cellularphysiology

1、- cellular physiology - cellular physiology -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质转运功能一、细胞膜的基本结构一、细胞膜的基本结构n 组成组成 脂质双分子层、蛋白质、糖类脂质双分子层、蛋白质、糖类- cellular physiology -( (一一) ) 脂质双分子层脂质双分子层n 细胞膜的基本骨架细胞膜的基本骨架p 磷脂磷脂( (70% ) ) : 磷脂酰胆碱、磷脂酰乙醇胺磷脂酰胆碱、磷脂酰乙醇胺p 胆固醇胆固醇 ( (约约30% ) )p 均为双嗜性分子均为双嗜性分子- cellular physiology -( (二

2、二) ) 蛋白质蛋白质n 表面蛋白表面蛋白( (2030% ) ) 主要位于膜内表面主要位于膜内表面n 整合蛋白整合蛋白 ( (7080% ) ) 一次或反复多次跨膜一次或反复多次跨膜如载体、通道、离子泵、转运体等如载体、通道、离子泵、转运体等p 物质转运功能物质转运功能p 受体功能受体功能p 识别功能识别功能p 连接功能连接功能p 催化功能催化功能n 蛋白蛋白的功能的功能- cellular physiology -( (三三) ) 细胞膜的糖类细胞膜的糖类n 大多与膜蛋白或膜脂相结合形成糖蛋白或糖脂大多与膜蛋白或膜脂相结合形成糖蛋白或糖脂n 决定细胞抗原性的分子基础决定细胞抗原性的分子基础

3、 特异性特异性“标志标志”- cellular physiology -二、二、 物质的跨膜转运物质的跨膜转运( (一一) ) 单纯扩散单纯扩散n 脂溶性小分子物质由高浓度向低浓度跨膜移动脂溶性小分子物质由高浓度向低浓度跨膜移动n 取决于膜两侧浓度差、电压差及膜通透性取决于膜两侧浓度差、电压差及膜通透性脂溶性高、分子量小的物质易通过脂溶性高、分子量小的物质易通过n 转运的物质转运的物质 H2O、O2、CO2、乙醇、尿素等乙醇、尿素等n 转运特点转运特点p 顺电顺电-化学梯度化学梯度p 不耗能不需载体不耗能不需载体- cellular physiology -p 高浓度高浓度低浓度低浓度p 不需

4、耗能不需耗能p 具有选择性具有选择性p 通透性可改变通透性可改变( (二二) ) 膜蛋白介导的跨膜转运膜蛋白介导的跨膜转运1易化扩散易化扩散n 非脂溶性小分子物质，在特殊膜蛋白质帮助下，非脂溶性小分子物质，在特殊膜蛋白质帮助下， 由高浓度向低浓度一侧转运的过程由高浓度向低浓度一侧转运的过程n 转运特点转运特点p经通道易化扩散经通道易化扩散p经载体易化扩散经载体易化扩散n 分类分类- cellular physiology -n 经通道易化扩散经通道易化扩散p 通道蛋白功能可变通道蛋白功能可变n 通道转运的特点通道转运的特点n 转运的物质转运的物质Na+、K+等等p 有选择性有选择性p “闸门闸

5、门”调节调节激活激活失活失活备用备用n 通道转运的结果通道转运的结果p 电化学势能平衡电化学势能平衡p 化学门控通道：化学门控通道： N-Ach受体受体p 电压门控通道：电压门控通道：Na+通道通道p 机械门控通道机械门控通道n 分类分类- cellular physiology -n 电压依赖式门控通道电压依赖式门控通道- cellular physiology -n 化学依赖式门控通道化学依赖式门控通道- cellular physiology -n 经载体易化扩散经载体易化扩散p 结构特异性结构特异性p 饱和现象饱和现象p 竞争性抑制竞争性抑制n 载体转运的特点载体转运的特点n 转运的物

6、质转运的物质GS、AA- cellular physiology -p 逆电逆电-化学梯度化学梯度p 耗能，耗能，ATP提供提供p 需要载体需要载体2主动转运主动转运n 指物质逆浓度梯度或电位梯度的转运过程指物质逆浓度梯度或电位梯度的转运过程n 转运特点转运特点p 原发性主动转运原发性主动转运 Na+-K+泵、泵、H+-K+泵泵p 继发性主动转运继发性主动转运n 分类分类- cellular physiology -n 原发性主动转运原发性主动转运n 细胞直接利用代谢产生的能量，将物质分子细胞直接利用代谢产生的能量，将物质分子 （或离子）逆浓度差和电位差跨膜转运的过程。（或离子）逆浓度差和电位

