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人體解剖生理學(xué)細(xì)胞的基本功能第1頁第一章細(xì)胞基本功效
細(xì)胞的基本功能第2頁引言細(xì)胞膜物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)功效細(xì)胞膜生物電現(xiàn)象肌細(xì)胞收縮功效細(xì)胞的基本功能第3頁
一、膜化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)模型電鏡下膜分三層結(jié)構(gòu)化學(xué)成份:脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、糖類脂質(zhì)分子數(shù)量多于蛋白質(zhì),蛋白質(zhì)重量大于脂質(zhì)。糖類最少,不足1%。2.5nm7.5nm
第一節(jié)細(xì)胞膜物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)功效
細(xì)胞的基本功能第4頁其結(jié)構(gòu)模型經(jīng)歷了很多假設(shè),1972年“液態(tài)鑲嵌式模型”得到公認(rèn)。1.脂質(zhì)雙分子層膜主要成份是脂質(zhì)—磷脂(70%)膽固醇(30%)脂質(zhì)分子為雙嗜性分子,一端是磷酸和堿基構(gòu)成親水性極性基團(tuán),稱作頭端,另一端是脂肪酸烴鏈組成非極性基團(tuán),稱作尾端。膜磷脂分子為雙層,兩頭端朝著膜內(nèi)外側(cè),兩尾端在內(nèi)側(cè)。細(xì)胞的基本功能第5頁細(xì)胞的基本功能第6頁糖脂糖蛋白整合蛋白膽固醇表面蛋白通道磷脂膜厚度細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)示意圖細(xì)胞的基本功能第7頁脂質(zhì)熔點(diǎn)較低,正常體溫下呈液態(tài),即膜具有流動(dòng)性。主要表現(xiàn)為磷脂分子位置兩兩交換。普通以同層交換為多(105-7次/s),調(diào)頭較少。位置交換率越高,膜流動(dòng)性越強(qiáng),促生長物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞越多。而膽固醇對磷脂位置交換有阻尼作用。
細(xì)胞的基本功能第8頁㈡細(xì)胞膜蛋白⒈表面蛋白:附著于膜內(nèi)表面或外表面⒉整合蛋白:肽鏈一次或?qū)掖未┰街|(zhì)雙層如:載體、離子泵、通道、轉(zhuǎn)運(yùn)體㈢細(xì)胞膜糖類以糖脂、糖蛋白形式存在細(xì)胞的基本功能第9頁二、細(xì)胞膜物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)功效
(一)、被動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)(單純擴(kuò)散、易化擴(kuò)散)(二)、主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)(三)、出胞和入胞細(xì)胞的基本功能第10頁被動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn){單純擴(kuò)散易化擴(kuò)散定義:這種順濃度差擴(kuò)散、不需要消耗能量轉(zhuǎn)運(yùn)方式(一)被動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)依據(jù)轉(zhuǎn)運(yùn)過程中膜蛋白參加情況細(xì)胞的基本功能第11頁擴(kuò)散(diffusion):溶液中溶質(zhì)由高濃度向低濃度方向移動(dòng)擴(kuò)散量影響原因①膜兩側(cè)物質(zhì)濃度差:濃度差越大,單位時(shí)間內(nèi)擴(kuò)散量就越多;②通透性:物質(zhì)經(jīng)過細(xì)胞膜難易程度稱為膜對該物質(zhì)通透性;通透性越大,單位時(shí)間內(nèi)擴(kuò)散量就越多。