生理学 2 细胞

1、1第二章第二章 细胞的基本功能细胞的基本功能本章教学要求本章教学要求1.了解细胞膜的化学组成和分子结构了解细胞膜的化学组成和分子结构2.掌握掌握细胞膜的物质转运功能细胞膜的物质转运功能3.了解细胞跨膜信号转导功能了解细胞跨膜信号转导功能4.掌握掌握生物电产生和兴奋传导的基本原理生物电产生和兴奋传导的基本原理5.熟悉神经肌接头的兴奋传递过程熟悉神经肌接头的兴奋传递过程6.熟悉骨骼肌的兴奋收缩熟悉骨骼肌的兴奋收缩-耦联过程耦联过程7.了解骨骼肌收缩机制了解骨骼肌收缩机制 外部表现外部表现 力学分析和平力学分析和平滑肌的生理特性滑肌的生理特性2第一节第一节 细胞膜的结构和物质转运功能细胞膜的结构和物

2、质转运功能3一、细胞膜的结构概述一、细胞膜的结构概述4二、物质的跨膜转运二、物质的跨膜转运n被动转运被动转运p指物质顺指物质顺电位或化电位或化学梯度的学梯度的转运过程转运过程n主动转运主动转运p指物质逆指物质逆浓度梯度浓度梯度或电位梯或电位梯度的转运度的转运过程过程5一、被动转运一、被动转运n(一一)单纯扩散单纯扩散(simple diffusion)p1.概念概念:脂溶性的和少数分子很小的水溶性脂溶性的和少数分子很小的水溶性的物的物质通过脂质双层由高浓度一侧向低浓度一侧转运质通过脂质双层由高浓度一侧向低浓度一侧转运的过程的过程,称为单纯扩散称为单纯扩散CO2i CO2oO2o O2i6(一一

3、)单纯扩散单纯扩散(simple diffusion)n2.特点特点p扩散速率高扩散速率高p无饱和性无饱和性p不依靠特殊膜蛋白质的不依靠特殊膜蛋白质的“帮助帮助”p不需另外消耗能量不需另外消耗能量7(一一)单纯扩散单纯扩散(simple diffusion)n3.转运的物质转运的物质pO2 CO2 NH3 N2 尿素尿素 乙醚乙醚 乙醇乙醇 类固醇类激类固醇类激素等少数几种素等少数几种p注注:膜对膜对H2O具高度通透性具高度通透性,H2O除单纯扩散外除单纯扩散外,还可通过水通道跨膜转运还可通过水通道跨膜转运8(二二)易化扩散易化扩散(facilitated diffusion)n1.概念概念:

4、 一些一些非脂溶性非脂溶性或或脂溶解度甚小脂溶解度甚小的物的物质质,需特殊膜蛋白质的需特殊膜蛋白质的“帮助帮助”下下,由膜的高浓由膜的高浓度一侧向低浓度一侧移动的过程度一侧向低浓度一侧移动的过程n2.分类分类p经通道的易化扩散经通道的易化扩散p经载体的易化扩散经载体的易化扩散9(二二)易化扩散易化扩散(facilitated diffusion)n (1)经通道的易化扩散经通道的易化扩散p转运典型物质转运典型物质:各种带电离子各种带电离子p特征特征:高速度高速度 离子选择性离子选择性 门控门控p分为分为:化学门控通道化学门控通道 电压门控通道电压门控通道 机械门控通道机械门控通道 K+i K+

5、o10(二二)易化扩散易化扩散(facilitated diffusion)n(2)经载体的易化扩散经载体的易化扩散p转运的物质转运的物质:葡萄糖葡萄糖(GL)、氨基酸、氨基酸(AA)等小分子亲等小分子亲水物质水物质p特征是特征是:饱和现象结构特异性竞争抑制饱和现象结构特异性竞争抑制 11二、主动转运二、主动转运(active transport)n概念概念:指物质逆浓度梯度的转运过程指物质逆浓度梯度的转运过程n特点特点p需要消耗能量需要消耗能量,能量由分解能量由分解ATP来提供来提供p依靠特殊膜蛋白质依靠特殊膜蛋白质(泵泵)的的“帮助帮助”p是逆电是逆电-化学梯度进行的化学梯度进行的12二、

6、主动转运二、主动转运(active transport)n分类分类p原发性主动转运原发性主动转运(简称简称:泵转运泵转运)p继发性主动转运继发性主动转运(简称简称:联合转运联合转运)p入胞和出胞式转运入胞和出胞式转运131.泵转运泵转运Na+-K+泵泵nNa+-K+泵泵又称又称Na+-K+-ATPase,简称钠泵简称钠泵p当当Na+i, K+o时时,都可被激活都可被激活,ATP分解产生能量分解产生能量,将胞内将胞内的的3个个Na+移至胞外移至胞外和将胞外的和将胞外的2个个K+移入胞内移入胞内14152.继发性主动转运继发性主动转运n概念概念:间接利用间接利用ATP能量的主动转运过程能量的主动转