7、差跨膜转运的过程。n Na+-K+泵（泵（Na+-K+-ATPase）- cellular physiology -维持胞外维持胞外Na+高、胞内高、胞内K+高高的不均匀分布状态的不均匀分布状态2K+泵至细胞内泵至细胞内; 3Na+泵至细胞外泵至细胞外分解分解ATP产生能量产生能量当胞内当胞内Na+/胞外胞外K+激活激活n Na+-K+泵（泵（Na+-K+-ATPase）n 特异性阻断剂特异性阻断剂：哇巴因：哇巴因- cellular physiology -n Na+-K+的通道转动与泵转运过程的通道转动与泵转运过程- cellular physiology -n Na+-K+泵的生理作用泵

8、的生理作用p 是某些物质的逆浓度跨膜转运，如是某些物质的逆浓度跨膜转运，如GS的继的继 发性主动转运发性主动转运p 膜内外钠钾浓度差是生物电产生的基础膜内外钠钾浓度差是生物电产生的基础形成细胞外高形成细胞外高Na+、细胞内高、细胞内高K+p 胞内的胞内的K+是某些生化反应所必需是某些生化反应所必需p 维持胞浆渗透压和细胞容积，防止细胞水肿维持胞浆渗透压和细胞容积，防止细胞水肿- cellular physiology -n 继发性主动转运继发性主动转运n 细胞利用钠的浓度势能将物质分子逆浓度差和细胞利用钠的浓度势能将物质分子逆浓度差和 电位差跨膜转运的过程电位差跨膜转运的过程n 需转运体协助需

9、转运体协助n 同向转运体同向转运体 同向转运同向转运逆向转运体逆向转运体 逆向转运逆向转运- cellular physiology -p 管腔侧管腔侧 以以Na+载体葡萄载体葡萄糖复合物形式，与糖复合物形式，与Na+同向转运入肠粘膜上皮同向转运入肠粘膜上皮细胞内；细胞内； p 管底侧管底侧 葡萄糖通过易化扩葡萄糖通过易化扩散方式进入血液，散方式进入血液，Na+ 则由钠泵转运至细胞间则由钠泵转运至细胞间隙。隙。n 葡萄糖的吸收葡萄糖的吸收- cellular physiology - 单纯单纯 离子载体原发性离子载体原发性 继发性继发性 扩散扩散 通道介导主动转运主动转运通道介导主动转运主动转

10、运净移动方向净移动方向 高高 低低 高高 低低 高高 低低 低高低低高低 高高膜两侧浓度膜两侧浓度相等相等 相等相等 相等相等 不相等不相等 不相等不相等是否用膜是否用膜Pr不不 是是 是是 是是 是是饱和现象饱和现象无无 无无 有有 有有 有有结构特异性结构特异性 无无 有有 有有 有有 有有能量供给能量供给 不需要不需要 不需要不需要 不需要不需要 ATP钠势能钠势能转运物质转运物质O2 CO2离子极性分离子极性分 离子离子Gs 、aa 脂肪酸子脂肪酸子:Gs 各种跨膜转运机制的特征各种跨膜转运机制的特征- cellular physiology -p 入胞入胞（三）（三）入胞和出胞入胞和

11、出胞n 大分子物质进出细胞的方式大分子物质进出细胞的方式- cellular physiology -p 出胞出胞- cellular physiology - 指外界信号作用于细胞膜表面的受体，指外界信号作用于细胞膜表面的受体，引起膜结构中一种或多种特殊蛋白质构型引起膜结构中一种或多种特殊蛋白质构型改变，将外界环境变化的信息以改变，将外界环境变化的信息以新新的信号的信号形式传递到膜内，再引发靶细胞功能改变。形式传递到膜内，再引发靶细胞功能改变。第二节第二节 细胞的跨膜信号转导细胞的跨膜信号转导q 跨膜信号转导概念跨膜信号转导概念- cellular physiology -n 跨膜信号转导的

