神经肌肉一般生理ppt课件.ppt

第二章 细胞膜的基本功能和神经肌肉的一般生理特性 绍兴文理学院生命科学学院潘伟槐 要点 膜的物质转运静息电位和动作电位及其形成机理兴奋的传导 传递 骨骼肌的超微结构及收缩 2019 12 21 2 细胞膜的结构细胞膜的物质转动功能细胞膜的跨膜信号传导神经肌肉的兴奋和兴奋性细胞生物电现象骨骼肌细胞的兴奋和收缩功能 2019 12 21 3 细胞膜的结构FundamentalstructureofCellmembrane 2019 12 21 4 细胞学说Celltheory 英国人RobertHooke 1635 1703 于300多年前用放大镜观察软木塞薄片 首次描述了细胞壁构成的小室 称为 cell 2019 12 21 5 1838 1839年德国学者Schleiden 施来登1804 1881 和Schwann 施旺1810 1882 创立 细胞学说 细胞是一切植物和动物的结构 功能和发生的基本单位 2019 12 21 6 细胞膜Cellmembrane 细胞膜结构的研究19世纪中叶 K W Nageli根据实验提出质膜的概念 1895年E Overton发现脂溶性物质易透过细胞膜 证明细胞膜含质膜 磷脂或胆固醇 水溶性和脂溶性物质透过细胞膜的能力不同 2019 12 21 7 1925年E Gorter和F Grendel首先提出了膜结构模型 即脂双层模型 lipid bilayermodel 亲水性极性基团 磷酸和碱基 疏水性非极性基团 长烃链 Gorter Grendel的实验 2019 12 21 8 1957年Robertson用KMnO4固定细胞膜在电镜下观察到 铁轨 状结构 内外二层黑深 中间层明亮 三层结构2 3 5 2nm 总7 5nm 2019 12 21 9 1972年S J Singer和G L Nicolson提出液体镶嵌模型 fluidmosaicmodel globularprotein helix protein 2019 12 21 10 37 培养40min 荧光标记膜蛋白质 2019 12 21 11 Gorter Grendel的实验 低渗溶液中加红细胞得空膜囊用丙酮溶出膜囊中的脂质 再将提取的脂质散布在水槽中 在水面上成单分子层将这些分子在水面上挤压在一起 发现其面积为红细胞表面积的2倍提出脂双层模型 2019 12 21 12 2019 12 21 13 细胞膜的化学成分ChemicalcomponentsoftheCellMembrane 2019 12 21 14 细胞膜脂质 lipidsofcellmembrane 磷脂 70 胆固醇 30 神经鞘脂 Sphingolipid 糖脂 glycolipid 细胞的脂质屏障 Lipidbarrier 防止水渗透 penetration 磷脂的性质为双亲媒性分子或亲水脂分子 2019 12 21 15 卵磷脂分子结构 2019 12 21 16 细胞膜蛋白 Membraneproteins 膜蛋白类型外在蛋白 Extrinsicprotein 表面蛋白质peripheralprotein 仅附在膜的一侧 不穿透膜功能 几乎全是酶 enzyme 2019 12 21 17 内在蛋白 Intrinsicprotein 结合蛋白质integralprotein 完全穿透膜功能水 水溶性物质尤其是离子的结构通道 structuralchannel 不能渗透脂质屏障的物质转运载体 carrier 酶 2019 12 21 18 2019 12 21 19 膜蛋白功能结构成分 接合蛋白commissureprotein 酶受体 Receptor 转动工具 transporter 通道和载体 2019 12 21 20 细胞膜糖类 Membranecarbohydrates 几乎全部与蛋白或脂质结合成糖蛋白 glycoprotein 或糖脂 glycolipid 位于膜外侧的糖类功能大部分细胞整体带负电性 排斥其它负电性物质 糖蛋白结合复合物 glycocalyx 使细胞间相互粘附作为结合激素 如胰岛素insulin 的受体参与免疫反应 immunereaction 2019 12 21 21 2019 12 21 22 细胞膜的功能FunctionofCellmembrane 屏障作用传递信息受体功能 与识别和接受环境中特异的化学刺激有关 与细胞的免疫功能有关具有酶的作用物质转运功能附着在膜内表面的蛋白质和细胞的变形运动 