7、运过程n分类分类p同向转运同向转运p逆向转运逆向转运163.入胞和出胞入胞和出胞n一些大分子物质或团块进出细胞一些大分子物质或团块进出细胞,是通过细胞是通过细胞本身的吞吐活动进行的本身的吞吐活动进行的,亦可属于主动转运过亦可属于主动转运过程程n出胞出胞p主要见于细胞的分泌过程主要见于细胞的分泌过程:如激素、神经递质、如激素、神经递质、消化液的分泌消化液的分泌n入胞入胞p吞噬吞噬=转运物质为固体转运物质为固体p吞饮吞饮=转运物质为液体转运物质为液体17分泌物排出分泌物排出融合处出现裂口融合处出现裂口囊泡向质膜内侧移动囊泡向质膜内侧移动膜性结构包被膜性结构包被= =分泌囊泡分泌囊泡高尔基复合体高尔

8、基复合体粗面内质网合成蛋白性分泌物粗面内质网合成蛋白性分泌物出胞出胞囊泡膜与质膜的某点接触并融合囊泡膜与质膜的某点接触并融合囊泡的膜成为细胞膜的组成部分囊泡的膜成为细胞膜的组成部分18细胞膜上的受体对物质的细胞膜上的受体对物质的“辨认辨认”发生特异性结合发生特异性结合= =复合物复合物复合物向膜表面的复合物向膜表面的“有被小窝有被小窝”移动移动“有被小窝有被小窝”处的膜凹陷处的膜凹陷凹陷膜与细胞膜断离凹陷膜与细胞膜断离= =吞食泡吞食泡吞食泡与胞内体的膜性结构相融合吞食泡与胞内体的膜性结构相融合入胞入胞19复习思考题复习思考题n1.简述细胞膜物质转运有哪些方式简述细胞膜物质转运有哪些方式?n2

9、.Na+-K+泵的作用意义泵的作用意义?20复习思考题复习思考题n3.在一般生理情况下在一般生理情况下,每分解一分子每分解一分子ATP,钠钠泵运转可使泵运转可使( )pA.2个个Na+移出膜外移出膜外pB.2个个K+移入膜内移入膜内pC.2个个Na+移出膜外移出膜外,同时有同时有2个个K+移入膜内移入膜内pD.3个个Na+移出膜外移出膜外,同时有同时有2个个K+移入膜内移入膜内pE.2个个Na+移出膜外移出膜外,同时有同时有3个个K+移入膜内移入膜内D21复习思考题复习思考题n4.细胞膜的脂质双分子层是细胞膜的脂质双分子层是( )pA.细胞内容物和细胞环境间的屏障细胞内容物和细胞环境间的屏障p

10、B.细胞接受外界和其他细胞影响的门户细胞接受外界和其他细胞影响的门户pC.离子进出细胞的通道离子进出细胞的通道pD.受体的主要成分受体的主要成分pE.抗原物质抗原物质A22复习思考题复习思考题n5.葡萄糖进入红细胞膜是属于葡萄糖进入红细胞膜是属于( )pA.单纯扩散单纯扩散pB.主动转运主动转运pC.易化扩散易化扩散pD.入胞作用入胞作用pE.吞饮吞饮C23第二节第二节 细胞的信号转导细胞的信号转导跨膜信号转导方式有以下三类跨膜信号转导方式有以下三类离子通道介导的信号转导离子通道介导的信号转导G蛋白偶联受体介导的信号转导蛋白偶联受体介导的信号转导酶偶联受体介导的信号转导酶偶联受体介导的信号转导

11、24一、离子通道介导的信号转导一、离子通道介导的信号转导化学性胞外信号化学性胞外信号(ACh)ACh+受体受体=复合体复合体终板膜变构终板膜变构=离子通道开放离子通道开放Na+内流内流终板膜电位终板膜电位骨骼肌收缩骨骼肌收缩25二、二、G蛋白偶联受体介导的信号转导蛋白偶联受体介导的信号转导(一一) cAMP信号通路信号通路膜外膜外N端端:识别识别 结合第一信使结合第一信使膜内膜内C端端:激活激活G蛋白蛋白神经递质、激素等神经递质、激素等(第一信使第一信使)兴奋性兴奋性G蛋白蛋白(GS)激活腺苷酸环化酶激活腺苷酸环化酶(AC)ATPcAMP(第二信使第二信使)细胞内生物效应细胞内生物效应激活激活

12、cAMP依赖的蛋白激酶依赖的蛋白激酶A结合结合G蛋白偶联受体蛋白偶联受体激活激活G蛋白蛋白(与与、亚单位分离亚单位分离)神经递质、激素等神经递质、激素等(第一信使第一信使)兴奋性兴奋性G蛋白蛋白(GS)激活腺苷酸环化酶激活腺苷酸环化酶(AC)ATPcAMP(第二信使第二信使)结合结合G蛋白偶联受体蛋白偶联受体激活激活G蛋白蛋白(与与 亚单位分离亚单位分离)26(二二) 磷脂酰肌醇信号通路磷脂酰肌醇信号通路膜外膜外N端端:识别、结合第一信使识别、结合第一信使膜内膜内C端端:激活激活G蛋白蛋白激素激素(第一信使第一信使)兴奋性兴奋性G蛋白蛋白(GS)激活磷脂酶激活磷脂酶C(PLC)PIP2(第二信