12、环节跨膜信号转导的环节n 胞外信号的识别与结合胞外信号的识别与结合n 胞内信号转导胞内信号转导n 胞内效应胞内效应n 跨膜信号转导的方式跨膜信号转导的方式n G蛋白耦联受体介导的信号转导蛋白耦联受体介导的信号转导n 离子通道介导的信号转导离子通道介导的信号转导n 酶耦联受体介导的信号转导酶耦联受体介导的信号转导- cellular physiology -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一、离子通道介导的信号转导一、离子通道介导的信号转导离子通道受体：离子

13、通道受体：化学化学/ /电压电压/ /机械门控通道，促离子型受体机械门控通道，促离子型受体（骨骼肌）（骨骼肌） （心肌）（心肌）- cellular physiology -二、二、G-蛋白耦联受体介导的信号转导蛋白耦联受体介导的信号转导（一）参与（一）参与G蛋白耦联受体跨膜信号转导的信号分子蛋白耦联受体跨膜信号转导的信号分子n 种类多，种类多，1000余种余种n 均有均有7次跨膜的次跨膜的螺旋螺旋肽链结构肽链结构n 胞外与配体结合，胞内与胞外与配体结合，胞内与G蛋白结合蛋白结合1 G蛋白耦联受体蛋白耦联受体 促代谢型受体促代谢型受体- cellular physiology -n 异源性三聚

14、体蛋白异源性三聚体蛋白+小小G蛋白蛋白n 亚单位具有结合亚单位具有结合GTP或或GDP能力和能力和GTP酶活性酶活性n G蛋白的激活蛋白的激活2 G蛋白蛋白 鸟苷酸结合蛋白鸟苷酸结合蛋白- cellular physiology -n 指催化生成（或分解）第二信使的指催化生成（或分解）第二信使的酶酶n 重要的重要的G蛋白效应器：蛋白效应器： 腺苷酸环化酶（腺苷酸环化酶（AC）、磷脂酶）、磷脂酶C（PLC） 磷脂酶磷脂酶A2 （PLA2）、鸟苷酸环化酶（）、鸟苷酸环化酶（GC） 环磷酸鸟苷（环磷酸鸟苷（ cGMP）、磷酸二酯酶（）、磷酸二酯酶（PDE） 某些离子通道某些离子通道3 G蛋白效应器（

15、酶和离子通道）蛋白效应器（酶和离子通道）n 指作用于细胞膜后产生的细胞内信号分子指作用于细胞膜后产生的细胞内信号分子n 重要的第二信使：重要的第二信使： cAMP、 cGMP、Ca+、IP3 、DG4 第二信使第二信使- cellular physiology -（二）（二）G蛋白耦联受体信号转导的主要途径蛋白耦联受体信号转导的主要途径1受体受体- G蛋白蛋白-AC途径（途径（GS或或GI）神经递质、激素等（第一信使）神经递质、激素等（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细胞内生物效应细胞内生物效应激活激活cAMP依赖的蛋白激酶依赖的蛋

16、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（PKAPKA）- cellular physiology -2受体受体- G蛋白蛋白-PLC途径途径激素激素（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（GiGq）（PIPPIP2 2）-二磷酸磷脂酰肌醇二磷酸磷脂酰肌醇- cellular physiology - 膜外段：膜外段： 与配体结合

17、与配体结合 跨膜：跨膜：-螺旋螺旋 膜内段膜内段三、酶耦联受体介导的跨膜信号转导三、酶耦联受体介导的跨膜信号转导（一）（一）酪氨酸激酶受体酪氨酸激酶受体受体激活受体激活酪氨酸残基磷酸化酪氨酸残基磷酸化蛋白磷酸化蛋白磷酸化（二）（二）鸟苷酸环化酶受体鸟苷酸环化酶受体- cellular physiology -一、细胞膜的被动电学特征一、细胞膜的被动电学特征第三节第三节 细胞的生物电现象细胞的生物电现象q 膜电容和膜电阻膜电容和膜电阻q 电紧张电位电紧张电位- cellular physiology - 概概 念念 ：细胞处于相对安静状态时，细胞膜内外存：细胞处于相对安静状态时，细胞膜内外存 在

