決定離子跨膜流動的方向和速度，某離子電化學2、動作電位期間膜電導的變化電壓鉗(voltageclamp)實驗1、膜通透性與膜電導有關(guān)（通透性大，膜電導↑

）。2、如果電位差（V）固定不變，測出電流（I），就可作為膜電導的變化（通透性大?。?/p>

V=I/G3、問題是測電流容易，而使膜電位（V）固定卻不易（膜電容—充電和放電）4、Hodgkin的電壓鉗(voltageclamp)實驗2、動作電位期間膜電導的變化電壓鉗(voltageclam對照K電流Na電流TTX存在時-80mV-30mV（3）全細胞紀錄電壓鉗(voltageclamp)FBAV膜電位監(jiān)視膜電位固定指令FBA:feedbackamplifier對照K電流Na電流TTX存在時-80mV-30mV（3）全細（4）單通道紀錄膜片鉗(patchclamp)（4）單通道紀錄膜片鉗(patchclamp)細胞生理--細胞的基本功能課件當細胞受到刺激細胞膜上少量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↓→局部電位當膜內(nèi)電位變化到閾電位時→Na＋通道大量開放Na+順電化學差和膜內(nèi)負電位的吸引→再生式內(nèi)流膜內(nèi)負電位減小到零并變?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，離子恢復到興奮前水平→后電位2.AP的產(chǎn)生機制:當細胞受到刺激細胞膜上少量Na+通道激活而開放Na+順濃度差結(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Na＋－K＋泵活動引起的2、AP的產(chǎn)生是不消耗能量的，AP的恢復是消耗能量的（Na＋－K＋泵的活動）。3、AP（超射）=Na＋的平衡電位。4、動作電位的特點（1）全或無（2）傳導性（3）不應期結(jié)論：三、細胞興奮后興奮性的變化（一)有關(guān)概念興奮性：活組織或細胞對外界刺激產(chǎn)生AP的能力。

興奮：組織受刺激后由靜息→活動。抑制：組織受刺激后由活動→靜息。刺激：能引起細胞或組織發(fā)生反應的所有內(nèi)、外環(huán)境的變化。反應：可興奮性組織對刺激的應答表現(xiàn)。三、細胞興奮后興奮性的變化（二)細胞興奮后興奮性的變化

分期興奮性機制絕對不應期降至零鈉通道失活相對不應期漸恢復通道部分恢復超常期＞正常通道大部恢復低常期＜正常內(nèi)電位呈超極化

（二)細胞興奮后興奮性的變化分期興奮四、局部興奮概念：閾下刺激引起的低于閾電位的去極化（即局部電位），稱局部興奮。四、局部興奮概念：特點：

①不具有“全或無”現(xiàn)象。②電緊張方式擴布。③具有總和效應：時間性和空間性總和。。

特點：五、興奮在同一細胞上的傳導（一）傳導機制：局部電流五、興奮在同一細胞上的傳導

（二）傳導方式：無髓鞘N纖維為近距離局部電流（二）傳導方式：無髓鞘N纖維為近距離局部電流有髓鞘N纖維為遠距離(跳躍式)局部電流有髓鞘N纖維為遠距離(跳躍式)局部電流（三）傳導特點

1、生理完整性2、雙向性3、相對不疲勞性4、絕緣性5、不衰減性或“全或無”現(xiàn)象

（三）傳導特點第四節(jié)肌細胞的收縮

一、橫紋?。ㄒ唬┕趋兰∩窠?jīng)—肌接頭處的興奮傳遞1、N-M接頭結(jié)構(gòu)接頭前膜接頭間隙接頭后膜終板膜。接頭間隙第四節(jié)肌細胞的收縮1、N-M接頭結(jié)構(gòu)接頭間隙2.N-M接頭處的興奮傳遞過程當神經(jīng)沖動傳到軸突末膜Ca2＋通道開放，膜外Ca2＋向膜內(nèi)流動接頭前膜內(nèi)囊泡移動、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電緊張性擴布至肌膜去極化達到閾電位爆發(fā)肌細胞膜動作電位2.N-M接頭處的興奮傳遞過程當神經(jīng)沖動傳到軸突末膜Ca2＋細胞生理--細胞的基本功能課件（二）橫紋肌細胞的微細結(jié)構(gòu)（二）橫紋肌細胞的微細結(jié)構(gòu)3.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。3.肌原纖維：2.肌小節(jié):

是肌細胞收縮的基本結(jié)構(gòu)和功能單位。

1.肌管系統(tǒng)：橫管系統(tǒng)：T管縱管系統(tǒng)：L管三聯(lián)管2.肌小節(jié):是肌細胞收縮的基本結(jié)構(gòu)和功能單位。1.肌管系統(tǒng)

1.興奮-收縮耦聯(lián)2.肌絲滑行（三）橫紋肌的收縮機制1.興奮-收縮