吞噬或吞饮作用及细胞分裂有关 2019 12 21 23 膜分隔细胞内液 ICF intracellularfluid 和细胞外液 ECF extracellularfluid 细胞膜具有选择通透性 selectivePermeability ECF和ICF成分不同 细胞膜的物质转运功能Membranetransport 2019 12 21 24 这些差异对细胞的生存和功能非常重要 2019 12 21 25 膜转运分子和离子的机制 Mechanism 无载体介导的转运载体介导的转运 转运时的能量被动转运 Passivetransport 扩散 Diffusion 依赖浓度差和势能差 不需要细胞直接提供能量净移动顺着浓度梯度 concentrationgradient 消除浓度梯度主动转运 Activetransport 净移动逆着浓度梯度需要细胞直接提供能量 2019 12 21 26 单纯扩散 Simplydiffusion 特点不需要膜载体蛋白参与被动 条件前提膜二侧存在浓度差膜对该物质有通透性机理热能使分子 离子处理自由运动状态消除浓度梯度 分布均匀 2019 12 21 27 通过膜的扩散过程只有脂溶性物质通过膜的脂质双分子层扩散无极性分子 02 脂溶性分子 类固醇 弱极性共价键结合分子 C02 NO H20 小 不带电荷 膜对以下物质不通透强极性分子 如葡萄糖 带电荷无机离子 如Na 2019 12 21 28 水分子虽然是极性分子 但它的分子极小 又不带电荷 故膜对它是高度通透的 另外 水分子还可通过水通道跨膜转运 2019 12 21 29 2019 12 21 30 扩散速率与下面因素有关浓度梯度大小扩散的驱动力膜透性温度温度越高扩散越快膜表面积微绒毛 Microvilli 增加表面积 2019 12 21 31 2019 12 21 32 易化扩散 FacilitatedDiffusion 特点被动需要膜蛋白参与 2019 12 21 33 载体介导转运 Carrier MediatedTransport 通过蛋白质载体蛋白质载体的特性特异性 Specificity 仅与特异分子相互作用竞争 Competition 具有相似结构的分子竞争载体的结合位点饱和 Saturation 载体的结合位点全部占满 2019 12 21 34 转运最大值 Tm Transportmaximum 载体饱和竞争 分子X和Y竞争同一个载体 2019 12 21 35 通过易化扩散最重要的物质是葡萄糖和大部分的氨基酸葡萄糖载体分子是一种内在蛋白 2019 12 21 36 通道介导的扩散 间断性开放通道 门控离子通道 通道类型化学门控通道 chemical gatedchannel 电压门控通道 Voltage gatedchannel 机械敏感离子通道 mechanosensitiveionchannel 或机械门控通道 mechanical gatedchannel 2019 12 21 37 2019 12 21 38 通道特点高速率打开和关闭很快 膜电位 化学信号等 具有选择性 但较载体小通道阻断剂 blockingagents 如河豚毒素可阻断Na 通道 四乙胺阻断钾通道神经元细胞膜对K 的通透性是Na 的20倍 2019 12 21 39 2019 12 21 40 2019 12 21 41 主动转运 ActiveTransport 逆着浓度梯度转运分子或离子从低浓度侧到高浓度侧需要ATPNa K Ca2 H Cl I 不同的糖和大多数的氨基酸 2019 12 21 42 初级主动转运 PrimaryActiveTransport 载体转运直接利用ATP分子或离子结合到载体位结合刺激磷酸化 分解ATP 构象改变将物质转运到另一侧 2019 12 21 43 2019 12 21 44 Na K ATP酶泵 Na K ATP asePump 初级主动转运载体蛋白是一种ATP酶 水解ATP成ADP和Pi 2019 12 21 45 维持膜二侧Na K 离子浓度差并建立细胞内负电位 2019 12 21 46 Na K ATP酶泵的基本组成4个亚单位 subunit 亚单位 M W 100 000 亚单位 M W 55 000功能不清 2019 12 21 47 subunit subunit 2019 12 21 48 亚单位的特点外侧有2个结合K 的位点有3个Na 