第3章 人體的基本生理活動(dòng)

第四章人體的基本生理功能第一節(jié)生命活動(dòng)的基本特征第三節(jié)神經(jīng)與肌肉的一般生理第四節(jié)生理功能的調(diào)節(jié)與整合第二節(jié)細(xì)胞的跨膜信號(hào)傳導(dǎo)功能第一節(jié)生命活動(dòng)的基本特征一、新陳代謝

概念：生物體在適宜的環(huán)境中總是不斷地自我破舊立新的過(guò)程稱(chēng)為新陳代謝(自我更新)。意義:①?gòu)沫h(huán)境中攝取各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),經(jīng)過(guò)改造和轉(zhuǎn)化,為自我更新提供原料和能量;②將生物體內(nèi)所產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物排出體外,將物質(zhì)分解時(shí)所產(chǎn)生的能量,用于合成生物體內(nèi)的新物質(zhì)、進(jìn)行各種外功、維持體溫等。

二、興奮性概念:一切活細(xì)胞、組織或機(jī)體對(duì)刺激發(fā)生反應(yīng)的特性(或能力)。特征:興奮性也是生命活動(dòng)的一種基本表現(xiàn)特征。

刺激(stimulus)1.概念:能引起一切活細(xì)胞、組織或機(jī)體發(fā)生反應(yīng)的各種環(huán)境變化。2.分類(lèi):聲、光、電、機(jī)械、化學(xué)、生物刺激等,實(shí)驗(yàn)室最常用的是電刺激。3.組成:強(qiáng)度、作用時(shí)間和強(qiáng)度-時(shí)間變化率三個(gè)要素。4.幾個(gè)概念:閾強(qiáng)度(閾值threshold):能引起組織發(fā)生反應(yīng)的最小刺激強(qiáng)度。閾刺激:刺激強(qiáng)度等于閾值的刺激稱(chēng)閾刺激。閾下刺激:刺激強(qiáng)度小于閾值的刺激。閾上刺激:刺激強(qiáng)度大于閾值的刺激。5、刺激強(qiáng)度與組織的興奮性關(guān)系

刺激強(qiáng)度與閾值呈反變關(guān)系，即閾值愈小說(shuō)明組織的興奮性愈高,反之,閾值愈大說(shuō)明組織的興奮性愈低。6、反應(yīng)

由各種刺激所引起的機(jī)體功能活動(dòng)或代謝過(guò)程變化。反應(yīng)形式:興奮、抑制三、生殖

生物體生長(zhǎng)發(fā)育到一定階段后，能夠產(chǎn)生與自己相似的子代個(gè)體，此功能稱(chēng)為生殖。第二節(jié)細(xì)胞的跨膜信號(hào)傳導(dǎo)功能一、由具有感受結(jié)構(gòu)的通道蛋白完成的跨膜信號(hào)傳導(dǎo)（一）、化學(xué)門(mén)控通道：

2

（與Ach結(jié)合）（二）、電壓門(mén)控通道：神經(jīng)、肌細(xì)胞。動(dòng)作電位的產(chǎn)生。（三）、機(jī)械門(mén)控通道：如內(nèi)耳毛細(xì)胞?；瘜W(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二、受體、G蛋白和效應(yīng)酶1、受體2、G蛋白：、、三個(gè)亞單位構(gòu)成。

G蛋白未激活時(shí)，GDP與結(jié)合

GTP與結(jié)合有活性。

Gs和Gi3、效應(yīng)酶：如AC→cAMP第三節(jié)神經(jīng)和肌肉的一般功能一、細(xì)胞的生物電現(xiàn)象及其產(chǎn)生機(jī)制（一）細(xì)胞的靜息電位1、靜息電位現(xiàn)象細(xì)胞處于相對(duì)安靜狀態(tài)時(shí)，細(xì)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)所以稱(chēng)為膜電位。習(xí)慣叫法:膜內(nèi)電位低于膜外，習(xí)慣上RP指的是膜內(nèi)負(fù)電位。靜息電位值:哺乳動(dòng)物的神經(jīng)、骨骼肌和心肌細(xì)胞為

-70～-90mV，紅細(xì)胞約為-10mV左右。證明RP的實(shí)驗(yàn)：（甲）當(dāng)A、B電極都位于細(xì)胞膜外，無(wú)電位改變，證明膜外無(wú)電位差。（乙）當(dāng)A電極位于細(xì)胞膜外，B電極插入膜內(nèi)時(shí)，有電位改變，證明膜內(nèi)、外間有電位差。（丙）當(dāng)A、B電極都位于細(xì)胞膜內(nèi)，無(wú)電位改變，證明膜內(nèi)無(wú)電位差。(1)靜息狀態(tài)下細(xì)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∶12、靜息電位的產(chǎn)生機(jī)制主要離子分布：膜內(nèi)：膜外：(2)靜息狀態(tài)下細(xì)胞膜對(duì)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(xì)胞膜內(nèi)外主要離子分布及膜對(duì)離子通透性RP產(chǎn)生機(jī)制的膜學(xué)說(shuō):