18、的电位差。在的电位差。2.RP实验现象实验现象二、静息电位及其机制二、静息电位及其机制（一）静息电位（一）静息电位( (resting potential RP) )- cellular physiology -3.证明证明RP的实验的实验（甲）当（甲）当A、B电极都位电极都位于细胞膜外，无电位改变，于细胞膜外，无电位改变，证明膜外无电位差。证明膜外无电位差。（乙）当（乙）当A电极位于细胞电极位于细胞膜外，膜外， B电极插入膜内时，电极插入膜内时，有电位改变，证明膜内、有电位改变，证明膜内、外间有电位差。外间有电位差。（丙）当（丙）当A、B电极都位电极都位于细胞膜内，无电位改变，于细胞膜内，无

19、电位改变，证明膜内无电位差。证明膜内无电位差。- cellular physiology -4静息电位各时期的膜电位状态静息电位各时期的膜电位状态 内负外正，大小用负值表示。内负外正，大小用负值表示。q 极极 化化 静息时，膜两侧的内负外正状态静息时，膜两侧的内负外正状态q 超极化超极化 膜内电位向负值变大的方向变化膜内电位向负值变大的方向变化q 去极化去极化 膜内电位向负值减小的方向变化膜内电位向负值减小的方向变化q 复极化复极化 由去极化或超极化向由去极化或超极化向RP值恢复值恢复q 反极化反极化 膜内为正，膜外为负的状态膜内为正，膜外为负的状态- cellular physiology

20、-（二）静息电位产生的机制（二）静息电位产生的机制静息时膜内外各离子的浓度静息时膜内外各离子的浓度离 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 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q 静息状态下细胞膜内、外离子分布不匀静

21、息状态下细胞膜内、外离子分布不匀 1.静息电位的产生条件静息电位的产生条件- cellular physiology -q 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 1.静息电位的产生条件静息电位的产生条件q 静息状态下细胞膜对离子的通透性具有选择性静息状态下细胞膜对离子的通透性具有选择性 通透性：通透性：K+ Cl- Na+ A- cellular physiology -2. RP的产生机制的产生机制Ki顺浓度差向膜外扩散顺浓度差向膜外扩散A-i不能向膜外扩散不能向膜外扩散K+i、A-i膜内电位膜内电位(负电场负电场)K+o膜外电位膜外电位(正电场正电场)膜外为

22、正、膜内为负的极化状态膜外为正、膜内为负的极化状态当扩散动力与阻力达到动态平衡时当扩散动力与阻力达到动态平衡时=RP结论结论: RP的产生主要是的产生主要是K向膜外扩散的结果。向膜外扩散的结果。 RP等于等于K+的平衡电位的平衡电位- cellular physiology -（1）细胞外）细胞外K+浓度浓度 胞外胞外K+浓度升高，浓度升高， 静息电位减小静息电位减小（2）膜对钠和钾的相对通透性）膜对钠和钾的相对通透性（3）钠）钠-钾泵的作用钾泵的作用3 静息电位的影响因素静息电位的影响因素- cellular physiology -三、动作电位及其产生机制三、动作电位及其产生机制（一）细胞

23、的动作电位（一）细胞的动作电位 ( (action potential，AP) )q 细胞受到适宜刺激产生兴奋，使膜电位发生迅细胞受到适宜刺激产生兴奋，使膜电位发生迅 速变化的过程速变化的过程q AP是膜两侧电位在是膜两侧电位在RP基础上发生的一次可扩布基础上发生的一次可扩布 的快速而可逆的倒转，是细胞兴奋的标志。的快速而可逆的倒转，是细胞兴奋的标志。- cellular physiology -去去 极极 化化上上 升升 支支下降支下降支q 动作电位的组成动作电位的组成刺激刺激局部电位局部电位阈电位阈电位去极化去极化零电位零电位反极化（超射）反极化（超射）复极化复极化（负、正）后电位（负、正

24、）后电位- cellular physiology -1. AP产生的基本条件产生的基本条件 膜内外存在膜内外存在Na+差差: Na+iNa+O 1 10； 膜在受到膜在受到阈刺激阈刺激而兴奋时，对离子的通透性增加：而兴奋时，对离子的通透性增加： 即电压门控性即电压门控性Na+、K+通道激活而开放。通道激活而开放。（二）动作电位的产生机制（二）动作电位的产生机制- cellular physiology -2. 2. 电化学驱动力电化学驱动力 电化学驱动力决定离子跨膜流动的方向和电化学驱动力决定离子跨膜流动的方向和速度速度 离子在膜两侧受到的电化学驱动力是由该离子在膜两侧受到的电化学驱动力是由