13、使第二信使)IP3 和和 DG激激 活活蛋白激酶蛋白激酶C内质网内质网释放释放Ca2+激活激活G蛋白蛋白(与与、亚单位分离亚单位分离)细胞内生物效应细胞内生物效应结合结合G蛋白偶联受体蛋白偶联受体27三、酶偶联受体介导的信号转导三、酶偶联受体介导的信号转导n受体本身具有酶的活性受体本身具有酶的活性,又称受体酪氨酸激酶又称受体酪氨酸激酶p特点n信号转导与G蛋白无关n无第二信使的产生n无细胞质中蛋白激酶的激活第三节第三节 细胞的生物电活动细胞的生物电活动一、静息电位及其产生机制一、静息电位及其产生机制二、动作电位及其产生机制二、动作电位及其产生机制三、局部电位三、局部电位四、可兴奋细胞及其兴奋性四

14、、可兴奋细胞及其兴奋性概述概述n恩格斯在恩格斯在100多年前就指出：多年前就指出：“地球上几乎没地球上几乎没有一种变化发生而不同时显示出电的变化有一种变化发生而不同时显示出电的变化”。人体及生物体活细胞在安静和活动时都存在人体及生物体活细胞在安静和活动时都存在电活动电活动,这种电活动称为这种电活动称为生物电现象生物电现象(bioelectricity)30一、静息电位一、静息电位(resting potential RP)n 证明证明RP的实验的实验311.概念概念n 细胞处于相对安静状态时细胞处于相对安静状态时,细胞膜内外存在的细胞膜内外存在的恒定恒定电位差电位差2.产生机制产生机制n静息电

15、位的产生条件静息电位的产生条件p静息状态下细胞膜内、外离子分布不匀静息状态下细胞膜内、外离子分布不匀2.产生机制产生机制n静息电位的产生条件静息电位的产生条件p静息状态下细胞膜对离子的通透具有选择性静息状态下细胞膜对离子的通透具有选择性静息状态下细胞膜内外主要离子分布静息状态下细胞膜内外主要离子分布及膜对离子通透性及膜对离子通透性离子浓度（mmol/L）主要离子膜内膜外膜内与膜外离子比例膜对离子通透性N Na a+ +1 14 41 14 42 21 1: :1 10 0通通透透性性很很小小K K+ +1 15 55 55 53 31 1: :1 1通通透透性性大大C Cl l- -8 81

16、11 10 01 1: :1 14 4通通透透性性次次之之A A- -6 60 01 15 54 4: :1 1无无通通透透性性3.实验证据实验证据n枪乌枪乌鲗鲗巨大神经轴突的巨大神经轴突的RP测量值测量值(-77mv)与与Nernst公式的公式的计算值计算值(-87mv)基本符合基本符合n改变改变K+O/K+i RP相应改变相应改变p轴突管内置换等张轴突管内置换等张NaCl,RP消失消失(即即K+iRP)364.影响静息电位的因素影响静息电位的因素n细胞外细胞外K+浓度浓度的改变的改变n膜对膜对K+和和Na+的相对通透性的相对通透性nNa+-K+泵泵活动的水平活动的水平37二、动作电位二、动

17、作电位(action potential AP)n1.概念概念:细胞活动时细胞活动时,细胞膜内外存在的细胞膜内外存在的变变化的化的电位波动电位波动2.动作电位产生机制动作电位产生机制nAP的上升支由的上升支由Na+内内流形成流形成,下降支是下降支是K+外外流形成的流形成的,后电位是后电位是Na+-K+泵活动引起的泵活动引起的nAP的产生是不消耗能的产生是不消耗能量的量的,AP的恢复是消的恢复是消耗能量的耗能量的(Na+-K+泵泵的活动的活动)nAP=Na+的平衡电位的平衡电位当细胞受到刺激当细胞受到刺激细胞膜上少量细胞膜上少量Na+通道激活而开放通道激活而开放Na+顺浓度差少量内流顺浓度差少量

18、内流膜内外电位差膜内外电位差局部电位局部电位当膜内电位变化到阈电位时当膜内电位变化到阈电位时Na+通道大量开放通道大量开放Na+顺电化学差和膜内负电位的吸引顺电化学差和膜内负电位的吸引再生式内流再生式内流Na+i、K+O激活激活Na+-K+泵泵膜内负电位减小到零并变为正电位膜内负电位减小到零并变为正电位(AP上升支上升支)Na+通道关通道关Na+内流停内流停+同时同时K+通道激活而开放通道激活而开放K+顺浓度差和膜内正电位的吸引顺浓度差和膜内正电位的吸引K+迅速外流迅速外流膜内电位迅速下降膜内电位迅速下降, ,恢复到恢复到RP水平水平(AP下降支下降支)Na+泵出、泵出、K+泵回，离子恢复到兴