細(xì)胞的基本功能第12頁(1)單純擴(kuò)散(simplediffusion)⒈概念脂溶性小分子物質(zhì)直接經(jīng)過膜脂質(zhì)雙層順濃度差跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)如:O2、CO2.NO、CO、N2等氣體,還有乙醇、部分類固醇類激素、尿素等細(xì)胞的基本功能第13頁(2)易化擴(kuò)散(facilitateddiffusion)⑴概念 指非脂溶性或脂溶性很小物質(zhì)借助膜特殊蛋白質(zhì)幫助,順濃度梯度進(jìn)行跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)細(xì)胞的基本功能第14頁(二)易化擴(kuò)散(facilitateddiffusion)依據(jù)膜蛋白不一樣將易化擴(kuò)散分為分為二種形式:1.載體介導(dǎo)易化擴(kuò)散(載體轉(zhuǎn)運(yùn)carrier)載體是一個(gè)跨膜蛋白質(zhì),但轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制不甚明了。結(jié)合位點(diǎn)載體轉(zhuǎn)運(yùn)模式細(xì)胞的基本功能第15頁載體轉(zhuǎn)運(yùn)三大特點(diǎn):①嚴(yán)格結(jié)構(gòu)特異性:即載體蛋白含有識(shí)別功效,如葡萄糖物理旋光性不一樣分為左旋和右旋,細(xì)胞膜上G載體只識(shí)別右旋。②飽和現(xiàn)象:載體蛋白數(shù)量有限,當(dāng)擴(kuò)散物質(zhì)達(dá)到一定濃度后,其擴(kuò)散量已達(dá)最大。③競爭性抑制:當(dāng)A.B二種物質(zhì)很相同時(shí),載體蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)濃度高一個(gè)為主。如黃胺類藥品所含苯環(huán)與細(xì)菌所需對氨基苯甲酸結(jié)構(gòu)很相同。細(xì)胞的基本功能第16頁對氨基苯甲酸四氫葉酸核酸代謝黃胺藥細(xì)菌ABA單個(gè)細(xì)胞競爭性抑制模式細(xì)胞的基本功能第17頁在細(xì)胞膜上通道蛋白幫助下順電-化學(xué)梯度進(jìn)行跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)。通道蛋白是一類貫通膜脂質(zhì)雙分子層、中央帶有親水性孔道膜蛋白。2.通道介導(dǎo)易化擴(kuò)散(通道轉(zhuǎn)運(yùn))細(xì)胞的基本功能第18頁孔道開放時(shí),物質(zhì)順濃度差或電位差經(jīng)過通道轉(zhuǎn)運(yùn);孔道關(guān)閉時(shí),物質(zhì)不能經(jīng)過。細(xì)胞膜上有各種通道,如:Na+、K+、Ca2+通道等,它們可分別讓Na+、K+、Ca2+等離子通過、。細(xì)胞的基本功能第19頁離子或小分子物質(zhì)在生物泵幫助下,逆電-化學(xué)梯度耗能跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)過程,稱為主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)。依據(jù)物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)過程中是否需要ATP直接供給能量,可將其分為原發(fā)性和繼發(fā)性兩種。2.