25、该离子在膜两侧溶液中的浓度离子在膜两侧溶液中的浓度 和膜电位决定和膜电位决定 静息电位，静息电位，Na+有很强的内向驱动力有很强的内向驱动力 动作电位，动作电位， K+有很强的外向驱动力有很强的外向驱动力 - cellular physiology -3.3.动作电位期间膜电导的变化动作电位期间膜电导的变化 用电学测量直接测定动作电位期间膜对离用电学测量直接测定动作电位期间膜对离子通透性的动态变化子通透性的动态变化 利用电压钳技术使得膜电位能够得以固定利用电压钳技术使得膜电位能够得以固定在任一水平在任一水平 通过这些研究技术的应用表明：在静息电通过这些研究技术的应用表明：在静息电位水平上迅速去

26、极化可引起膜对离子通透位水平上迅速去极化可引起膜对离子通透心的快速变化心的快速变化- cellular physiology -4.AP的的产产生生机机制制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+

27、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排斥顺浓度差和膜内正电位的排斥K迅速外流迅速外流膜内电位迅速下降，恢复到膜内电位迅速下降，恢复到RP水平（水平（AP下降支）下降支） Na+i、K+O激活激活Na+K+泵泵Na+泵出、泵出、K+泵回，离子恢复到兴奋前水平泵回，离子恢复到兴奋前水平后电位后电位- cellular physiology -5.5.膜对离子通透性变化的机制膜对离子通透性变化的机制 利用膜片钳技术观察单个离子通道活动：利用膜片钳技术观察单个离子通道活动：动作电位期间的膜电导的变化，膜电流的动作电位期间的膜电导的变化，膜电流的变化变化 钠通道至少存在三种功

28、能状态：钠通道至少存在三种功能状态： 关闭（备用）、激活、失活关闭（备用）、激活、失活- cellular physiology -q AP的产生实质上是受刺激后的产生实质上是受刺激后Na+ 、 K+通道状态通道状态 的改变。的改变。AP的上升支由的上升支由Na内流形成，下降支内流形成，下降支 是是K外流形成的，后电位是外流形成的，后电位是Na-K泵活动引泵活动引 起的起的 K+通道通道 电压依赖式离子通道，有开、关两种状态。电压依赖式离子通道，有开、关两种状态。 阻断剂：四乙基胺阻断剂：四乙基胺 Na+ 通道通道 电压及时间依赖式离子通道，有开、关、失电压及时间依赖式离子通道，有开、关、失

29、活三种状态活三种状态 阻断剂：河豚毒素、局麻药阻断剂：河豚毒素、局麻药q AP等于等于Na的平衡电位。的平衡电位。结论结论- cellular physiology -“全或无全或无”现象现象 动作电位一旦产生就达到最大值，其幅度动作电位一旦产生就达到最大值，其幅度不会因刺激强度的加强而增大。不会因刺激强度的加强而增大。不衰减传导不衰减传导(传播性好传播性好)脉冲式，不会重合脉冲式，不会重合不同细胞，不同细胞，AP的幅度和持续时间不同的幅度和持续时间不同q 动作电位的特点动作电位的特点- cellular physiology -q后去极化后去极化 快速快速K+外流堆积，复极化减慢外流堆积，复

30、极化减慢 q后超极化后超极化 钾通道开放时间长，过多钾外流钾通道开放时间长，过多钾外流 6. 后电位的产生机制后电位的产生机制- cellular physiology - 膜电位的临界值，能触发膜电位的临界值，能触发AP 引起钠通道大量开放的膜电位值引起钠通道大量开放的膜电位值 钠内流形成正反馈的膜电位值钠内流形成正反馈的膜电位值 RP和和TP的差值大的差值大/小，细胞兴奋性低小，细胞兴奋性低/高高7. 动作电位的引起动作电位的引起（1）阈电位和）阈电位和AP的引起的引起刺激刺激阈电位阈电位APq 阈强度阈强度q 阈电位阈电位( (TP) ) 使细胞膜去极化到阈电位的最小刺激强度使细胞膜去极