∵①細(xì)胞膜內(nèi)外離子分布不均；②細(xì)胞膜對(duì)離子的通透具有選擇性:K+＞Cl-＞Na+＞A-∴[K＋]i順濃度差向膜外擴(kuò)散[A-]i不能向膜外擴(kuò)散[K+]i↓、[A-]i↑→膜內(nèi)電位↓(負(fù)電場(chǎng))[K+]o↑→膜外電位↑(正電場(chǎng))膜外為正、膜內(nèi)為負(fù)的極化狀態(tài)當(dāng)擴(kuò)散動(dòng)力與阻力達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡時(shí)=RP結(jié)論:RP的產(chǎn)生主要是K＋向膜外擴(kuò)散的結(jié)果?！郣P=K+的平衡電位證明：①Nernst公式的計(jì)算

EK=RT/ZF?ln[K+]O/[K+]i=59.5log[K+]O/[K+]i

同理可算出ENa,因K+的通透性大于Na+近100倍,EK的權(quán)重明顯大于ENa,故RP是權(quán)重后的EK和ENa的代數(shù)和,非常接近于EK。②Hodgkin和Katz的實(shí)驗(yàn)

在槍賊巨大神經(jīng)纖維測(cè)得RP值為-77mv,與Nernst公式的計(jì)算值（-87mv）基本符合。

③人工改變[K+]O/[K+]i，RP也發(fā)生相應(yīng)改變，如：軸突管內(nèi)置換等張Nacl,RP消失（即[K+]i↓→RP↓）。（二）細(xì)胞的動(dòng)作電位1、動(dòng)作電位現(xiàn)象可興奮細(xì)胞受到刺激，細(xì)胞膜在靜息電位基礎(chǔ)上發(fā)生一次短暫的、可逆的并可向周?chē)鷶U(kuò)布的電位波動(dòng)稱(chēng)為動(dòng)作電位。

去極化上升支下降支動(dòng)作電位的圖形刺激局部電位閾電位去極化零電位反極化（超射）復(fù)極化（負(fù)、正）后電位

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。包括：負(fù)后電位=去極化后電位，

正后電位=超去極化后電位。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(shí)，對(duì)離子的通透性增加：即電壓門(mén)控性Na+、K+通道激活而開(kāi)放。2、動(dòng)作電位的產(chǎn)生機(jī)制AP上升支AP下降支當(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∵[Na+]i↑、[K+]O↑→激活Na+－K+泵膜內(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+泵出、K+泵回，∴離子恢復(fù)到興奮前水平→后電位結(jié)論：①AP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(dòng)引起的。②AP的產(chǎn)生是不消耗能量的，AP的恢復(fù)是消耗能量的（Na＋－K＋泵的活動(dòng)）。③AP=Na＋的平衡電位。

①Nernst公式的計(jì)算：AP達(dá)到的超射值（正電位值）相當(dāng)于計(jì)算所得的ENa值。②應(yīng)用Na＋通道特異性阻斷劑河豚毒后，內(nèi)向電流全部消失（AP消失）。證明：幾點(diǎn)說(shuō)明：

1.刺激：①在細(xì)胞膜內(nèi)施加負(fù)相電流（或膜外施加正相電流）刺激時(shí)，會(huì)引起超極化，不會(huì)引發(fā)AP；相反，會(huì)引起去極化，引發(fā)AP；②刺激分：閾刺激、閾上刺激、閾下刺激，前二者能使膜電位去極化達(dá)到閾電位引發(fā)AP；后者只能引起低于閾電位的去極化（即局部電位）不會(huì)引發(fā)AP。

是激活電壓門(mén)控性Na+通道的臨界值。即閾電位先引發(fā)一定數(shù)量的Na+通道開(kāi)放，Na+迅速大量?jī)?nèi)流后，再引發(fā)更多數(shù)量的Na+通道開(kāi)放，爆發(fā)AP。因此，當(dāng)膜電位達(dá)到閾電位后，導(dǎo)致Na+通道開(kāi)放與Na+內(nèi)流之間出現(xiàn)再生性循環(huán)。2.閾電位：3、動(dòng)作電位的特征：①是非衰減式傳導(dǎo)的電位。②具有“全或無(wú)”的現(xiàn)象：即同一細(xì)胞上的AP大小不隨刺激強(qiáng)度和傳導(dǎo)距離而改變的現(xiàn)象。

4、細(xì)胞興奮后興奮性的變化

絕對(duì)不應(yīng)期：無(wú)論多強(qiáng)的刺激也不能再次興奮的期間。相對(duì)不應(yīng)期：大于原先的刺激強(qiáng)度才能再次興奮期間。超常期：小于原先的刺激強(qiáng)度便能再次興奮的期間。低常期：大于原先的刺激強(qiáng)度才能再次興奮的期間。