结合位点内侧部邻近Na 结合位点有ATP酶活性 2019 12 21 49 转运过程 2019 12 21 50 2019 12 21 51 Na K ATP酶磷酸化 构型改变 对K 亲和力大 对Na 亲和力小 在胞外结合K 向细胞外释放Na 脱磷酸化 对Na 亲和力大 对K 亲和力小 在胞内结合Na 向胞内释放K 每分解一个ATP分子 3个Na 被移出膜外 2个K 移入膜内 2019 12 21 52 质子泵protonpump 3typesP type V type F type 2019 12 21 53 P classpumpsP classionpumpsareagenefamilyexhibitingsequencehomology Theyinclude Na K ATPase inplasmamembranesofmostanimalcells isanantiportpump ItcatalyzesATP dependenttransportofNa outofacellinexchangeforK entering 2019 12 21 54 H K ATPase involvedinacidsecretioninthestomach isanantiportpump ItcatalyzestransportofH outofthegastricparietalcell towardthestomachlumen inexchangeforK enteringthecell 2019 12 21 55 Ca ATPases inendoplasmicreticulum ER plasmamembranescatalyzetransportofCa awayfromthecytosol eitherintotheERlumenoroutofthecell ThereissomeevidencethatH maybetransportedintheoppositedirection Ca ATPasepumpskeepcytosolicCa low allowingCa toserveasasignal 2019 12 21 56 Calciumionpump钙离子泵 2typesForP type 2Ca2 out ATPNa Ca2 exchanger 钠钙交换器 antiport 2019 12 21 57 2019 12 21 58 次级主动转运 SecondaryActiveTransport 能量来自存储在膜二侧的某种离子浓度差需要协同转运体 contransporter 同向转运 Symport Co transport 转动物质与离子移动同一个方向反向转运 Antiport Countertransport 转动物质与离子移动相反方向 2019 12 21 59 转动葡萄糖 2019 12 21 60 向高浓度侧转动葡萄糖所需的能量来自Na 向低浓度一侧的转运 2019 12 21 61 2019 12 21 62 大量物质转运 BulkTransport 许多分子一起同时转动胞吐作用 Exocytosis 内吞作用 Endocytosis 2019 12 21 63 2019 12 21 64 细胞膜的跨膜信号传导Transmembranesignaltransduction 通过具有特异感受结构的通道蛋白质完成的跨膜信号转导化学门控通道化学物质控制 递质 激素等主要分布 终板膜 突触后膜及某些嗅 味感受细胞的膜中作用 产生局部电位例 终板膜化学门控通道 2019 12 21 65 电压门控通道主要分布 神经轴突 骨骼肌 心肌细胞的一般细胞膜上作用 产生动作电位例 钠通道 2019 12 21 66 机械门控通道机械刺激通过某种机制使机械感受器细胞膜上的通道开放 产生感受器电位例 听觉毛细胞 肌梭等各种门控通道完成的跨膜信号转导特点速度相对较快对外界作用出现反应的位点较局限 2019 12 21 67 由膜的特异受体蛋白质 G 蛋白和膜的效应器酶组成的跨膜信号转导系统 第二信使学说第一信使 激素 递质等效应器酶 腺苷酸环化酶 磷酯酶C等第二信使 cAMP IP3 DAG cGMP PG 前列腺素 钙离子等 2019 12 21 68 腺苷酸环化酶 环磷酸腺苷 AdenylateCyclase cAMP 2019 12 21 69 磷脂酶C Ca2 PLC Phospholipase