31、化到阈电位的最小刺激强度- cellular physiology -（三）动作电位的传导（三）动作电位的传导q 同一细胞上同一细胞上AP以以局部电流局部电流的形式传导的形式传导局部电流：局部电流：已兴奋与未兴奋膜之间存在电位差而已兴奋与未兴奋膜之间存在电位差而 发生的电荷移动。发生的电荷移动。- cellular physiology -q 神经纤维上神经纤维上AP的传导方式：神经冲动的传导方式：神经冲动 无髓神经纤维无髓神经纤维AP的传导是的传导是近距离局部电流近距离局部电流- cellular physiology - 两个相邻的郎飞结间呈跳跃式传导两个相邻的郎飞结间呈跳跃式传导 传导速

32、度快，节能。传导速度快，节能。q 有髓神经纤维有髓神经纤维APAP的传导的传导- cellular physiology -q 影响神经传导速度的因素影响神经传导速度的因素q 有髓神经传导特点有髓神经传导特点 轴突直径轴突直径 是否有髓鞘是否有髓鞘 双向传导双向传导 不衰减传导或不衰减传导或“全或无全或无”现现象象 绝缘性绝缘性 相对不疲劳性相对不疲劳性- cellular physiology -（四）缝隙连接（四）缝隙连接 同源六聚体（连接子）：同源六聚体（连接子）： 缝隙连接通道：相当于一个细胞缝隙连接通道：相当于一个细胞- cellular physiology -四四 局部反应局部反

33、应 local response 阈下刺激阈下刺激引起的低于阈引起的低于阈电位的去极化电位的去极化（即局部电（即局部电位），称局部位），称局部反应反应( (局部兴局部兴奋奋) )。- cellular physiology - 不具有不具有“全或无全或无”现现象象 电紧张方式扩布电紧张方式扩布 具有总和效应：具有总和效应： 时间性总和时间性总和 空间性总和空间性总和q 局部反应的特点局部反应的特点- cellular physiology -四、组织的兴奋与兴奋性四、组织的兴奋与兴奋性（一）兴奋和可兴奋细胞（一）兴奋和可兴奋细胞q 兴奋兴奋q 兴奋性兴奋性 可兴奋细胞接受刺激后产生反应的能力可

34、兴奋细胞接受刺激后产生反应的能力q 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 兴奋的外部表现及实质兴奋的外部表现及实质 细胞对刺激发生反应的过程细胞对刺激发生反应的过程- cellular physiology -（二）组织的兴奋性和阈刺激（二）组织的兴奋性和阈刺激q 刺激刺激 能引起细胞或组织发生反应的内、外环境的变化能引起细胞或组织发生反应的内、外环境的变化 一定的强度一定的强度 一定的作用持续时间一定的作用持续时间 一定的时间一定的时间-强度变化率强度变化率q 刺激引起兴奋的条件刺激引起兴奋的条件 固定刺激时间及强度时间变率，刚能引起组织固定刺激时间及强度时间变

35、率，刚能引起组织 产生反应的最小刺激强度。简称产生反应的最小刺激强度。简称阈值阈值。q 阈强度阈强度 阈值大则兴奋性低，反之亦然阈值大则兴奋性低，反之亦然q 阈刺激阈刺激 相当于阈强度的刺激相当于阈强度的刺激- cellular physiology -（三）细胞兴奋后兴奋性变化（三）细胞兴奋后兴奋性变化q 刺激刺激 能引起细胞或组织发生反应的内、外环境的变化能引起细胞或组织发生反应的内、外环境的变化分分 期期兴奋性兴奋性与与AP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

36、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q 绝对不应期绝对不应期q 相对不应期相对不应期q 超常期超常期q 低常期低常期兴奋后兴奋性的周期性变化兴奋后兴奋性的周期性变化- cellular physiology -兴奋性的周期性变化返回兴奋后兴奋性的周期性变化兴奋后兴奋性的周期性变化- cellular physiology -第四节第四节 肌细胞的收缩肌细胞的收缩（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一、横纹肌一、横纹肌 接头前膜接头前膜 接头间隙接头间

37、隙 接头后膜接头后膜 （终板膜）（终板膜）接头间隙接头间隙q 神经神经-肌接头结构肌接头结构- cellular physiology -q 神经神经-肌接头处的兴奋传递过程肌接头处的兴奋传递过程神经冲动传到轴突末神经冲动传到轴突末膜膜Ca2通道开放，膜外通道开放，膜外Ca2内流内流接头前膜内囊泡移动、融合、破裂，囊泡中接头前膜内囊泡移动、融合、破裂，囊泡中ACh释放释放(量子释放量子释放)ACh与终板膜上与终板膜上N2受体结合，受体蛋白分子构型改变受体结合，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

