生理學(xué)細(xì)胞的基本功能專家講座

第二章細(xì)胞基本功效第一節(jié)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)和物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)功效第二節(jié)細(xì)胞物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)功效第三節(jié)細(xì)胞生物電現(xiàn)象第四節(jié)肌細(xì)胞收縮功效生理學(xué)細(xì)胞的基本功能專家講座第1頁本章要求

掌握1.單純擴(kuò)散、易化擴(kuò)散概念、形式和特點(diǎn)；2.原發(fā)性主動轉(zhuǎn)運(yùn)概念和轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制；3.靜息電位、動作電位概念及產(chǎn)生機(jī)制；4.動作電位、局部反應(yīng)特點(diǎn)；5.興奮在同一細(xì)胞上傳導(dǎo)形式及特點(diǎn)；6.興奮-收縮耦聯(lián)概念及其耦聯(lián)物質(zhì)。生理學(xué)細(xì)胞的基本功能專家講座第2頁第一節(jié)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)和物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)功效一、細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)概述細(xì)胞膜主要由脂質(zhì)和蛋白質(zhì)組成，另外還有極少許糖類物質(zhì)。

液態(tài)鑲嵌模型（fluidmosaicmodel）基本內(nèi)容是：膜以液態(tài)脂質(zhì)雙分子層為基架，其中鑲嵌著含有不一樣分子結(jié)構(gòu)和生理功效蛋白質(zhì)。生理學(xué)細(xì)胞的基本功能專家講座第3頁細(xì)胞膜液態(tài)鑲嵌模型生理學(xué)細(xì)胞的基本功能專家講座第4頁二、細(xì)胞膜物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)功效(一)單純擴(kuò)散概念：是一個(gè)簡單物理擴(kuò)散，沒有生物學(xué)轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制參加。擴(kuò)散方向和速度：取決于物質(zhì)在膜兩側(cè)濃度差和膜對該物質(zhì)通透性。影響擴(kuò)散量原因：①濃度差：是物質(zhì)擴(kuò)散動力；②通透性：通透性愈大，擴(kuò)散量也愈大。

生理學(xué)細(xì)胞的基本功能專家講座第5頁(二)易化擴(kuò)散1.載體介導(dǎo)易化擴(kuò)散

①載體蛋白質(zhì)有較高結(jié)構(gòu)特異性。②飽和現(xiàn)象。③競爭性抑制。生理學(xué)細(xì)胞的基本功能專家講座第6頁載體介導(dǎo)易化擴(kuò)散生理學(xué)細(xì)胞的基本功能專家講座第7頁

通道介導(dǎo)易化擴(kuò)散示意圖生理學(xué)細(xì)胞的基本功能專家講座第8頁通道介導(dǎo)易化擴(kuò)散門控離子通道分為三類：1.電壓門控通道：在膜去極化到一定電位時(shí)開放，如神經(jīng)元上Na+通道；2.化學(xué)門控通道：受膜環(huán)境中一些化學(xué)物質(zhì)影響而開放,這類化學(xué)物質(zhì)（配基）主要來自細(xì)胞外液，如激素、遞質(zhì)等；3.機(jī)械門控通道：當(dāng)膜局部受牽拉變形時(shí)被激活，如觸覺神經(jīng)末梢、聽覺毛細(xì)胞等都存在這類通道。生理學(xué)細(xì)胞的基本功能專家講座第9頁（三）主動轉(zhuǎn)動概念：細(xì)胞經(jīng)過本身某種耗能過程，將某種物質(zhì)分子或離子由膜低濃度一側(cè)移向高濃度一側(cè)過程。分類：原發(fā)性主動轉(zhuǎn)運(yùn)、繼發(fā)性主動轉(zhuǎn)運(yùn)二者區(qū)分：原發(fā)性主動轉(zhuǎn)運(yùn)：直接利用ATP能量繼發(fā)性主動轉(zhuǎn)運(yùn)：間接利用ATP能量生理學(xué)細(xì)胞的基本功能專家講座第10頁鈉－鉀泵（sodium-potassiumpump）簡稱鈉泵，也稱Na+-K+依賴式ＡＴＰ。作用：在消耗代謝能情況下逆濃濃度差將細(xì)胞內(nèi)3個(gè)Na+移出膜外，同時(shí)把細(xì)胞外2個(gè)K+移入膜內(nèi)，因而保持了膜內(nèi)高K+和膜外高Na+不均衡離子分布。意義：①鈉泵活動造成細(xì)胞內(nèi)高K+是許多代謝過程必需條件；②鈉泵將Na+排出細(xì)胞將降低水分子進(jìn)人細(xì)胞內(nèi)，對維持細(xì)胞正常體積有一定意義；③鈉泵活動最主要在于它能逆濃度差和電位差進(jìn)行轉(zhuǎn)運(yùn)，因而建立起一個(gè)勢能貯備。這種勢能是細(xì)胞內(nèi)外Na+和K+等順著濃度差和電位差移動能量起源。生理學(xué)細(xì)胞的基本功能專家講座第11頁原發(fā)性主動轉(zhuǎn)運(yùn)示意圖