組織興奮后興奮性變化的對(duì)應(yīng)關(guān)系

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恢復(fù)超常期＞正常負(fù)后電位后期鈉通道大部恢復(fù)低常期＜正常正后電位膜內(nèi)電位呈超極化

（三）、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(chēng)局部反應(yīng)或局部興奮。特點(diǎn)：

①不具有“全或無(wú)”現(xiàn)象。其幅值可隨刺激強(qiáng)度的增加而增大。②電緊張方式擴(kuò)布。其幅值隨著傳播距離的增加而減小。③具有總和效應(yīng)：時(shí)間性和空間性總和。。

時(shí)間性總和空間性總和二、興奮在同一細(xì)胞上的傳導(dǎo)（一）傳導(dǎo)機(jī)制：局部電流靜息部位膜內(nèi)為負(fù)電位，膜外為正電位興奮部位膜內(nèi)為正電位，膜外為負(fù)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(dòng)膜內(nèi)的負(fù)電荷由興奮部位向靜息部位移動(dòng)形成局部電流膜內(nèi)：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(dá)到閾電位，觸發(fā)鄰近靜息部位膜爆發(fā)新的AP局部電流傳導(dǎo)方式：無(wú)髓鞘N纖維的興奮傳導(dǎo)為近距離局部電流；有髓鞘N纖維的興奮傳導(dǎo)為遠(yuǎn)距離局部電流(跳躍式)。（二）神經(jīng)纖維的傳導(dǎo)速度和分類(lèi)根據(jù)傳導(dǎo)速度和后電位的差異分為：A：有髓鞘的軀體傳入和傳出，

B：有髓自主神經(jīng)的節(jié)前纖維，無(wú)負(fù)后電位而正后電位明顯。C：無(wú)髓軀體傳入（無(wú)負(fù)后電位，正后明顯）自主神經(jīng)的節(jié)后纖維（負(fù)后明顯）根據(jù)直徑和來(lái)源：I()、II()、III()、IV(C)（用于傳入）

（三）興奮傳導(dǎo)特點(diǎn)

1、生理完整性

2、雙向性3、相對(duì)不疲勞性4、絕緣性復(fù)習(xí)思考題

1.靜息電位產(chǎn)生的原理是什么？如何證明？

2.動(dòng)作電位是怎么發(fā)生的？如何證明動(dòng)作電位是鈉的平衡電位？

3.發(fā)生興奮過(guò)程中，如何證明有興奮性的變化？為什么會(huì)發(fā)生這些變化？

4.興奮是如何傳導(dǎo)的？影響傳導(dǎo)速度的因素有哪些？

5.試比較局部電位和動(dòng)作電位的區(qū)別。6.刺激引起神經(jīng)興奮的內(nèi)因和外因是什么？

7.絕對(duì)不應(yīng)期是否指潛伏期？潛伏期是否等于引起興奮所需的最短刺激作用時(shí)間？

8.神經(jīng)干上某點(diǎn)發(fā)生興奮后，除向前傳導(dǎo)外，能否逆?zhèn)鳎繛槭裁矗?/p>

9.試比較改變刺激強(qiáng)度，單一神經(jīng)纖維與神經(jīng)干的動(dòng)作電位變化？為什么？

10.血K+濃度對(duì)興奮性、RP和AP有何影響？11、以下關(guān)于細(xì)胞膜離子通道的敘述,正確的是()A.在靜息狀態(tài)下,Na、K離子通道都處于關(guān)閉狀態(tài)B.細(xì)胞受刺激剛開(kāi)始去極化時(shí),鈉離子通道就大量開(kāi)放C.在動(dòng)作電位去極相,鉀離子通道也被激活,但出現(xiàn)較慢D.鈉離子通道關(guān)閉,出現(xiàn)動(dòng)作電位的復(fù)極相E.鈉、鉀離子通道被稱(chēng)為化學(xué)依從性通道12、刺激閾指的是()A.刺激強(qiáng)度不變,引起組織興奮的最適作用時(shí)間B.刺激時(shí)間不變,引起組織發(fā)生興奮的最小刺激強(qiáng)度C.用最小刺激強(qiáng)度,剛剛引起組織興奮的最短作用時(shí)間D.刺激時(shí)間不限,能引起組織興奮的最適刺激強(qiáng)度E.刺激時(shí)間不限,能引起組織最大興奮的最小刺激強(qiáng)度CB三、神經(jīng)—肌肉接頭的興奮傳遞（一）神經(jīng)-肌肉接頭的結(jié)構(gòu)（二）、N-M接頭處的興奮傳遞過(guò)程當(dāng)神經(jīng)沖動(dòng)傳到軸突末膜Ca2＋通道