主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)(activetransport)細(xì)胞的基本功能第20頁原發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)(primaryactivetransport)⑴概念:指細(xì)胞直接利用代謝產(chǎn)生能量將物質(zhì)逆濃度梯度或電-化學(xué)梯度進(jìn)行跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)過程⑵轉(zhuǎn)運(yùn)膜蛋白:離子泵(ionpump)2.主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)(activetransport)細(xì)胞的基本功能第21頁離子泵:Na+-K+泵(Sodium-potassiumPump)①是Na+-K+依賴式ATP酶,當(dāng)細(xì)胞膜內(nèi)Na+和膜外K+濃度升高時(shí)泵激活②耦聯(lián)轉(zhuǎn)運(yùn)Na+和K+,每分解1分子ATP,移出3個(gè)Na+至細(xì)胞外,2個(gè)K+移入細(xì)胞內(nèi)③逆電-化學(xué)梯度轉(zhuǎn)運(yùn),消耗能量④哇巴因抑制其作用⑴化學(xué)本質(zhì)和功效特點(diǎn)細(xì)胞的基本功能第22頁造成細(xì)胞內(nèi)高鉀,胞內(nèi)許多代謝反應(yīng)必需維持胞質(zhì)滲透壓和細(xì)胞容積相對穩(wěn)定造成膜內(nèi)外Na+和K+濃度差,是細(xì)胞生物電產(chǎn)生前提繼發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)力(建立一個(gè)勢能貯備)⑵鈉泵生理意義細(xì)胞的基本功能第23頁繼發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)(secondaryactivetransport)⑴概念伴Na+跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)而進(jìn)行另一物質(zhì)主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn),即間接利用ATP能量轉(zhuǎn)運(yùn),所需能量來自鈉離子在膜兩側(cè)濃度差,后者是鈉泵利用分解ATP釋放能量建立。⑵轉(zhuǎn)運(yùn)物質(zhì):葡萄糖、氨基酸等細(xì)胞的基本功能第24頁細(xì)胞的基本功能第25頁(三)出胞和入胞指大分子或團(tuán)塊狀物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞過程。1.入胞定義:細(xì)胞外大分子物質(zhì)或物質(zhì)團(tuán)塊進(jìn)入細(xì)胞過程,稱為入胞。類型:進(jìn)入細(xì)胞物質(zhì)是固態(tài),稱為吞噬;假如進(jìn)入細(xì)胞物質(zhì)是液態(tài),則稱為吞飲。
細(xì)胞的基本功能第26頁(三)出胞和入胞1.入胞舉例:血漿中脂蛋白、細(xì)菌、異物等進(jìn)入細(xì)胞,這些物質(zhì)先被細(xì)胞識(shí)別并接觸,然后接觸處細(xì)胞膜向內(nèi)凹陷或伸出偽足把物質(zhì)包裹起來,今后包裹細(xì)胞膜融合、斷裂,物質(zhì)連同包裹它細(xì)胞膜一起進(jìn)入細(xì)胞形成吞噬小體,吞噬小體與溶酶體融合,溶酶體中蛋白水解酶將吞入物質(zhì)進(jìn)行消化分解。中性粒細(xì)胞攝入異物過程細(xì)胞的基本功能第27頁(三)出胞和入胞2.出胞作用(exocytosis)定義:大分子物質(zhì)或物質(zhì)團(tuán)塊排出細(xì)胞過程,稱為出胞。分布:主要見于細(xì)胞分泌,如消化腺細(xì)胞分泌消化酶、內(nèi)分泌細(xì)胞分泌激素、神經(jīng)末梢釋放神經(jīng)遞質(zhì)等舉例:大分子物質(zhì)在細(xì)胞內(nèi)形成后,被一層膜性物質(zhì)包裹形成囊泡,當(dāng)分泌時(shí)囊泡向細(xì)胞膜移動(dòng),囊泡膜與細(xì)胞膜融合、破裂,囊泡內(nèi)貯存物質(zhì)一次性全部排出細(xì)胞細(xì)胞的基本功能第28頁(三)出胞和入胞2.