19、奋前水平泵回，离子恢复到兴奋前水平后电位后电位3.实验证据实验证据nNernst公式的计算公式的计算AP达到的超射值达到的超射值(正电位正电位值值)相当于计算所得的相当于计算所得的ENa+值值n应用应用Na通道特异性阻断剂河豚毒通道特异性阻断剂河豚毒(TTX)后后,内向电流消失内向电流消失n应用应用K+通道的特异性阻断剂四乙胺通道的特异性阻断剂四乙胺(TEA)后后,外向电流消失外向电流消失4.与与AP相关的概念相关的概念n极化极化:静息状态下膜电位保持的内负外正的状态静息状态下膜电位保持的内负外正的状态p去极化去极化p超射超射p超极化超极化p复极化复极化p反极化反极化n阈电位阈电位:是激活是激

20、活电压门控性电压门控性Na+通道通道的临界值的临界值5.动作电位的特征动作电位的特征n“全或无全或无” n非衰减式传导非衰减式传导n有不应期有不应期6.动作电位的意义动作电位的意义nAP的产生是细胞兴奋的标的产生是细胞兴奋的标志志7.几点说明几点说明n在细胞膜内施加负相电流在细胞膜内施加负相电流(或膜外施加正相电或膜外施加正相电流流)刺激时刺激时,会引起超极化会引起超极化,不会引发不会引发AP;相反相反,会引起去极化会引起去极化,引发引发APn刺激分刺激分p阈刺激阈刺激p阈上刺激阈上刺激p阈下刺激阈下刺激8.AP的传导的传导n传导机制传导机制:局部电流局部电流n无无髓鞘髓鞘N纤维的兴奋传导为纤

21、维的兴奋传导为近距离局部电流近距离局部电流8.AP的传导的传导n传导机制传导机制:局部电流局部电流n有有髓鞘髓鞘N纤维的兴奋传导为纤维的兴奋传导为远距离局部电流远距离局部电流(跳跃式跳跃式)三、局部兴奋三、局部兴奋n概念概念:阈下刺阈下刺激引起的低激引起的低于阈电位的于阈电位的去极化去极化(即局即局部电位部电位),称称局部反应或局部反应或局部兴奋局部兴奋三、局部兴奋三、局部兴奋n特点特点p不具有不具有“全全或无或无”现象现象p电紧张方式电紧张方式扩布扩布p具有总和效具有总和效应应四、可兴奋细胞及其兴奋性四、可兴奋细胞及其兴奋性n刺激刺激:能引起细胞或组织发生反应的所有内、能引起细胞或组织发生反

22、应的所有内、外环境的变化外环境的变化p刺激的强度刺激的强度p刺激的持续时间刺激的持续时间p刺激强度对时间的变化率刺激强度对时间的变化率四、可兴奋细胞及其兴奋性四、可兴奋细胞及其兴奋性n反应反应:可兴奋性组织对刺激的应答表现可兴奋性组织对刺激的应答表现p兴奋兴奋:组织受刺激后由静息组织受刺激后由静息活动或由活动活动或由活动弱弱强的过程强的过程p抑制抑制:组织受刺激后由活动组织受刺激后由活动静息或由活动静息或由活动强强弱的过程弱的过程四、可兴奋细胞及其兴奋性四、可兴奋细胞及其兴奋性n可兴奋细胞可兴奋细胞:受刺激后能产生受刺激后能产生AP的细胞的细胞p神经细胞神经细胞 肌细胞肌细胞 腺细胞腺细胞n兴

23、奋性兴奋性:活组织或细胞对外界刺激发生反活组织或细胞对外界刺激发生反应的能力应的能力;或活组织或细胞对外界刺激产或活组织或细胞对外界刺激产生生AP的能力的能力四、可兴奋细胞及其兴奋性四、可兴奋细胞及其兴奋性n在刺激的持续在刺激的持续时间时间以及刺激强度对时间的以及刺激强度对时间的变变化率化率不变的情况下不变的情况下,刚能引起细胞兴奋或产生刚能引起细胞兴奋或产生动作电位的最小刺激强度动作电位的最小刺激强度,称为称为阈强度阈强度(threshold intensity,阈值阈值)n阈刺激或阈强度阈刺激或阈强度 衡量细胞兴奋性的指标衡量细胞兴奋性的指标细胞一次兴奋后兴奋性的变化规律细胞一次兴奋后兴奋