C Ca2 2019 12 21 70 PLC 磷酯酶C 2019 12 21 71 2019 12 21 72 由酪氨酸激酶受体完成的跨膜信号转导 酪氨酸激酶 TyrosineKinase 2019 12 21 73 神经肌肉的兴奋和兴奋性ExcitationandExcitabilityofnerve muscle 两栖类 蛙 蟾蜍等 的坐骨神经腓肠肌标本研究神经肌肉组织的生理 2019 12 21 74 兴奋的概念相关影响因素组织细胞本身状态刺激 stimulus 兴奋 Excitation 2019 12 21 75 刺激的类型刺激的要素强度时间刺激的频率 2019 12 21 76 强度的变化率强度变化率对刺激能否引起组织兴奋有明显的影响 用下面的实验装置可证明 对同一神经肌肉标本来说 由于强度变化率的不同可影响组织能否兴奋 2019 12 21 77 强度 时间曲线 strength durationcurve 阈强度 thresholdintensity 简称阈值 threshold 指引起组织兴奋所必需的最小刺激强度阈刺激 thresholdstimulus 阈下刺激 subthresholdstimulus 阈上刺激 supraliminalstimulus 顶强度 maximalintensity 指引起组织最大反应的刺激强度 顶强度的刺激称为最大刺激 maximalstimulus 2019 12 21 78 基强度 rheobase b 时值 chronaxie ch 利用时 utilizationtime ut 2019 12 21 79 基强度 rheobase b 基强度指不再随刺激时间的增长而进一步减小的最小阈强度刺激电流作用时间足够长时的刺激阈强度 2019 12 21 80 利用时 utilizationtime ut 用基强度刺激引起组织兴奋所需的最短刺激时间称为利用时 2019 12 21 81 时值 chronaxie ch 用二倍基强度刺激引起组织兴奋所需的最短刺激时间称为时值 2019 12 21 82 阈下总和 subliminalsummation 如果单次刺激是阈下刺激 但在一定间隔时间内连续给予多次同样的刺激 通过总和同样可引起兴奋 2019 12 21 83 兴奋性的概念 兴奋性 Excitability 2019 12 21 84 兴奋性变化的四个时期 2019 12 21 85 绝对不应期 absoluterefractoryperiod 阈值无限大 兴奋性近于零神经纤维这个时期约0 3 1ms 心肌200 400ms相对不应期 relativerefractoryperiod 兴奋性较低 刺激强度超过阈值有可能引起兴奋 并逐渐恢复历时约3ms 2019 12 21 86 超常期 supernormalperiod 兴奋性恢复并轻度增高 超过正常水平 阈值低于正常历时约12ms低常期 subnormalperiod 兴奋性低于正常水平 阈值大于正常历时长 如神经纤维可达70ms 2019 12 21 87 绝对不应期的生理意义连续刺激不可能引起AP的融合AP产生的最大频率 1 绝对不应期 理论值 如蛙有髓神经纤维AP持续0 002s 2ms 则理论上第秒能产生和传导冲动1 0 002 500次 但实际上均少于这个数 2019 12 21 88 细胞生物电现象BioelectricPhenomenaofCell 生物电现象的发现和研究自然界电鱼的放电现象1791年意大利解剖医学家及物理学家LuigiGalvani 加尔瓦尼 1737 1798 发现神经的带电现象 2019 12 21 89 Galvani用二种金属 如铜 锌 做的镊子接触神经肌肉 发现肌肉的收缩现象Galvani首先制作的这种镊子现在在生理学实验中是用来检验所制标本机能活性的最常用而简易的刺激器称为铜锌弓 也此亦被称为Galvani镊子 2019 12 21 90 CarloMatteuci 1842年 发现肌肉的生物电现象EmilDuBios Reymond 1896年 发现了神经的损伤电位 而当刺激神经引起其活动 动作电位 后出现这个损伤电位的暂时消失或减小 2019 12 21 91 刺激B标本的神经 发现A标本的肌肉也会发生收缩 说明在B兴奋时 肌肉产生电变化而刺激了A标本的神经 继而引发A肌肉收缩 2019 12 21 92 2019 12 21 93 