出胞作用(exocytosis)舉例:大分子物質(zhì)在細(xì)胞內(nèi)形成后,被一層膜性物質(zhì)包裹形成囊泡,當(dāng)分泌時(shí)囊泡向細(xì)胞膜移動(dòng),囊泡膜與細(xì)胞膜融合、破裂,囊泡內(nèi)貯存物質(zhì)一次性全部排出細(xì)胞神經(jīng)末梢胞裂外排釋放遞質(zhì)末梢修復(fù)神經(jīng)末梢釋放遞質(zhì)示意圖細(xì)胞的基本功能第29頁二、細(xì)胞膜受體功效:定義:受體是指能與配體特異性結(jié)合并傳遞信息特殊蛋白質(zhì)。分布:受體主要存在于細(xì)胞膜上,稱為膜受體。細(xì)胞內(nèi)也有受體,按存在部位不一樣分為胞質(zhì)受體和核受體。功效:一是能識(shí)別對應(yīng)配體,并與配體特異性結(jié)合;二是與配體結(jié)合后,開啟細(xì)胞內(nèi)信息傳遞系統(tǒng),引發(fā)對應(yīng)生物學(xué)效應(yīng)。細(xì)胞的基本功能第30頁二、細(xì)胞膜受體功效:能與受體結(jié)合化學(xué)物質(zhì)依據(jù)所引發(fā)不一樣效應(yīng)分為兩類:一類在受體結(jié)合后引發(fā)特定生理效應(yīng),稱為受體激動(dòng)劑;另一類即使能與受體結(jié)合,但不能引發(fā)特定生理效應(yīng)或使生理效應(yīng)減弱,稱為受體阻斷劑。細(xì)胞的基本功能第31頁定義:細(xì)胞在生命活動(dòng)過程中常含有帶電表現(xiàn),稱為生物電現(xiàn)象。因?yàn)樯镫姲l(fā)生在細(xì)胞膜兩側(cè)稱為跨膜電位,簡稱膜電位。細(xì)胞生物電現(xiàn)象主要表現(xiàn)形式有兩種:一是平靜狀態(tài)下靜息電位;二是興奮時(shí)動(dòng)作電位。第二節(jié)細(xì)胞生物電現(xiàn)象細(xì)胞的基本功能第32頁一、細(xì)胞生物電現(xiàn)象及其產(chǎn)生原理(一)細(xì)胞靜息電位細(xì)胞在平靜狀態(tài)時(shí)存在于膜兩側(cè)電位差。第二節(jié)細(xì)胞生物電現(xiàn)象cellcell電流計(jì)電流計(jì)電極插入膜內(nèi)細(xì)胞的基本功能第33頁(一)細(xì)胞靜息電位用電生理儀測量細(xì)胞帶電情況,當(dāng)參考電極和測量電極(微電極)均置于細(xì)胞膜外表面時(shí),示波器熒光屏上光點(diǎn)一直在基線水平上掃描,表明兩個(gè)電極之間不存在電位差。cellcell電流計(jì)電流計(jì)電極插入膜內(nèi)細(xì)胞的基本功能第34頁(一)細(xì)胞靜息電位把參考電極置于細(xì)胞膜外表面,而把微電極插入膜內(nèi)時(shí),熒光屏上光點(diǎn)馬上向下移動(dòng),并停留在一個(gè)較穩(wěn)定水平上。由此可見,細(xì)胞膜內(nèi)外之間存在著電位差,表現(xiàn)為細(xì)胞膜外帶正電荷,細(xì)胞膜內(nèi)帶負(fù)電荷,即“內(nèi)負(fù)外正”。細(xì)胞在平靜狀態(tài)下所保持膜外帶正電,膜內(nèi)帶負(fù)電狀態(tài)稱為極化。極化是細(xì)脆處于平靜狀態(tài)標(biāo)志。cellcell電流計(jì)電流計(jì)電極插入膜內(nèi)細(xì)胞的基本功能第35頁(一)細(xì)胞靜息電位假如要求細(xì)胞膜外為0電位,則細(xì)胞膜內(nèi)為負(fù)電位,哺乳動(dòng)物神經(jīng)細(xì)胞和骨骼肌細(xì)胞靜息電位為-70到-90mV。靜息電位大小通常以負(fù)值大小來判斷,假如由-60mV改變至-80mV,表明細(xì)胞膜內(nèi)外電位差增大;假如由-80mV改變到-60mV,表明細(xì)胞膜內(nèi)外電位差減小。細(xì)胞的基本功能第36頁(一)細(xì)胞靜息電位
