第二章细胞的基本功能4

1、生生 理理 学学 physiology 生理学教研室生理学教研室 刘文彦刘文彦数值数值: :骨骼肌约骨骼肌约-90;-90;神经约神经约-70-70;平滑肌约平滑肌约-55;-55;红细胞约为红细胞约为-10mv.-10mv.复习：复习： rp rp：主要是由：主要是由k k+ +外流外流形成的；接近形成的；接近k k+ +平衡电位平衡电位 注意：注意：极化极化: : 平稳的平稳的rprp存在时膜电位存在时膜电位外正内负外正内负的状态的状态; ;超极化超极化: : rp增大增大的过程或状态；的过程或状态；去极化去极化( (除极化除极化): ): rp减小减小的过程或状态；的过程或状态；反极化反

2、极化: : 去极化至零电位后膜电位进一步变为去极化至零电位后膜电位进一步变为正值正值; ; 超射超射: : 膜电位膜电位高于零电位高于零电位的部分；的部分；复极化复极化: : 细胞膜去极化后再向细胞膜去极化后再向rprp方向方向恢复恢复的过程。的过程。 apap上升支上升支apap下降支下降支离子跨膜流动的条件：离子跨膜流动的条件： 膜两侧对离子的膜两侧对离子的电化学驱动力电化学驱动力 （浓度差浓度差电位差电位差方向和速度方向和速度） 膜对离子的膜对离子的通透性通透性 （膜上膜上离子通道离子通道随机随机开放开放和和关闭关闭的总和效应）的总和效应） na na+ +通道的特点：通道的特点： 去极

3、化程度越大，其开放的概率也越大，是去极化程度越大，其开放的概率也越大，是 电压依赖性电压依赖性的；的； 开闭是开闭是全或无全或无式的，并且开、闭之间的式的，并且开、闭之间的转换转换 速度非常快速度非常快; ; 至少存在至少存在关闭、激活和失活关闭、激活和失活三种功能状态，三种功能状态， 其形成与分子内部存在两种门控机制有关。其形成与分子内部存在两种门控机制有关。（三）动作电位的传播（三）动作电位的传播 ( (不衰减不衰减) ) （1 1）无髓鞘的神经纤维：）无髓鞘的神经纤维：局部电流局部电流 图图2-16 2-16 无髓鞘神经纤维兴奋的传播原理无髓鞘神经纤维兴奋的传播原理动作电位前方动作电位前

4、方电紧张电位电紧张电位的的波前波前 （2 2）有髓鞘的神经纤维：）有髓鞘的神经纤维：跳跃式传导跳跃式传导 ( (速度快速度快 节能节能) ) （四）缝隙连接（四）缝隙连接: :6 6个个连接蛋白连接蛋白单体单体 ( (亲水性孔道亲水性孔道) )神经、心肌、肝和晶状体上皮细胞神经、心肌、肝和晶状体上皮细胞等等 通常是通常是开放开放的的允许允许水溶性水溶性分子和分子和离子离子通过通过 膜的膜的电阻电阻很低很低apap通过流经缝隙连接的通过流经缝隙连接的局部局部电流电流直接传播到另一个细胞直接传播到另一个细胞 意义意义：使相临的细胞对某些信号作出：使相临的细胞对某些信号作出协同反协同反应应, ,出现

5、同步化活动。出现同步化活动。 四、局部电位四、局部电位 ( (一一) )概念概念 膜外膜外正电极正电极下下超极化电紧张电位超极化电紧张电位 刺激很刺激很弱弱nana+ +通道通道未激活未激活 膜外膜外负电极负电极下下去极化电紧张电位去极化电紧张电位 刺激稍刺激稍强强少量少量nana+ +通道通道激活激活在电紧张电位基础上在电紧张电位基础上进一步去极化进一步去极化这种产生于膜的局部、较小的去极化反应称为这种产生于膜的局部、较小的去极化反应称为局部局部反应反应(local response)(local response)，产生的电位称为，产生的电位称为局部电位局部电位。 （二）特点（二）特点 等

6、级性等级性：不是不是“全或无全或无”式式的的电紧张扩布电紧张扩布：传播距离增加：传播距离增加 衰减衰减无不应期无不应期：时间总和时间总和或或空间总和空间总和 时间总和时间总和空间总和空间总和 图图2-12 2-12 局部电位和动作电位的产生与传播局部电位和动作电位的产生与传播注射电流注射电流示意刺激的性质和强度；示意刺激的性质和强度；电极电极a a 紧靠刺激部位，可同时记录到局部电位紧靠刺激部位，可同时记录到局部电位和动作电位；和动作电位；电极电极b b 距刺激电极距刺激电极5cm5cm，记录到沿神经纤维传播的动作电位，记录到沿神经纤维传播的动作电位 五、可兴奋细胞及其兴奋性五、可兴奋细胞及其

7、兴奋性（一）兴奋和兴奋性概念的变迁（一）兴奋和兴奋性概念的变迁 活组织或细胞对刺激活组织或细胞对刺激（stimulusstimulus）发生反应发生反应 的能力，称为的能力，称为兴奋性兴奋性（excitabilityexcitability），），而由刺激而由刺激 引起的反应，称为引起的反应，称为兴奋兴奋（excitationexcitation），），这是生理这是生理 学上学上最早最早关于兴奋性和兴奋的定义。关于兴奋性和兴奋的定义。 其中的其中的刺激是因刺激是因，反应是果反应是果。 在近代生理学中：在近代生理学中：兴奋性兴奋性是指细胞受到刺是指细胞受到刺激时产生动作电位的能力，而激时产生动作