24、性的变化规律兴奋性的周期性变化返回 组织兴奋后兴奋性变化的对应关系组织兴奋后兴奋性变化的对应关系 分分 期期 兴奋性兴奋性 与与APAP对应关系对应关系 机机 制制绝对不应期绝对不应期 降至零降至零 锋电位锋电位 钠通道失活钠通道失活相对不应期相对不应期 渐恢复渐恢复 负后电位前期负后电位前期 钠通道部分恢复钠通道部分恢复超常期超常期 正常正常 负后电位后期负后电位后期 钠通道大部恢复钠通道大部恢复低常期低常期 正常正常 正后电位正后电位 膜内电位呈超极化膜内电位呈超极化 复习思考题复习思考题n1.静息电位产生的原理是什么静息电位产生的原理是什么?如何证明如何证明?n2.动作电位是怎么发生的动

25、作电位是怎么发生的?如何证明动作电位如何证明动作电位是钠的平衡电位是钠的平衡电位?n3.试比较局部电位和动作电位的区别试比较局部电位和动作电位的区别n4.血血K+浓度对兴奋性、浓度对兴奋性、RP和和AP有何影响有何影响?复习思考题复习思考题n5.刺激阈值指的是刺激阈值指的是( )pA.刺激强度不变刺激强度不变,引起组织兴奋的最适作用时间引起组织兴奋的最适作用时间pB.刺激时间不变刺激时间不变,引起组织发生兴奋的最小刺激引起组织发生兴奋的最小刺激强度强度pC.用最小刺激强度用最小刺激强度,刚刚引起组织兴奋的最短作刚刚引起组织兴奋的最短作用时间用时间pD.刺激时间不限刺激时间不限,能引起组织兴奋的

26、最适刺激强能引起组织兴奋的最适刺激强度度pE.刺激时间不限刺激时间不限,能引起组织最大兴奋的最小刺能引起组织最大兴奋的最小刺激强度激强度B59第四节第四节 肌细胞的收缩肌细胞的收缩一、肌细胞的收缩功能一、肌细胞的收缩功能二、骨骼肌收缩的形式二、骨骼肌收缩的形式60一、肌细胞的收缩功能一、肌细胞的收缩功能n(一一)N-M接头处的兴接头处的兴奋传递奋传递p1.N-M接头的结构接头的结构n接头前膜接头前膜n接头间隙接头间隙 n接头后膜接头后膜612.N-M接头处的兴奋传递过程接头处的兴奋传递过程62当神经冲动传到轴突末当神经冲动传到轴突末膜膜Ca2+通道开放通道开放,膜外膜外Ca2+向膜内流动向膜内

27、流动接头前膜内囊泡移动、融合、破裂接头前膜内囊泡移动、融合、破裂,囊泡中的囊泡中的ACh释放释放(量子释放量子释放)ACh与终板膜上的与终板膜上的N2受体结合受体结合,受体蛋白分子构型改变受体蛋白分子构型改变终板膜对终板膜对Na+、K+ (尤其是尤其是Na+)通透性通透性终板膜去极化终板膜去极化终板电位终板电位(EPP)EPP电紧张性扩布至肌膜电紧张性扩布至肌膜去极化达到阈电位去极化达到阈电位爆发肌细胞膜动作电位爆发肌细胞膜动作电位当神经冲动传到轴突末当神经冲动传到轴突末膜膜Ca2+通道开放通道开放,膜外膜外Ca2+向膜内流动向膜内流动接头前膜内囊泡移动、融合、破裂接头前膜内囊泡移动、融合、破

28、裂,囊泡中的囊泡中的ACh释放释放(量子释放量子释放)ACh与终板膜上的与终板膜上的N2受体结合受体结合,受体蛋白分子构型改变受体蛋白分子构型改变终板膜对终板膜对Na+、K+ (尤其是尤其是Na+)通透性通透性终板膜去极化终板膜去极化终板电位终板电位(EPP)EPP电紧张性扩布至肌膜电紧张性扩布至肌膜当神经冲动传到轴突末当神经冲动传到轴突末膜膜Ca2+通道开放通道开放,膜外膜外Ca2+向膜内流动向膜内流动去极化达到阈电位去极化达到阈电位爆发肌细胞膜动作电位爆发肌细胞膜动作电位接头前膜内囊泡移动、融合、破裂接头前膜内囊泡移动、融合、破裂, ,囊泡中的囊泡中的ACh释放释放(量子释放量子释放)AC

29、h与终板膜上的与终板膜上的N2受体结合受体结合, ,受体蛋白分子构型改变受体蛋白分子构型改变终板膜对终板膜对Na+、K+ (尤其是尤其是Na+)通透性通透性终板膜去极化终板膜去极化终板电位终板电位(EPP)EPP电紧张性扩布至肌膜电紧张性扩布至肌膜当神经冲动传到轴突末当神经冲动传到轴突末膜膜Ca2+通道开放通道开放, ,膜外膜外Ca2+向膜内流动向膜内流动63N-M接头处的兴奋传递过程接头处的兴奋传递过程64膜膜Ca2+通道开放通道开放,膜外膜外Ca2+向膜内流动向膜内流动65接头前膜内囊泡移动、融合、破裂接头前膜内囊泡移动、融合、破裂, ,囊泡中的囊泡中的ACh释放释放(量子释放量子释放)6