靜息電位增大過程稱為超極化,超極化作用是使細(xì)胞興奮性降低;靜息電位減小過程稱為去極化或除極化;去極化至0電位后如深入變?yōu)檎祫t稱為反極化;細(xì)胞發(fā)生去極化后膜電位又恢復(fù)到靜息電位過程,稱為復(fù)極化細(xì)胞的基本功能第37頁示波器放大器膜內(nèi)外電位相差約70mV膜外為0,則膜內(nèi)-70mV槍烏賊神經(jīng)軸突玻璃微電極(統(tǒng)計(jì))參考電極神經(jīng)細(xì)胞細(xì)胞內(nèi)電位記錄示意圖細(xì)胞的基本功能第38頁(一)細(xì)胞靜息電位細(xì)胞生物電現(xiàn)象普通用離子流學(xué)說來解釋。即需要具備兩個(gè)前提條件:一是細(xì)胞膜內(nèi)外離子分布不均,即存在濃度差;二是細(xì)胞膜在不一樣狀態(tài)下,對各種離子通透性不一樣。細(xì)胞的基本功能第39頁(一)細(xì)胞靜息電位正常細(xì)胞處于靜息狀態(tài)時(shí),細(xì)胞膜對K+通透性較大,對Na+通透性很小,而對A-幾乎沒有通透性。所以,細(xì)胞靜息時(shí)K+順濃度梯度外流,因?yàn)镵+外流必定帶有正電荷向外轉(zhuǎn)移,膜內(nèi)A-不能經(jīng)過細(xì)胞膜被留在膜內(nèi),對K+形成隔膜相吸。這么就形成了細(xì)胞膜外側(cè)帶正電荷,細(xì)胞膜內(nèi)側(cè)帶負(fù)電荷。當(dāng)濃度差形成促使K+外流力量與電場力形成阻止K+外流力量到達(dá)平衡時(shí),膜內(nèi)外不再有K+凈移動(dòng)。此時(shí),細(xì)胞膜兩側(cè)形成電位差,穩(wěn)定于某一數(shù)值,即靜息電位。因?yàn)殪o息電位主要是K+外流到達(dá)平衡時(shí)電位,所以稱為K+平衡電位。
細(xì)胞的基本功能第40頁膜內(nèi)K+高于膜外30倍,平靜時(shí)膜對K+有通透性,靜息電位相當(dāng)于K+平衡電位K+K+K+K+K+K+K+K+K+細(xì)胞的基本功能第41頁(二)動(dòng)作電位(actionpotential,AP)可興奮細(xì)胞受到刺激發(fā)生興奮時(shí),細(xì)胞膜在靜息電位基礎(chǔ)上發(fā)生一次快速、可傳輸電位改變,稱作動(dòng)作電位。動(dòng)作電位是細(xì)胞興奮標(biāo)志。RP去極化復(fù)極化超極化負(fù)后電位示波器反極化(超射)AP正后電位0mV-70mV+30mV細(xì)胞的基本功能第42頁(二)動(dòng)作電位(actionpotential,AP)
不一樣組織受刺激后產(chǎn)生動(dòng)作電位含有不一樣形態(tài),神經(jīng)纖維動(dòng)作電位,普通只連續(xù)0.5~2毫秒,而心肌細(xì)胞動(dòng)作電位連續(xù)時(shí)間較長,可達(dá)數(shù)百毫秒。細(xì)胞的基本功能第43頁(二)動(dòng)作電位(actionpotential,AP)以神經(jīng)細(xì)胞軸突為例,簡述動(dòng)作電位改變過程。當(dāng)細(xì)胞受刺激興奮時(shí),膜內(nèi)電位很快由原來-70mV到+30mV,這么就組成了動(dòng)作電位上升支。膜內(nèi)電位由-70mV到0mV為去極化。膜內(nèi)電位由0mV到+30mV稱為超射。膜內(nèi)電位表現(xiàn)為內(nèi)正外負(fù),稱為反極化。RP去極化復(fù)極化超極化負(fù)后電位示波器反極化(超射)AP正后電位0mV-70mV+30mV細(xì)胞的基本功能第44頁(二)動(dòng)作電位(actionpotential,AP)上升支是細(xì)胞膜去極化過程,動(dòng)作電位上升支到達(dá)頂點(diǎn)(+30mV)后馬上快速下降,膜內(nèi)由正電位又回到負(fù)電位,直到靠近靜息電位水平,組成動(dòng)作電位下降支。