静息电位和动作电位RestingpotentialandActionpotential 相关技术支持1936年J Z Yong发现枪乌贼 squid 的无髓神经轴突 直径最大可达到1000 m左右细胞内记录微电极 直径0 2 1 0 m 2019 12 21 94 静息电位 Restingpotential RP 静息电位指细胞末受刺激时存在于细胞膜内外两侧的电位差 亦称静息膜电位 Restingmembranepotential RMP 或跨膜静息电位 transmembranerestingpotential 所有细胞均具有可兴奋性能产生并传导冲动 2019 12 21 95 2019 12 21 96 动作电位 Actionpotential AP 动作电位指细胞在静息电位的基础上发生的一次短暂的可传播的电位倒转AP产生的特点 全或无 allornone 现象 指在一个不稳定的系统内 反应的大小取决于这个系统所储存的能量 而不决定于引发这个反应的刺激的大小AP不重叠 即有绝对不应期传导性 即不衰减传导 2019 12 21 97 RP 2019 12 21 98 膜电位的变化极化polarization静息电位存在时膜两侧保持的内负外正去极化depolarization静息电位减小甚至消失的过程反极化contrapolarization膜内电位由零变为正值的过程超射overshoot膜内电位由零到反极化顶点的数值复极化repolarization去极化 反极化后恢复到极化的过程超极化hyperpolarization静息电位增大的过程 2019 12 21 99 2019 12 21 100 动作电位组成上升支下降支负后电位正后电位 2019 12 21 101 RP和AP产生的机理 离子学说 Ionictheory RP的形成 在正常的胞内pH条件下 胞内蛋白质和磷酸盐呈负电性这些阴性 离子 能吸引阳离子 这些阳离子能通过膜通道扩散 基本情况 2019 12 21 102 膜对K 的通透性高于Na K 泵分解一ATP能将3Na 运出2K 运进膜二侧存在离子浓度梯度 K i K o20 40 Na o Na i7 10所有这些使膜二侧带电性不同 2019 12 21 103 2019 12 21 104 2019 12 21 105 平衡电位 EquilibriumPotentials 假设仅一种离子 如K 可通过膜扩散产生的理论电位值电位差 Potentialdifference 在膜二侧电荷的大小差异 也就是膜二侧电位高低 电位差抵消推动扩散的浓度梯度 使某种离子的跨膜净移动为零 2019 12 21 106 假如K 是仅有的一种扩散离子 按照膜内比膜外高20 40倍计数 电位差Ex为 75 93mv 即K 平衡电位 K EquilibriumPotentials 可达到 90mV 南斯特平衡 NernstEquation 2019 12 21 107 2019 12 21 108 静息膜电位 RMP RestingMembranePotential RMP比Ek小 因为其它离子尤其是Na 同时能进入细胞内低速率的Na 内流和K 外流同时进行 膜电位 Vm MembranePotential 2019 12 21 109 RestingMembranePotential RP 65mV 2019 12 21 110 AP的形成 刺激引起去极化 depolarization 到阈电位 TP thresholdPotential 电压门控Na 打开 VG Voltagegated 内向的电化学梯度 electrochemicalgradients 正反馈过程 2019 12 21 111 电压门控K 通道打开外向的电化学梯度负反馈过程膜电位的变化就产生动作电位 2019 12 21 112 Hodgkincycle当细胞膜受到刺激后开始去极化 Depolarization 引起Na 通道开放 钠电导增加 Na 流入膜内 使膜内正电荷增加 去极化 这一过程又能促进膜Na 通道开放 进一步加速膜去极化过程 如此循环使Na 流入膜内的速度增加 完成膜去极化 这是一种去极化 Na 通道开放增加 钠电导增加 Na 内流 促进去极化的正反馈过程 也称Hodgkincycle 2019 12 21 113 2019 12 21 114 Na 扩散增加产生AP稍后K 扩散增加 2019 12 21 115 AP完成 Na K 