30、6ACh与终板膜上的与终板膜上的N2受体结合受体结合,受体蛋白分子构型改变受体蛋白分子构型改变67终板膜对终板膜对Na+、K+ (尤其是尤其是Na+)通透性通透性683.N-M接头处的兴奋传递特征接头处的兴奋传递特征n是电是电-化学化学-电的过程电的过程pN末梢APACh+受体EPP肌膜APn具具1对对1的关系的关系p接头前膜传来一个接头前膜传来一个AP,便能引起肌细胞兴奋和收便能引起肌细胞兴奋和收缩一次缩一次(因每次因每次ACh释放的量释放的量,产生的终板电位产生的终板电位EPP是引起肌膜是引起肌膜AP所需阈值的所需阈值的3-4倍倍)p神经末梢的一次神经末梢的一次AP只能引起一次肌细胞兴奋和

31、只能引起一次肌细胞兴奋和收缩收缩(因终板膜上含有丰富的胆碱酯酶因终板膜上含有丰富的胆碱酯酶,能迅速水能迅速水解解ACh)694.影响影响N-M接头处兴奋传递的因素接头处兴奋传递的因素n 阻断阻断ACh受体受体p箭毒和箭毒和银环蛇毒，肌松剂银环蛇毒，肌松剂(驰肌碘驰肌碘)n 抑制胆碱酯酶活性抑制胆碱酯酶活性p有机磷农药、新斯的明有机磷农药、新斯的明n 自身免疫性疾病自身免疫性疾病p重症肌无力重症肌无力(抗体破坏抗体破坏ACh受体受体)p肌无力综合征肌无力综合征(抗体破坏抗体破坏N末梢末梢Ca2+通道通道)n 接头前膜接头前膜ACh释放释放p肉毒杆菌中毒肉毒杆菌中毒705.EPP的特征的特征n无无

32、“全或无全或无”现象现象n无不应期无不应期n有总和现象有总和现象nEPP的大小与的大小与ACh释放量呈正相关释放量呈正相关71(二二)骨骼肌细胞的结构骨骼肌细胞的结构721.肌管系统肌管系统n横管系统横管系统:T管管n纵管系统纵管系统:L管管 n三联管三联管:T管管+终池终池2732.肌小节肌小节n是肌细胞收缩的基本结构和功能单位是肌细胞收缩的基本结构和功能单位n=1/2明带明带+暗带暗带+1/2明带明带=2条条Z线间的区域线间的区域743.肌原纤维肌原纤维n粗肌丝粗肌丝p由肌球由肌球(肌凝肌凝)蛋白组成蛋白组成p其头部有膨大部其头部有膨大部-横桥横桥n能与细肌丝上的结合位点发能与细肌丝上的结

33、合位点发生可逆性结合生可逆性结合n 具有具有ATP酶的作用酶的作用,与结合与结合位点结合后位点结合后, 分解分解ATP提提供横桥扭动供横桥扭动(肌丝滑行肌丝滑行)和作和作功的能量功的能量753.肌原纤维肌原纤维n细肌丝细肌丝p肌动蛋白肌动蛋白n表面有与横桥结合的表面有与横桥结合的位点，静息时被原肌位点，静息时被原肌球蛋白掩盖球蛋白掩盖p原肌球蛋白原肌球蛋白n静息时掩盖横桥结合静息时掩盖横桥结合位点位点p肌钙蛋白肌钙蛋白n与与Ca2+结合变构后结合变构后,使使原肌球蛋白位移原肌球蛋白位移,暴露暴露出结合位点出结合位点76(三三)骨骼肌收缩机制骨骼肌收缩机制n1.兴奋兴奋-收缩耦联收缩耦联 2.肌

34、丝滑行肌丝滑行771.兴奋兴奋-收缩耦联收缩耦联(三个主要步骤三个主要步骤)n肌膜电兴奋的传导肌膜电兴奋的传导n三联管处的信息传递三联管处的信息传递n肌浆网肌浆网(纵管系统纵管系统)中中Ca2+的释放的释放nCa2+是兴奋是兴奋-收缩耦联的耦联物收缩耦联的耦联物782.肌丝滑行肌丝滑行肌节缩短肌节缩短=肌细胞收缩肌细胞收缩牵拉细肌丝朝肌节中央滑行牵拉细肌丝朝肌节中央滑行横桥摆动横桥摆动横桥与结合位点结合横桥与结合位点结合分解分解ATP释放能量释放能量原肌球蛋白位移原肌球蛋白位移,暴露细肌暴露细肌丝上的结合位点丝上的结合位点Ca2+与肌钙蛋白结合与肌钙蛋白结合肌钙蛋白的构型肌钙蛋白的构型终池膜上