RP去極化復(fù)極化超極化負(fù)后電位示波器反極化(超射)AP正后電位0mV-70mV+30mV細(xì)胞的基本功能第45頁(二)動(dòng)作電位(actionpotential,AP)膜內(nèi)電位快速下降過程即為復(fù)極化。動(dòng)作電位形成尖峰樣波形,稱為峰電位。峰電位后膜內(nèi)電位下降較遲緩,最終回到靜息電位水平。峰電位后膜電位經(jīng)歷這段微小而遲緩過程,稱為后電位,包含負(fù)后電位和正后電位。后電位時(shí)程較長,只有在后電位結(jié)束后,膜電位才能完全恢復(fù)到靜息電位水平細(xì)胞的基本功能第46頁(二)動(dòng)作電位(actionpotential,AP)動(dòng)作電位產(chǎn)生機(jī)制也用離子流學(xué)說來解釋,一是細(xì)胞內(nèi)外Na+濃度分布不均;而是細(xì)胞受到有效刺激時(shí),膜對Na+通透性發(fā)生突然改變,引發(fā)Na+跨膜流動(dòng)而形成。
Na+Na+化學(xué)力量電學(xué)力量無Na+環(huán)境AP不產(chǎn)生+300-70(mV)K+細(xì)胞的基本功能第47頁(二)動(dòng)作電位(actionpotential,AP)當(dāng)細(xì)胞受到有效刺激而興奮時(shí),細(xì)胞膜上少許Na+通道開放,少許Na+順濃度差內(nèi)流,使靜息電位減小,當(dāng)電位減小到閾電位時(shí),膜上大量Na+通道開放,細(xì)胞外Na+順濃度差和電位差快速、大量內(nèi)流,造成膜內(nèi)電位急劇上升,形成膜去極化和反極化,組成動(dòng)作電位上升支。Na+Na+化學(xué)力量電學(xué)力量無Na+環(huán)境AP不產(chǎn)生+300-70(mV)K+細(xì)胞的基本功能第48頁(二)動(dòng)作電位(actionpotential,AP)當(dāng)膜內(nèi)正電位增大到足以阻止Na+內(nèi)流時(shí),Na+凈移動(dòng)量為零,膜電位到達(dá)了Na+平衡電位,形成峰電位。隨即大量Na+通道失活而關(guān)閉,造成Na+內(nèi)流停頓,與此同時(shí)鉀通道被激活而開放,K+順著濃度差和電位差快速外流,使膜內(nèi)電位快速下降,直到恢復(fù)靜息電位水平,形成動(dòng)作電位下降支,也就是復(fù)極化。Na+Na+化學(xué)力量電學(xué)力量無Na+環(huán)境AP不產(chǎn)生+300-70(mV)K+細(xì)胞的基本功能第49頁(二)動(dòng)作電位(actionpotential,AP)這時(shí)膜電位雖已基本恢復(fù),但離子狀態(tài)并未恢復(fù),這就需要經(jīng)過鈉泵話動(dòng),恢復(fù)細(xì)胞膜兩側(cè)原先Na+、K+分布不均衡狀態(tài)。動(dòng)作電位上升支主要是因?yàn)镹a+大量、快速內(nèi)流,形成Na+平衡電位;下降支是因?yàn)镵+快速外流,形成K+平衡電位。Na+Na+化學(xué)力量電學(xué)力量無Na+環(huán)境AP不產(chǎn)生+300-70(mV)K+細(xì)胞的基本功能第50頁(二)動(dòng)作電位(動(dòng)作電位引發(fā)與閾電位)閾電位:刺激作用于細(xì)胞,引發(fā)細(xì)胞膜上鈉通道部分開放,出現(xiàn)Na+少許內(nèi)流,使細(xì)胞膜靜息電位減小而發(fā)生去極化,當(dāng)去極化到達(dá)一個(gè)臨界值時(shí),就可引發(fā)鈉通道大量開放,造成Na+大量內(nèi)流而觸發(fā)動(dòng)作電位。這個(gè)能觸發(fā)動(dòng)作電位膜電位臨界值稱為閾電位。