泵排出Na 泵入动作电位具有 全或无 Allornone 现象当刺激达到阈电位时就产生最大的电位变化强度编码 CodingforIntensity 通过增加的频率编码刺激强度 2019 12 21 116 AP形成的相关事件 阈电位 TP ThresholdPotential 能使膜上Na 通道突然开放的临界膜电位值称为阈值膜电位 简称阈电位阈电位的特性是引起膜上Na 通道的激活对膜去极化的正反馈外加刺激使膜发生去极化 当静息电位值减少到某个临界值 阈电位 时 膜才会突然出现锋电位上升支 Hodgkincycle 它已不依赖于原来刺激的强度 2019 12 21 117 电压门控Na 和K 通道 膜片箝 patchclamp 方法的建立为这些通道研究提供了技术上的支撑Na 通道是膜中的内在蛋白 中央为亲水性孔道 有m门和h门 2019 12 21 118 离子通道的活动静息状态restingstate m关h开激活状态activestate 全开失活状态inactivestate m开h关复活Recovery 离子通道从失活到静息状态的过程未激活状态Deactivestate m关 2019 12 21 119 兴奋性与Na 通道活性状态的关系绝对不应期与Na 通道的性状 Na 通道失活相对不应期与Na 通道的性状 部分复活超常期的机制 Na 通道备用 膜电位与阈电位较近低常期的机制 Na 通道备用 膜电位与阈电位较远静息期与Na 通道的性状 备用 关闭 2019 12 21 120 Na 通道有电压感受器 能被去极化所激活 开放 Na 通道对离子有高度的选择通透性 但并不是只对Na 具通透性河豚毒素 tetrodotoxin TTX 可选择性地阻断Na 通道 一个TTX分子可阻断一个Na 通道 2019 12 21 121 2019 12 21 122 2019 12 21 123 K 通道在去极化时也被激活 其活性缓慢增加 所以是一种延迟激活 并且随复极化而失活 这个过程是负反馈 这种K 通道不同于膜上形成静息电位的K 通道 2019 12 21 124 K 通道可被四乙胺 tetraethylammonium TEA 阻断普鲁卡因是Na K 通道二类通道的共同阻断剂 2019 12 21 125 2019 12 21 126 2019 12 21 127 局部反应 兴奋 Localresponse 细胞受阈下刺激时 少量通道开放 少量Na 内流造成去极化和电刺激本身形成的去极化型电紧张电位叠加起来 在受刺激的局部膜上出现轻度的达不到阈电位水平的去极化局部兴奋的特征电紧张性扩布 electrotonicpropagation 无 全或无 现象可以叠加或总和 时间性总和 空间性总和 2019 12 21 128 2019 12 21 129 局部兴奋 动作电位的锋电位 2019 12 21 130 局部反应与AP的区别 2019 12 21 131 神经干的复合动作电位 compoundactionpotential 实验装置 神经屏蔽合 2019 12 21 132 实验中所测得的双相动作电位常见形态 不对称 第一相历时短 强度大第二相历时长 强度小 结果 2019 12 21 133 成因分析 2019 12 21 134 2019 12 21 135 神经干复合动作电位的多锋现象 神经干有很多种不同的神经纤维不同的神经纤维数量 传导兴奋的速度均不同 2019 12 21 136 传导的一般性质 动作电位的传导ConductionofAP localcircuittheory 2019 12 21 137 一个动作电位不可能传遍整个轴突每个动作电位作为一个刺激 刺激其相邻的下一个区域产生一个新的动作电位 通过电压门控通道 2019 12 21 138 无髓鞘轴突的传导 兴奋和未兴奋区域膜内 膜外均存在电位差 局部电流内流的Na 引起相邻膜去极化 传导动作电位传导速度慢 2019 12 21 139 有髓鞘轴突 MyelinatedAxon 的传导 髓鞘 Myelin 能阻断Na 和K 通过细胞膜仅郎飞氏节 NodesofRanvier 部位有Na 和K 电压门控通道 这儿能发生去极化产生AP踊跃式传导 Saltatoryconduction leaps 传导速度快 2019 12 21 140 2019 12 21 141 2019 12 21 142 神经传导的一般特征 生理完整性包括结构和功能的完整性绝缘性神经干中有许多纤维 