35、的钙通道开放终池膜上的钙通道开放终池内的终池内的Ca2+进入肌浆进入肌浆79小结小结:骨骼肌收缩全过程骨骼肌收缩全过程n 1.兴奋传递兴奋传递运动神经冲动传至末梢运动神经冲动传至末梢N末梢对末梢对Ca2+通透性增加通透性增加Ca2+内流入内流入N末末梢内梢内接头前膜囊泡向前膜移动接头前膜囊泡向前膜移动 融合融合 破裂破裂ACh释放入接头间隙释放入接头间隙 ACh与终板膜受体结合与终板膜受体结合受体构型改变受体构型改变终板膜对终板膜对Na+ K+(尤其尤其Na+)的通透性增加的通透性增加产生终板电位产生终板电位(EPP)EPP引起肌膜引起肌膜APn 2.兴奋兴奋-收缩收缩(肌丝滑行肌丝滑行)耦联

36、耦联肌膜肌膜AP沿横管膜传至三联管沿横管膜传至三联管终池膜上的钙通道开放终池膜上的钙通道开放 终池内终池内Ca2+进入进入肌浆肌浆Ca2+与肌钙蛋白结合与肌钙蛋白结合 引起肌钙蛋白的构引起肌钙蛋白的构型改变型改变原肌凝蛋白发生位移原肌凝蛋白发生位移 暴露出细肌丝上与暴露出细肌丝上与横桥结合位点横桥结合位点横桥与结合位点结合横桥与结合位点结合 激活激活ATP酶作用酶作用,分分解解ATP横桥摆动横桥摆动牵拉细肌丝朝肌节中央滑行牵拉细肌丝朝肌节中央滑行肌节缩短肌节缩短=肌细胞收缩肌细胞收缩80肌丝滑行几点说明肌丝滑行几点说明n 1.肌细胞收缩时肌原纤维的缩短肌细胞收缩时肌原纤维的缩短,并不是肌丝本身

37、并不是肌丝本身缩短缩短,而是细肌丝向肌节中央而是细肌丝向肌节中央(粗肌丝内粗肌丝内)滑行滑行p相邻相邻Z线靠近线靠近,即肌节缩短即肌节缩短p暗带长度不变暗带长度不变,即粗肌丝长度不变即粗肌丝长度不变p从从Z线到线到H带边缘的距离不变带边缘的距离不变,即细肌丝长度不变即细肌丝长度不变p明带和明带和H带变窄带变窄81肌丝滑行几点说明肌丝滑行几点说明n2.横桥的循环摆动横桥的循环摆动,细肌丝向肌节中央细肌丝向肌节中央(粗肌粗肌丝内丝内)滑行滑行,滑行中由于肌肉的负荷而受阻滑行中由于肌肉的负荷而受阻,便便产生张力产生张力n3.横桥的循环摆动在肌肉中是非同步地横桥的循环摆动在肌肉中是非同步地,从而从而肌

38、肉产生恒定的张力和连续的缩短肌肉产生恒定的张力和连续的缩短n4.横桥循环摆动的参入数目及摆动速率横桥循环摆动的参入数目及摆动速率,是决是决定肌肉缩短程度、速度和肌张力的关键因素定肌肉缩短程度、速度和肌张力的关键因素823.骨骼肌舒张机制骨骼肌舒张机制兴奋兴奋-收缩耦联后收缩耦联后肌膜电位复极化肌膜电位复极化终池膜对终池膜对Ca2+通透性通透性肌浆网膜肌浆网膜Ca2+泵激活泵激活肌浆网膜肌浆网膜Ca2+Ca2+与肌钙蛋白解离与肌钙蛋白解离原肌凝蛋白复盖的原肌凝蛋白复盖的横桥结合位点横桥结合位点骨骼肌舒张骨骼肌舒张肌膜电位复极化肌膜电位复极化终池膜对终池膜对Ca2+通透性通透性肌浆网膜肌浆网膜Ca

39、2+泵激活泵激活肌浆网膜肌浆网膜Ca2+原肌凝蛋白复盖的原肌凝蛋白复盖的横桥结合位点横桥结合位点肌膜电位复极化肌膜电位复极化终池膜对终池膜对Ca2+通透性通透性肌浆网膜肌浆网膜Ca2+泵激活泵激活肌浆网膜肌浆网膜Ca2+83二、骨骼肌收缩的形式二、骨骼肌收缩的形式84(一一)收缩形式收缩形式n单收缩与复合收缩单收缩与复合收缩p单收缩单收缩n肌肉受到一次刺激，引起一次收缩和舒张的过程肌肉受到一次刺激，引起一次收缩和舒张的过程p复合收缩复合收缩n肌肉受到连续刺激，前一次收缩和舒张尚未结束，新的收缩在此基础上出现的过程n不完全强直收缩不完全强直收缩n完全强直收缩完全强直收缩p机制机制:强直收缩是各次