細(xì)胞的基本功能第51頁(二)動(dòng)作電位(動(dòng)作電位引發(fā)與閾電位)靜息電位去極化到達(dá)閾電位是產(chǎn)主動(dòng)作電位必要條件。細(xì)胞興奮性高低普通與細(xì)胞靜息電位和閾電位差距呈反變關(guān)系,即差距越大,細(xì)胞興奮性越低;差距越小,細(xì)胞興奮性越高。任何形式刺激只要能使膜電位到達(dá)閾電位,都能引發(fā)動(dòng)作電位產(chǎn)生。一旦到達(dá)閾電位后,動(dòng)作電位幅度就由靜息電位水平及膜內(nèi)外Na+濃度差決定,而與所給刺激種類和強(qiáng)度無關(guān)。所以,動(dòng)作電位含有“全或無”特征。細(xì)胞的基本功能第52頁(二)動(dòng)作電位(動(dòng)作電位傳導(dǎo))
動(dòng)作電位在同一細(xì)胞傳輸稱為傳導(dǎo)。在神經(jīng)纖維上傳導(dǎo)動(dòng)作電位又稱為神經(jīng)沖動(dòng)。細(xì)胞的基本功能第53頁(二)動(dòng)作電位(動(dòng)作電位傳導(dǎo)機(jī)制)動(dòng)作電位傳導(dǎo)機(jī)制可用局部電流學(xué)說來解釋。當(dāng)軸突膜局部區(qū)域受刺激達(dá)閾電位時(shí),該處產(chǎn)生動(dòng)作電位,出現(xiàn)內(nèi)正外負(fù)反極化狀態(tài),這么在細(xì)胞膜兩側(cè)興奮部位與未興奮部位之間有了電位差,所以會(huì)產(chǎn)生電流流動(dòng)。細(xì)胞的基本功能第54頁(二)動(dòng)作電位(動(dòng)作電位傳導(dǎo)機(jī)制)流動(dòng)方向是,在細(xì)胞膜外側(cè),電流由未興奮部位流向興奮部位;在細(xì)胞膜內(nèi)側(cè),電流則由興奮部位流向未興奮部位,這種在興奮部位與未興奮部位之間產(chǎn)生電流稱為局部電流。細(xì)胞的基本功能第55頁(二)動(dòng)作電位(動(dòng)作電位傳導(dǎo)機(jī)制)局部電流流動(dòng)造成與興奮部位相鄰未興奮部位膜內(nèi)電位上升,膜外電位下降,使細(xì)胞膜產(chǎn)生去極化,當(dāng)去極化到達(dá)閾電值時(shí),即暴發(fā)動(dòng)作電位,使動(dòng)作電位由興奮部位傳向未興奮部位,這么過程在細(xì)胞膜上連續(xù)進(jìn)行下去,就表現(xiàn)為動(dòng)作電位在整個(gè)細(xì)胞膜上傳導(dǎo)。可見,動(dòng)作電位傳導(dǎo)是局部電流作用結(jié)果。細(xì)胞的基本功能第56頁(二)動(dòng)作電位(動(dòng)作電位傳導(dǎo)機(jī)制)有髓神經(jīng)纖維髓鞘含有絕緣作用,動(dòng)作電位傳導(dǎo)只能在沒有髓鞘郎飛結(jié)處進(jìn)行。郎飛結(jié)膜上鈉通道密集,易產(chǎn)生動(dòng)作電位。傳導(dǎo)時(shí),出現(xiàn)動(dòng)作電位郎飛結(jié)與它相鄰郎飛結(jié)之間產(chǎn)生局部電流,使相鄰郎飛結(jié)產(chǎn)生動(dòng)作電位,這種傳導(dǎo)稱為跳躍式傳導(dǎo)。故其傳導(dǎo)速度比無髓鞘神經(jīng)纖維傳導(dǎo)速度要快得多。細(xì)胞的基本功能第57頁有髓鞘類神經(jīng)纖維——跳躍式傳導(dǎo)-++郎飛結(jié)跳躍式傳導(dǎo)不但傳導(dǎo)速度快,而且耗能少。有鞘類神經(jīng)纖維跳躍式傳導(dǎo)示意圖細(xì)胞的基本功能第58頁(二)動(dòng)作電位(神經(jīng)纖維傳導(dǎo)特點(diǎn))(1)雙向性:傳導(dǎo)動(dòng)作電位從受刺激興奮部位可向兩側(cè)未興奮部位同時(shí)傳導(dǎo),稱為雙向性。(2)不衰減性:興奮傳導(dǎo)過程中,動(dòng)作電位幅度不會(huì)隨傳導(dǎo)距離而減小,稱為不衰減性。3)相對不疲勞性:因?yàn)橐淮闻d奮過程引發(fā)細(xì)胞膜內(nèi)外離子濃度改變很小,而且經(jīng)過鈉鉀泵轉(zhuǎn)運(yùn),可使離子濃度及時(shí)恢復(fù),因而能較持久地保持其興奮性和傳導(dǎo)能力。細(xì)胞的基本功能第59頁第四節(jié)肌細(xì)胞收縮一、神經(jīng)-肌接頭處興奮傳遞(一)神經(jīng)-肌接頭超微結(jié)構(gòu)神經(jīng)-骨骼肌接頭是運(yùn)動(dòng)神經(jīng)末梢與骨骼肌細(xì)胞之間相互接觸形成。