生理学 动作电位 肌肉收缩原理

第二章细胞的基本功能，细胞的基本结构：细胞膜的物质转运功能：细胞的信号转运功能：细胞的生物电现象：骨骼肌细胞收缩功能：本章要求掌握1 .单纯扩散、易化扩散的概念，形式和特征2 .核电站性能转运的概念和转运机制3 .静定电位、 动作电位的概念和发生机制4 .动作电位、局部反应的特征5 .兴奋传导同一细胞的形式和特征6 .兴奋收缩结合的概念及其结合物。 第一节细胞膜的结构和物质输送功能，第一、细胞膜的结构概要细胞膜主要由脂质和蛋白质构成，而且有极少量的糖类物质。 液态马赛克模型(fluidmosaicmodel )的基本内容是，膜以液态脂双分子层为基础，其中嵌入了具有不同分子结构和生理功能的蛋白质。 细胞膜的液态镶嵌模型，二、细胞膜物质转运功能，胞外、细胞内、转运方式：1，单纯扩散： 2，易化扩散：载体方式：通道方式： 3，积极转运： 4，团块物质：进入细胞：(一)，单纯扩散，概念：是简单的物理扩散，与生物学转运机制无关。 脂溶性物质的顺浓度差通过细胞膜的过程。 例如O2、CO2、NH3的特征：顺浓度差不消耗能量的扩散因素：膜两侧的浓度差膜对物质的透过性、易化扩散，概念：不溶于脂质或难溶性的物质被脂蛋白质帮助，顺浓度差通过细胞膜的过程。 类型：载流子输送沟道输送电压的栅极化学栅极控制，1、通过载流子的易化扩散，2、通过沟道的易化扩散图像，栅极离子沟道分为3种：1.电压的栅极控制沟道：膜极化为一定电位时开路， 神经元上的Na通道等2 .化学门通道：受到膜环境中某种化学物质的影响而开放，这种化学物质(基因)主要来源于细胞外液，例如激素、传导物质等3 .机械门通道：受到膜的局部牵引变形时被激活，触觉的神经末端、听觉的毛细胞等易化扩散的影响因素膜两侧的物质浓度差和电位差膜上的载体数量和通路开放的数易化扩散的特征特异性(载体)，(通路)饱和现象竞争性地被抑制； (3)积极旋转，细胞通过自身的能量消耗过程，使某种物质的分子和离子从膜的低浓度侧向高浓度侧移动的过程。 分类：核电站性能运输、连续发电性能运输的差异：核电站性能运输：直接利用ATP能源的连续发电性能运输：间接利用ATP能源特征，根据能源与电和化学的差异，对核电站性能运输的印象、连续发电性能运输、钠和钾泵(sodium-potassiumpump ) 作用：消耗代谢能量时，反浓度差使细胞内的3个Na向膜外移动，同时使细胞外的2个k向膜内移动，因此保持了膜内高度k和膜外高度Na的不均衡离子分布。意义：钠泵活动引起的细胞内高度k是许多代谢过程的必要条件钠泵向细胞内排出Na后水分子减少，对维持细胞正常体积有意义钠泵活动能够输送钠钾离子的反浓度差和电位差，建立电势储藏该势能是细胞内外的Na和k等沿着浓度差和电位差移动的能源。主动运输和被动运输的不同，主动运输、被动运输需要细胞提供能量，不需要外部能量，进一步增大反电化学势差、正向化学势差、膜两侧的浓度差，进一步减小膜两侧的浓度差，(4)输入细胞和输出细胞，第二节细胞的穿膜G蛋白结合受体介导的信号转导酶联受体介导的信号转导分别通过不同的细胞信号分子完成信号转导。(1)用离子通道完成的跨膜信号传输；1 )化学栅通道或配体栅通道：用化学物质控制通道的开关：(传输物质、激素等)例：最终板膜化学栅通道2、栅通道：用跨膜电位的大小控制通道的开关例如钠通道、膜电位控制3、机械门通道：例如听觉毛细胞、通过g蛋白结合受体的信号转导、由膜受体-g蛋白-膜效应酶组成的膜贯通信号转导系统和第二信使系统物质的生成、第二信使学说， g蛋白-GDP第一信使RG蛋白-GTP效应酶激酶第二信使，其他第二信使前体细胞功能的变化、1信使：激素、转导物等2个效应酶：腺苷酸环化酶、磷酸酯酶c等3个信使IP3，DG受体-G蛋白-AC途径： cAMP受体-G蛋白-PLC途径： IP3，DG，受体-G蛋白-AC途径，受体-G蛋白-PLC途径，磷脂酰胆碱肌醇三磷酸肌醇二酰基甘油(3)酪氨酸酶受体介导的跨膜胰岛素和细胞因子受体本身具有酪氨酸酶活性时，通过直接激活蛋白激酶引起受体本身酪氨酸磷酸化和细胞内蛋白酪氨酸残基磷酸化，实现细胞外信号调节细胞功能。 