生理學(xué)細(xì)胞的基本功能專家講座第12頁繼發(fā)性主動轉(zhuǎn)運(yùn)生理學(xué)細(xì)胞的基本功能專家講座第13頁（四）入胞和出胞生理學(xué)細(xì)胞的基本功能專家講座第14頁第二節(jié)細(xì)胞跨膜信號轉(zhuǎn)導(dǎo)功效跨膜信號轉(zhuǎn)導(dǎo)方式分為三類：①G蛋白耦聯(lián)受體介導(dǎo)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)；②酶耦聯(lián)受體介導(dǎo)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)；③離子通道介導(dǎo)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)。每類都經(jīng)過各自不一樣細(xì)胞信號分子完成信號轉(zhuǎn)導(dǎo)。生理學(xué)細(xì)胞的基本功能專家講座第15頁由膜受體-G-蛋白-膜效應(yīng)器酶組成

跨膜信號傳遞系統(tǒng)和第二信使類物質(zhì)生成

生理學(xué)細(xì)胞的基本功能專家講座第16頁第三節(jié)細(xì)胞生物電現(xiàn)象生物電（bioc-lectricity）：是指一切活細(xì)胞不論處于靜息狀態(tài)還是活動狀態(tài)都存在電現(xiàn)象。兩種表現(xiàn)形式：平靜時(shí)含有靜息電位和受刺激時(shí)產(chǎn)生動作電位。生理學(xué)細(xì)胞的基本功能專家講座第17頁（一）靜息電位靜息電位（restingpotential，RP）是指細(xì)胞處于靜息狀態(tài)時(shí)，細(xì)胞膜兩側(cè)存在電位差。意義：是動作電位產(chǎn)生基礎(chǔ)。生理學(xué)細(xì)胞的基本功能專家講座第18頁靜息電位測定示意圖

A:電極A與B均置于細(xì)胞外表面B：電極A置于細(xì)胞外，電極B插入細(xì)胞內(nèi)，統(tǒng)計(jì)到細(xì)胞內(nèi)外電位差生理學(xué)細(xì)胞的基本功能專家講座第19頁靜息電位產(chǎn)生機(jī)制產(chǎn)生條件主要有兩個(gè)：①細(xì)胞內(nèi)外各種離子濃度分布不均，即存在濃度差；

②在不一樣狀態(tài)下，細(xì)胞膜對各種離子通透性不一樣。

生理學(xué)細(xì)胞的基本功能專家講座第20頁

膜電位幾個(gè)狀態(tài)極化：平靜時(shí)存在于膜兩側(cè)穩(wěn)定內(nèi)負(fù)外正狀態(tài)。超極化：膜內(nèi)負(fù)電位增大。去極化：膜內(nèi)負(fù)電位減小。復(fù)極化：細(xì)胞發(fā)生去極化后，膜電位有恢復(fù)到極化狀態(tài)。生理學(xué)細(xì)胞的基本功能專家講座第21頁（二）動作電位概念：動作電位(actionpotential,AP)是指細(xì)胞受刺激時(shí)在靜息電位基礎(chǔ)上產(chǎn)生可擴(kuò)布電位改變。意義：是細(xì)胞處于興奮狀態(tài)標(biāo)志。