運(yùn)動(dòng)神經(jīng)末稍靠近骨骼肌細(xì)胞時(shí)失去髓鞘,末梢部位膨大。在神經(jīng)末梢中含有許多囊泡,稱接頭小泡,內(nèi)含乙酰膽堿(ACh)遞質(zhì)。突觸小泡乙酰膽堿(Ach)運(yùn)動(dòng)神經(jīng)肌細(xì)胞受體+通道Ca2+細(xì)胞的基本功能第60頁(一)神經(jīng)-肌接頭超微結(jié)構(gòu)神經(jīng)-骨骼肌接頭由接頭前膜、接頭后膜和接頭間隙三部分組成。接頭前膜是運(yùn)動(dòng)神經(jīng)末梢嵌入肌細(xì)胞膜部位。接頭后膜是與接頭前膜相對應(yīng)是肌細(xì)胞膜,又稱運(yùn)動(dòng)終板或終板膜。突觸小泡乙酰膽堿(Ach)運(yùn)動(dòng)神經(jīng)肌細(xì)胞受體+通道Ca2+細(xì)胞的基本功能第61頁(一)神經(jīng)-肌接頭超微結(jié)構(gòu)在接頭后膜上有能與乙酰膽堿特異結(jié)合受體。接頭前膜與接頭后膜之間有一個(gè)充滿細(xì)胞外液間隙,稱為接頭間隙。突觸小泡乙酰膽堿(Ach)運(yùn)動(dòng)神經(jīng)肌細(xì)胞受體+通道Ca2+細(xì)胞的基本功能第62頁(二)神經(jīng)-骨骼肌接頭處興奮傳遞過程
興奮由一個(gè)細(xì)胞傳給另一個(gè)細(xì)胞過程稱為興奮傳遞。當(dāng)神經(jīng)沖動(dòng)沿神經(jīng)纖維傳到軸突末梢時(shí),引發(fā)接頭前膜上鈣通道開放,Ca+從細(xì)胞外液順電一化學(xué)差進(jìn)入軸突末梢,觸發(fā)軸漿中囊泡向接頭前膜方向移動(dòng)突觸小泡乙酰膽堿(Ach)運(yùn)動(dòng)神經(jīng)肌細(xì)胞受體+通道神經(jīng)-肌肉接頭處興奮傳遞Ca2+細(xì)胞的基本功能第63頁(二)神經(jīng)-骨骼肌接頭處興奮傳遞過程
囊泡膜與接頭前膜融合、破裂,以出胞方式使乙酰膽堿釋放進(jìn)入接頭間隙,乙酰膽堿擴(kuò)散抵達(dá)終板膜時(shí),馬上與終板膜上乙酰膽堿受體結(jié)合,使鈉、鉀通道開放,允許Na+、K+經(jīng)過,但以Na+內(nèi)流為主,產(chǎn)生終板膜去極化,稱為終板電位。突觸小泡乙酰膽堿(Ach)運(yùn)動(dòng)神經(jīng)肌細(xì)胞受體+通道神經(jīng)-肌肉接頭處興奮傳遞Ca2+細(xì)胞的基本功能第64頁(二)神經(jīng)-骨骼肌接頭處興奮傳遞過程
當(dāng)終板電位到達(dá)閾電位時(shí),使附近肌細(xì)胞膜上Na+通道大量開放而暴發(fā)動(dòng)作電位,引發(fā)骨骼肌細(xì)胞興奮。突觸小泡乙酰膽堿(Ach)運(yùn)動(dòng)神經(jīng)肌細(xì)胞受體+通道神經(jīng)-肌肉接頭處興奮傳遞Ca2+細(xì)胞的基本功能第65頁(二)神經(jīng)-骨骼肌接頭處興奮傳遞過程
接頭前膜釋放到接頭間隙中乙酰膽堿并沒有進(jìn)入肌細(xì)胞,它只起到傳遞信息作用,很快就被存在于接頭間隙和終板膜上膽堿酯酶分解為膽堿和乙酸而失去活性,這么就確保了一次神經(jīng)沖動(dòng)僅能引發(fā)肌細(xì)胞興奮一次。不然釋放乙酰膽堿在接頭間隙中積聚起來,將使骨骼肌細(xì)胞連續(xù)地興奮和收縮而發(fā)生痙攣突觸小泡乙酰膽堿(Ach)運(yùn)動(dòng)神經(jīng)肌細(xì)胞受體+通道神經(jīng)-肌肉接頭處興奮傳遞Ca2+細(xì)胞的基本功能第66頁二骨骼肌收縮形式
骨骼肌在體內(nèi)功效,就是在它們受到刺激時(shí)能產(chǎn)生收縮,以完成軀體運(yùn)動(dòng)或抵抗一些外力作用。表現(xiàn)形式:(一)等長收縮;(二)等張收縮細(xì)胞的基本功能第67頁(一)等長收縮
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