有传入 传出 互相不干扰双向性和单向性刺激纤维可双向传导 在体内单向传导相对不易皮劳性与突触比较很不易皮劳非衰减性 2019 12 21 143 神经肌肉接点 neuromuscularjunction 的结构接点是神经肌肉发生接触的部位 能将神经纤维的冲动传递到肌纤维上的特殊结构主要结构包括终板 或突触 前膜 终 板 膜 突触后膜 及突触间隙三个部分组成 兴奋的传递transmissionofexcitation 2019 12 21 144 2019 12 21 145 2019 12 21 146 2019 12 21 147 Synapticcleft 100 500 2019 12 21 148 100 500 2019 12 21 149 接点的传递过程 AP传导到末梢 末梢去极化引起末梢膜上Ca2 通道开放 Ca2 进入末梢 降低轴浆的粘度 消除前膜内的负电性 突触小泡向前膜移动并与前膜融合 突触小泡释放Ach到间隙 兴奋 分泌耦联excitation secretioncoupling Ach在间隙扩散 2019 12 21 150 Ach与终板膜上受体通道结合 通道开放 Na K 的通透性增加 正离子循电化学梯度流经通道 产生突触后电流 终板膜静息电位减小 即去极化 产生EPP Endplatepotential 终板电位 EPP超过阈电位 引发肌膜AP 间隙内有胆碱酯酶 AchE 能很快分解Ach 使其失活 解除对受体通道的结合 保证一次冲动使肌肉收缩一次 1 1 同时也为下一次冲动的传递作好准备 2019 12 21 151 传递过程相关因素探讨 兴奋 分泌耦联 excitation secretioncoupling 神经末梢的兴奋从动作电位 经过一定的机制转换为物质分泌的过程Ca2 胞外低Ca2 浓度可阻碍Ach释放 Mg2 对Ca2 有拮抗作用可减少Ach释放 2019 12 21 152 量子释放 quantumrelease 突触小泡释放Ach是以囊泡为单位 称一个量子 释放 每冲动约释放有200 300个 在神经纤维无冲动传到末梢时 突触小泡自发地随机释放Ach 2019 12 21 153 受体通道分子Ach的受体和通道是膜上的同一蛋白质分子 属N2 由四个亚单位 构成的五聚体 每个分子上有二个Ach受体位点 位于 上竞争性阻滞 箭毒 三碘季胺酚 银环蛇毒素具争夺受体的作用 为阻断剂 可阻滞接头传递 2019 12 21 154 2019 12 21 155 这种通道是一种化学门控通道 当结合了Ach后即能使通道打开 打开后对Na K 具有相同的通透性 但膜电位的不同使对Na K 有不同的流量 在静息电位水平 Vm Vk Na 内流大于K 外流膜去极化 去极化后 当Vm VNa时 K 外流大于Na 内流 在某一中间水平时 约 15mv 膜净电流 0 这时的膜电位称为逆转电位 reversalpotential 2019 12 21 156 Ligand OperatedAChChannels 2019 12 21 157 2019 12 21 158 终板电位 Endplatepotential EPP 在冲动的作用下 突触小泡释放Ach后在终板膜上的电位降低 这种电位仅限于终板膜区 而随传播距离而很快衰减 不具 AllorNone 现象在神经纤维无冲动传到末梢时 突触小泡自发地随机释放Ach 引起终板膜电位改变 这种电位称小终板电位 miniatureendplatepotential MEPP 但不能引发肌膜AP 2019 12 21 159 2019 12 21 160 2019 12 21 161 乙酰胆碱酯酶 Acetylcholinesterase AchE Ach在传递冲动后应及时清除才能保证正常不断传递 间隙内有胆碱酯酶 AchE 能在2ms内将其水解掉毒扁豆碱可增强兴奋传递 因为其可阻止Ach被水解 是AchE的抑制剂 2019 12 21 162 AChE 失活Ach 防止持续刺激 2019 12 21 163 依色林 新斯的明等使胆碱酯酶不能分解Ach 有机磷农药如敌百虫 乐果 敌敌畏对该酶有抑制作用 从而引起中毒症状 造成肌肉挛缩 解毒药物有解磷定等 可恢复胆碱酯酶活性 尼古丁 nicotine 也有增加兴奋作用滕西隆能专一保护Ach不被胆碱酯酶水解 2019 12 21 164 传递的特点单向性传递时间延搁0 5 1 