生理學(xué)細(xì)胞的基本功能專家講座第22頁單一神經(jīng)纖維動作電位示意圖生理學(xué)細(xì)胞的基本功能專家講座第23頁

動作電位產(chǎn)生機(jī)制生理學(xué)細(xì)胞的基本功能專家講座第24頁動作電位產(chǎn)生條件與閾電位閾電位：能觸發(fā)動作電位膜電位臨界值。閾電位大約比正常靜息電位絕對值小10～20mV。動作電位產(chǎn)生條件：靜息電位去極化到達(dá)閾電位水平。生理學(xué)細(xì)胞的基本功能專家講座第25頁動作電位特點(diǎn)

⑴動作電位呈“全或無”現(xiàn)象：動作電位一旦產(chǎn)生就到達(dá)它最大值，其改變幅度不會因刺激加強(qiáng)而增大；⑵不衰減性傳導(dǎo)：動作電位一旦在細(xì)胞膜某一部位產(chǎn)生，就會馬上向整個(gè)細(xì)胞膜傳布，而它幅度不會因?yàn)閭鞑季嚯x增加而減小，可快速擴(kuò)布到整個(gè)細(xì)胞膜；⑶脈沖式：因?yàn)榻^對不應(yīng)期存在，動作電位不能重合在一起，動作電位之間總有一定間隔而形成脈沖式圖形。生理學(xué)細(xì)胞的基本功能專家講座第26頁

局部興奮生理學(xué)細(xì)胞的基本功能專家講座第27頁局部興奮基本特征

（1）不是“全或無”，而是伴隨閾下刺激增大而增大；（2）不能在膜上作遠(yuǎn)距離傳輸；（3）局部興奮是能夠相互疊加，包含①空間性總和②時(shí)間性總和生理學(xué)細(xì)胞的基本功能專家講座第28頁興奮在同一細(xì)胞上傳導(dǎo)

A靜息時(shí)B發(fā)生興奮后C傳導(dǎo)過程中生理學(xué)細(xì)胞的基本功能專家講座第29頁第四節(jié)肌細(xì)胞收縮功效本節(jié)主要以骨骼肌為例討論以下內(nèi)容：①運(yùn)動神經(jīng)興奮怎樣傳遞給骨骼肌細(xì)胞而使它產(chǎn)生興奮；②骨骼肌細(xì)胞興奮怎樣引發(fā)它收縮；③肌細(xì)胞收縮機(jī)制；④骨骼肌收縮形式；⑤影響骨骼肌收縮原因。生理學(xué)細(xì)胞的基本功能專家講座第30頁（一）骨骼肌神經(jīng)-肌接頭處興奮傳遞骨骼肌神經(jīng)-肌接頭處結(jié)構(gòu)：接頭前膜：是運(yùn)動神經(jīng)末稍嵌入肌細(xì)胞膜部位；接頭后膜（運(yùn)動終板或終板模）：是與頭前膜相對應(yīng)肌細(xì)胞膜；接頭間隙：間隔約50nm，充滿了細(xì)胞外液。生理學(xué)細(xì)胞的基本功能專家講座第31頁