40、单收缩的机械叠加现象强直收缩是各次单收缩的机械叠加现象( 并非动作电位的叠加并非动作电位的叠加,动作电位始终是分离的动作电位始终是分离的),所以所以,强直收缩的收缩幅度和收缩力比单收缩大强直收缩的收缩幅度和收缩力比单收缩大85(一一)收缩形式收缩形式n等长收缩与等张收缩等长收缩与等张收缩p等长收缩等长收缩:肌肉收缩时肌肉收缩时,只有张力增加而长只有张力增加而长度不变的收缩度不变的收缩,称为等长收缩称为等长收缩p等张收缩等张收缩:肌肉收缩时肌肉收缩时,只有长度缩短而张只有长度缩短而张力不变的收缩力不变的收缩,称为等张收缩称为等张收缩86(一一)收缩形式收缩形式n等长收缩和等张收缩与肌肉收缩时所遇

41、等长收缩和等张收缩与肌肉收缩时所遇到的负荷大小有关到的负荷大小有关p当负荷小于肌张力时当负荷小于肌张力时,出现等张收缩出现等张收缩p当负荷等于或大于肌张力时当负荷等于或大于肌张力时,出现等长收缩出现等长收缩 p正常人体骨骼肌的收缩大多是混合式的正常人体骨骼肌的收缩大多是混合式的,而而且总是等长收缩在前且总是等长收缩在前,当肌张力增加到超过当肌张力增加到超过后负荷时后负荷时,才出现等张收缩才出现等张收缩87(二二)影响收缩因素影响收缩因素n前负荷前负荷p前负荷前负荷肌节初长度肌节初长度粗细肌丝的重叠程度粗细肌丝的重叠程度肌肌张力张力n肌节最适初长肌节最适初长(2.0-2.2 m)时时,粗细肌丝重

42、叠佳粗细肌丝重叠佳,肌缩肌缩速度、幅度和张力最大速度、幅度和张力最大n大于最适初长时大于最适初长时,粗细肌丝重叠粗细肌丝重叠,肌缩速度、幅度和张肌缩速度、幅度和张力力n小于最适初长时小于最适初长时,粗细肌丝重叠粗细肌丝重叠,肌缩速度、幅度和张肌缩速度、幅度和张力虽然力虽然,但不如最适初长时但不如最适初长时p前负荷前负荷或或肌节最适初长肌节最适初长或或肌张力肌张力88(二二)影响收缩因素影响收缩因素n后负荷后负荷p在等张收缩条件下观察负荷对肌缩张力和速度的在等张收缩条件下观察负荷对肌缩张力和速度的影响影响n后负荷为后负荷为0肌缩速度、幅度肌缩速度、幅度和张力最小和张力最小n后负荷后负荷肌缩速度、

43、幅度肌缩速度、幅度和张力和张力n后负荷后负荷肌缩速度、幅度肌缩速度、幅度和张力和张力p后负荷过大后负荷过大,虽肌缩张力虽肌缩张力,但肌缩速度、幅度但肌缩速度、幅度,不不利作功利作功p后负荷过小后负荷过小,虽肌缩速度、幅度虽肌缩速度、幅度,但肌缩张力但肌缩张力,也也不利作功不利作功89(二二)影响收缩因素影响收缩因素n肌缩能力肌缩能力:是指与负荷无关、决定肌缩效应的是指与负荷无关、决定肌缩效应的内在特性内在特性p肌缩能力肌缩能力肌缩速度、幅度和张力肌缩速度、幅度和张力p肌缩能力肌缩能力肌缩速度、幅度和张力肌缩速度、幅度和张力n决定肌缩效应的内在特性主要是决定肌缩效应的内在特性主要是p兴奋兴奋-收

44、缩耦联期间胞浆内收缩耦联期间胞浆内Ca2+的水平的水平p肌球蛋白的肌球蛋白的ATP酶活性酶活性90复习思考题复习思考题n1.试述神经试述神经-肌肉接头传递的过程及特点肌肉接头传递的过程及特点n2.何谓兴奋何谓兴奋-收缩偶联收缩偶联?其结构基础是什么？其结构基础是什么？Ca2+起何作用起何作用?几种收缩蛋白质各起什么作用几种收缩蛋白质各起什么作用?n3.肌细胞收缩是怎样发生的肌细胞收缩是怎样发生的?n4.何谓单收缩和强直收缩何谓单收缩和强直收缩?91复习思考题复习思考题n5.正常人体骨骼肌收缩都属于正常人体骨骼肌收缩都属于( )pA.完全强直收缩完全强直收缩pB.强直收缩强直收缩pC.不完全强直收缩不完全强直收缩pD.单收缩单收缩pE.单收缩与强直收缩交替单收缩与强直收缩交替B92复习思考题复习思考题n6.肌肉兴奋肌肉兴奋-收缩偶联关键在于收缩偶联关键在于( )pA.横桥运动横桥运动pB.动作电位动作电位pC.Na+迅速内流迅速内流pD.胞浆内胞浆内Ca2+的浓度增加的浓度增加pE.ATP酶的激活酶的激活D93本章小结本章小结n1.细胞膜转运物质的方式有单纯扩散细胞膜转运物质的方式有单纯扩散 易化扩易化扩散散 主动转运及胞饮主动转运及胞饮 胞吐作用胞吐作用.单纯扩