受体完成的跨膜信号受体：与细胞中的化学物质特异性结合，引起细胞特异性生物学效应的特殊结构。 受体的本质：蛋白质和酶受体的特征：特异性饱和性可逆性的第二信使学说：激素受体第二信使酶活化、激素的作用机制： 1、通过膜受体传递控制信息：第二信使学说2、 通过细胞内受体传递控制信息：基因表达学说、基因表达学说、第三节细胞的生物电现象、生物电(bioc-lectricity ) :所有活细胞处于静止状态还是活动状态都存在的电现象。膜间电位发生机制，(1)静定电位，静定电位(restingpotential，RP )是细胞处于静定状态时存在于细胞膜两侧的电位差。 意义：是工作电位产生的基础。发生条件主要有两个。 细胞内外各种离子浓度分布不均匀，浓度差异在不同状态下，细胞膜对各种离子的渗透性不同。静定电位发生机构1、静定电位发生机构2、(2)动作电位、概念：动作电位(actionpotential，AP )是指细胞被刺激时基于静定电位而发生的可扩散的电位变化。 意思：是细胞处于兴奋状态的标志。 阈值电位：能够触发动作电位的膜电位阈值。 阈值电位比正常静定电位的绝对值小约1020mV。 工作电位发生条件：静电电位去极化达到阈值电位水平。神经纤维AP、心肌细胞AP、动作电位特征；(动作电位发生时达到其最大值，其变化幅度不随刺激的增强而增大；(衰减性传导：动作电位发生在细胞膜的某部位时，会立即传播到整个细胞膜，但其幅度不随传播距离的增加而减小， 能够迅速传播到整个细胞膜的脉冲式：由于绝对不应期的存在，动作电位不会重叠，形成动作电位之间始终有一定间隔的脉冲式模式。兴奋传导到同一细胞，a静止后，b兴奋后，c传导过程中，动作电位形成机构1、动作电位形成机构2、(3)、局部电位、概念：未达到阈值电位的局部去极化。局部反应和动作电位的差异是，膜电位状态，保持在极化细胞膜两侧的内负外正的状态。 去极化静定电位减少或消失的过程。 反极化膜内的电位从零变为正值的过程。 复极化去除极化，反极化后返回极化过程。 超极化静定电位增大的过程。、第四节肌细胞收缩功能，本节主要以骨骼肌为例，探讨骨骼肌细胞结构2、神经兴奋如何引起骨骼肌收缩，影响神经肌关节部的兴奋传递、兴奋收缩耦合、肌丝滑行说3、骨骼肌收缩模式4、骨骼肌收缩的因素。 内容要旨：1，骨骼肌细胞的构造，骨骼肌细胞/肌纤维，肌原纤维的构造，细肌丝，横桥作用：与肌动蛋白质结合，扭转、解离、复位、再结合.具有ATP酶活性，肌管系，三连管，肌管系作用，骨骼肌细胞的构造，骨骼肌细胞/肌纤维，2， 神经肌肉接合部的兴奋的传达，神经肌肉接头兴奋传达过程，神经肌肉接头兴奋传达特征，3，兴奋收缩结合，概念：骨骼肌细胞兴奋时筋膜产生的电变化引起肌肉收缩的机械变化的过程，肌肉丝滑行过程，骨骼肌收缩过程，5，骨骼肌的收缩形式，(1)等长收缩：张力等张收缩：长度短张力不变的肌肉收缩形式。骨骼肌收缩形式，单收缩：肌肉受单次刺激出现的独立收缩。骨骼肌收缩形式；复合收缩：肌肉受到高频刺激出现的重叠收缩。6，影响骨骼肌收缩的因素，前负荷：肌肉收缩前遇到的负荷。 初始长度：肌纤维因前负荷而位于的初始长度。 前负荷对收缩的影响：在一定范围内，前负荷越大，初始长度越长，收缩力越大最适合初始长度时，肌肉收缩时肌肉产生最大张力前负荷过大，初始长度过长收缩力下降。不同初期长度的粗细，细筋线的重叠情况和张力的关系的模式表示，(2)后负荷：筋收缩过程中受到的负荷。 后负荷对收缩的影响：先发生张力，后缩短，发生后张力不增加后负荷越大，张力越慢，缩短的初始速度和总长度越小，影响肌肉收缩效果的肌肉内部功能状态。 收缩能力好收缩效果好收缩能力差收缩效果差，心肌、心肌收缩具有以下特点：1.“全”式收缩2 .对细胞外液Ca2的依赖性3 .心肌细胞能抵抗过度伸长的特性、复习问题，1 .细胞膜的物质输送方式是什么？ 简述钠钾泵的作用及意义。 2 .简要阐述了静定电位的产生机理和影响静定电位大小的因素。 3 .什么是动作电位？ 简述了工作电位的产生原理和特点。 4 .神经纤维动作电位的传导形式是什么？其传导特点是什么？5 .试验骨