8、电位的能力，而兴奋兴奋就是指产生就是指产生了动作电位，或者说产生了动作电位才是兴了动作电位，或者说产生了动作电位才是兴奋。奋。神经神经 冲动冲动肌肉肌肉 电电变化（变化（apap） 收缩收缩腺体腺体 分泌分泌 凡在接受凡在接受刺激刺激后能产生后能产生动作电位动作电位的细胞，的细胞，称为称为可兴奋细胞可兴奋细胞（excitable cellexcitable cell）或）或电可兴电可兴奋细胞奋细胞。 电压门控钠通道电压门控钠通道 刺激刺激 动作电位动作电位 电压门控钙通道电压门控钙通道 （兴奋）（兴奋）（二）阈刺激（二）阈刺激 刺激刺激是指细胞所处是指细胞所处环境因素的变化。环境因素的变化。

9、刺激的刺激的强度强度 刺激的刺激的持续时间持续时间 刺激刺激强度对时间的变化率强度对时间的变化率 阈强度阈强度(threshold intensity,(threshold intensity,阈值阈值) )：在刺激的：在刺激的持续持续 时间时间以及刺激以及刺激强度对时间的变化率强度对时间的变化率不变的情况不变的情况 下，刚能引起细胞兴奋或产生动作电位的下，刚能引起细胞兴奋或产生动作电位的最小刺最小刺 激强度激强度。 阈刺激：阈刺激：相当于阈强度的刺激相当于阈强度的刺激 阈下刺激：阈下刺激：小于阈强度的刺激小于阈强度的刺激 阈上刺激：阈上刺激：大于阈强度的刺激大于阈强度的刺激 阈刺激或阈强度阈

10、刺激或阈强度 衡量细胞兴奋性的指标衡量细胞兴奋性的指标 （三）细胞兴奋后兴奋性的变化（三）细胞兴奋后兴奋性的变化 小贴士小贴士: :干扰细胞电活动的药物及其应用干扰细胞电活动的药物及其应用离子通道离子通道( (靶点靶点) )钠通道阻断剂钠通道阻断剂: : 抑制神经纤维抑制神经纤维apap局麻局麻 抑制中枢神经元异常放电抑制中枢神经元异常放电治疗癫痫治疗癫痫 抑制抑制异常兴奋环路中异常兴奋环路中apap终止快速心律失常终止快速心律失常钙通道阻断剂钙通道阻断剂: : 减少减少caca2+2+的流入的流入血管平滑肌舒张血管平滑肌舒张bpbp新型的钙通道激动剂新型的钙通道激动剂: : 激动心肌细胞钙通

11、道激动心肌细胞钙通道强心药强心药 第四节第四节 肌细胞的收缩肌细胞的收缩 横纹肌横纹肌 平滑肌平滑肌 骨骼肌骨骼肌 心肌心肌 平滑肌平滑肌 随意肌随意肌 非随意肌非随意肌 根据根据功能功能特性特性根据根据神经神经支配支配根据根据形态形态学特点学特点 一、横纹肌一、横纹肌 （骨骼肌骨骼肌和心肌）和心肌）（一）骨骼肌神经（一）骨骼肌神经- -肌接头处兴奋的传递肌接头处兴奋的传递 1 1结构基础：结构基础： ( (电镜电镜) ) 2.2.传递过程传递过程 神经纤维动作电位神经纤维动作电位接头前膜去极化接头前膜去极化 电压门控钙通道开放电压门控钙通道开放 囊泡与接头前膜融合、囊泡与接头前膜融合、 ac

12、hach释放释放caca2+2+进入神经末梢进入神经末梢 achach结合并激活结合并激活achach受体通道受体通道 终板膜对终板膜对nana、k k 通透性通透性终板终板电位电位 肌膜动作电位肌膜动作电位n-mn-m接头处的兴奋传递过程接头处的兴奋传递过程caca2 2通道开放通道开放caca2 2向膜内流动向膜内流动 囊泡与接头前膜融合、囊泡与接头前膜融合、 achach释放释放 achach结合并激活结合并激活achach受体通道受体通道 终板膜对终板膜对nana、k k通透性通透性3.3.特点特点（1 1）单向传递；）单向传递；（2 2）时间延搁；）时间延搁；（3 3）1 1对对1

13、1的关系：的关系： achach释放的量释放的量; ;胆碱酯酶胆碱酯酶 （4 4）易受环境因素和药物的影响。）易受环境因素和药物的影响。 肌无力综合征肌无力综合征自身免疫抗体自身免疫抗体caca2+2+通道通道 肉毒杆菌毒素肉毒杆菌毒素接头前膜接头前膜achach释放释放 筒箭毒筒箭毒和和银环蛇毒银环蛇毒阻断阻断achach受体通道受体通道 重症肌无力重症肌无力自身免疫抗体自身免疫抗体achach受体通道受体通道 影响胆碱酯酶的作用：影响胆碱酯酶的作用： 有机磷农药有机磷农药，新斯的明新斯的明抑制抑制胆碱酯酶胆碱酯酶活性活性4.4.注意注意 神经肌肉接头处的信息传递是神经肌肉接头处的信息传递是“电电- -化学化学- -电电”过过程程; ; 一个囊泡中所含的一个囊泡中所含的ach,ach,称为称为一个量子的一个量子的achach, , 量子式释放量子式释放(quantal release)(quantal r