神經(jīng)-肌接頭處超微結(jié)構(gòu)示意圖

生理學(xué)細(xì)胞的基本功能專家講座第32頁

（二）神經(jīng)-骨骼肌接頭處興奮傳遞過程生理學(xué)細(xì)胞的基本功能專家講座第33頁神經(jīng)-骨骼肌接頭處興奮傳遞特點(diǎn)①單向性傳遞:即興奮只能從接頭前膜傳向接頭后膜，而不能反傳；②時(shí)間延擱:神經(jīng)-骨骼肌接頭處興奮傳遞過程須經(jīng)過許多步驟、耗時(shí)較長，一次興奮傳遞約需0.5～1.0ms；③易受環(huán)境改變影響:因接頭間隙充滿了細(xì)胞外液，而細(xì)胞外液成份易受內(nèi)外環(huán)境改變影響，如Ca++、H+等濃度及滲透壓改變、膽堿酯酶活性、一些藥品等，都可影響興奮傳遞過程。生理學(xué)細(xì)胞的基本功能專家講座第34頁（三）骨骼肌興奮-收縮耦聯(lián)概念：骨骼肌細(xì)胞興奮時(shí)肌膜產(chǎn)生電改變造成肌肉收縮機(jī)械改變過程被稱為興奮-收縮耦聯(lián)（excitation-contractioncoupling）。三個(gè)步驟：①電興奮經(jīng)過橫管系統(tǒng)傳向肌細(xì)胞深處；②三聯(lián)管結(jié)構(gòu)處信息傳遞；③肌漿網(wǎng)（即縱管系統(tǒng)）對Ca2+釋放和再聚積。

生理學(xué)細(xì)胞的基本功能專家講座第35頁骨骼肌細(xì)胞肌原纖維和肌管系統(tǒng)生理學(xué)細(xì)胞的基本功能專家講座第36頁骨骼肌收縮機(jī)制生理學(xué)細(xì)胞的基本功能專家講座第37頁（四）骨骼肌收縮形式1.等長收縮和等張收縮等長收縮：肌肉收縮時(shí)不產(chǎn)生長度改變而僅產(chǎn)生肌張力增加，這種形式肌肉收縮稱為等長收縮；等張收縮：在一定張力基礎(chǔ)上產(chǎn)生肌肉收縮時(shí)，肌肉張力不變而產(chǎn)生肌肉縮短，這種形式收縮稱為等張收縮。

2.單收縮和強(qiáng)直收縮單收縮：骨骼肌受到一次有效刺激，引發(fā)肌肉一次快速收縮，稱為單收縮。強(qiáng)直收縮：肌肉受到連續(xù)有效刺激時(shí)，當(dāng)刺激頻率到達(dá)一定程度時(shí)，引發(fā)肌肉收縮融合而出現(xiàn)強(qiáng)而連續(xù)收縮，稱為強(qiáng)直收縮。生理學(xué)細(xì)胞的基本功能專家講座第38頁單收縮和強(qiáng)直收縮生理學(xué)細(xì)胞的基本功能專家講座第39頁（五）影響骨骼肌收縮主要原因1.前負(fù)荷：當(dāng)肌肉前負(fù)荷逐步增大時(shí)，它每次收縮所產(chǎn)生主動張力也對應(yīng)地增大；當(dāng)前負(fù)荷超出最適初長度后，再增加前負(fù)荷反而會使主動張力越來越小，以致最終下降到零。

2.后負(fù)荷：后負(fù)荷增加，收縮張力增加而收縮速度減小，當(dāng)后負(fù)荷增大到一定程度時(shí)肌肉產(chǎn)生最大張力，而縮短速度為零。3.肌肉收縮能力：肌肉收縮能力增強(qiáng)，使肌肉收縮張力增加、收縮速度加緊，使它作功效率增加。

生理學(xué)細(xì)胞的基本功能專家講座第40頁肌肉初長度對肌肉收縮影響生理學(xué)細(xì)胞的基本功能專家講座第41頁不一樣初長度時(shí)粗、細(xì)肌絲重合程度

和產(chǎn)生張力關(guān)系示意圖生理學(xué)細(xì)胞的基本功能專家講座第42頁二、心肌心肌收縮含有以下特點(diǎn)：

1.“全或無”式收縮

2.對細(xì)胞外液Ca2+依賴性

3.心肌細(xì)胞能抵抗過分延伸特征生理學(xué)細(xì)胞的基本功能專家講座第43頁復(fù)習(xí)題

1.細(xì)胞膜物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)方式有哪些？簡述鈉-鉀泵作用及意義。2.簡述靜息電位產(chǎn)生機(jī)制及影響靜息電位大小原因。3.何謂動作電位？簡述動作電位產(chǎn)生原理及特點(diǎn)。4.神經(jīng)纖維動作