0ms易感性易受化学物质或其它因素的影响易疲劳性 2019 12 21 165 骨骼肌细胞的兴奋和收缩ExcitationandcontractionofskeletalmuscleCells SMC 2019 12 21 166 2019 12 21 167 肌原纤维 myofibril 与肌小节 sarcomere 肌细胞即肌纤维内有大量的肌原纤维肌纤维和肌原纤维上均可见明带和暗带 lightandDarkband 肌纤维的亚显微结构 2019 12 21 168 肌原纤维由肌丝 myofilament 构成 肌丝分粗肌丝 thickfilament 和细肌丝 thinfilament 粗肌丝由肌球蛋白 myosin 细肌丝由肌动蛋白 actin 等构成 肌丝规则排列可见I带 A带 H区 Z线等结构肌原纤维上相邻二条Z线间的一段肌原纤维为一个肌小节 sarcomere 肌小节是肌细胞的基本功能单位 2019 12 21 169 2019 12 21 170 2019 12 21 171 肌 小 节 2019 12 21 172 头具有ATP酶活性 能与肌动蛋白结合 Amyosinmoleculeiselongatedwithanenlargedheadattheend 2019 12 21 173 许多肌球蛋白分子构成粗肌丝 头暴露在外 2019 12 21 174 细丝由三类蛋白构成 肌动蛋白 actin 原肌球蛋白 tropomyosin 和肌钙蛋白 troponin 7个肌动蛋白单体分子 Gactin 的长度相当于一个原肌球蛋白分子的长度 每条原肌球蛋白分子上结合一组肌钙蛋白肌钙蛋白由三个亚单位组成 TnT 结合在原肌球蛋白上 TnC 结合Ca2 TnI 是抑制肌动蛋白和肌球蛋白相互作用的亚单位 2019 12 21 175 2019 12 21 176 2019 12 21 177 2019 12 21 178 2019 12 21 179 肌管系统 内膜系统internalmembranesystem 指包绕在每一条肌原纤维周围的膜性束管状结构 由来源和功能都不同的两组独立的系统所组成横管系统 transversetubule T管 由肌细胞的表面膜向内凹入形成的纵管系统 longitudinaltubule L管 包绕在肌原纤维周围的肌管系统 是肌质网 sarcoplasmicreticulum 肌管系统 Sarcotubularsystem 2019 12 21 180 Ltubule 终 末 池 三联管 2019 12 21 181 2019 12 21 182 2019 12 21 183 T L AP沿膜和T管传导终末池释放和储存Ca2 2019 12 21 184 肌肉收缩的机理MechanismsofContraction 肌丝滑行 SlidingFilamentTheory Huxley于1954年提出 在肌肉收缩时 肌小节的缩短是细肌丝在粗肌丝之间向粗肌丝中心主动滑行的结果 而粗 细肌细的长度不变 2019 12 21 185 肌丝滑行的过程 细肌丝肌动蛋白上有肌球蛋白头的结合位点在肌肉舒张期 结合位点被原肌球蛋白覆盖 原肌球蛋白上有肌钙蛋白分子Ca 结合到肌钙蛋白上肌钙蛋白 原肌球蛋白复合物移动肌动蛋白上活化的结合位点暴露 Ca 结合到肌钙蛋白 Ca bindstotroponin 2019 12 21 186 横桥是肌球蛋白头与肌动蛋白位点结合形成的肌球蛋白头有一个ATP结合位点肌动蛋白头具ATP酶功能横桥的摆动作功产生肌丝滑行 横桥 crossbridges 的摆动 2019 12 21 187 2019 12 21 188 2019 12 21 189 2019 12 21 190 第一步 肌球蛋白头结合到肌动蛋白纤维形成横桥肌球蛋白分解ATP为ADP和PiADP和Pi保持结合在肌球蛋白直至头与肌蛋白结合Pi释放 摆动作功 2019 12 21 191 第二步 肌球蛋白头弯曲拉动肌动蛋白丝 头消耗能量产生位移 这是一个作功过程 powerstrokeorworkingstroke 横桥作功摆动拉动肌动蛋白向A带中央滑行作功摆动末 肌动蛋白结合新的ATP 释放出ADP 2019 12 21 192 第三步 ATP使肌球蛋白头脱离结合位点结合新ATP ADP释放 引起横桥断开 2019 12 21 193 第四步 肌球蛋白头回位 翘起 准备结合肌动蛋白位点 进行下一次摆动横桥分离准备再