38、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- cellular physiology - 单向传递：电单向传递：电-化学化学-电电 时间延阁时间延阁 易易受受环境因素变化的影响环境因素变化的影响 是是1对对1的传递的传递q 神经神经-肌接头肌接头 兴奋传递的特征兴奋传递的特征q 终板电位的特征终板电位的特征 无无“全或无全或无”现象现象 无不应期无不应期 有总和现象有总和现象 EPP大小与大小与Ach释放量呈释放量呈 正相关正相关- cellular physiology -q 影响神经影响神经-肌接头肌接头 兴奋传递的因素兴奋

39、传递的因素 胆碱脂酶抑制剂胆碱脂酶抑制剂 新斯的明、有机磷农药新斯的明、有机磷农药 N-型受体阻断剂型受体阻断剂 箭毒、箭毒、- 银环蛇毒银环蛇毒 自身免疫性疾病自身免疫性疾病 重症肌无力重症肌无力 接头前膜接头前膜ACh释放减少释放减少- cellular physiology -（二）横纹肌细胞的微细结构（二）横纹肌细胞的微细结构- cellular physiology - 肌细胞收缩的基本结构和功能单位肌细胞收缩的基本结构和功能单位 横管系统：横管系统：T管管 纵管系统：纵管系统：L管管 三联管三联管q 肌管系统肌管系统q 肌小节肌小节- cellular physiology - 肌

40、动蛋白肌动蛋白 表面有与横桥结合的位点，表面有与横桥结合的位点， 静息时被原肌球蛋白掩盖；静息时被原肌球蛋白掩盖； 原肌球蛋白原肌球蛋白 静息时掩盖横桥结合位点；静息时掩盖横桥结合位点； 肌钙蛋白肌钙蛋白 与与Ca2+结合变构后结合变构后,使原肌球使原肌球 蛋白位移，暴露出结合位点蛋白位移，暴露出结合位点v 肌原纤维肌原纤维q 粗肌丝粗肌丝 由肌球（肌凝蛋白）组成，由肌球（肌凝蛋白）组成， 其头部有一膨大部其头部有一膨大部横桥横桥q 细肌丝细肌丝- cellular physiology - 1.兴奋兴奋-收缩耦联收缩耦联 2.肌丝滑行肌丝滑行（三）横纹肌收缩机制（三）横纹肌收缩机制- cel

41、lular physiology - 肌膜电兴奋的传导肌膜电兴奋的传导 三联管处的信息传递三联管处的信息传递 肌浆网（纵管系统）中肌浆网（纵管系统）中Ca2+的释放的释放 Ca2+是是 兴奋兴奋-收缩耦联的耦联物收缩耦联的耦联物q 兴奋兴奋-收缩耦联收缩耦联- cellular physiology -q 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，暴露细肌丝上的结合位点暴露细肌丝上的结合位点Ca2+与肌钙蛋白结合与肌钙

42、蛋白结合肌钙蛋白的构型肌钙蛋白的构型终池膜上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- cellular physiology - cellular physiology -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末梢内末梢内接头前膜内囊泡接头前膜内囊泡向前膜移动、融合、破裂向前膜移动、融合、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)E

43、PP引起肌膜引起肌膜AP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+进入肌浆进入肌浆Ca2+与肌钙蛋白结合与肌钙蛋白结合 引起肌钙蛋白的构型改变引起肌钙蛋白的构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横桥结合位点暴露出细肌丝上与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,分解分解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小结：骨骼肌收缩全过程小结：骨骼肌收缩全过程1.兴奋传递兴奋传递 2.兴奋兴奋-收缩（肌丝滑行）耦

44、联收缩（肌丝滑行）耦联- cellular physiology -q 肌丝滑行几点说明肌丝滑行几点说明 肌细胞收缩时肌原纤维的缩短，不是肌丝本身缩肌细胞收缩时肌原纤维的缩短，不是肌丝本身缩 短，而是细肌丝向肌节中央短，而是细肌丝向肌节中央( (粗肌丝内粗肌丝内) )滑行。滑行。 横桥循环摆动，细肌丝向肌节中央横桥循环摆动，细肌丝向肌节中央( (粗肌丝内粗肌丝内) )滑滑 行，滑行中由于肌肉的负荷而受阻，便产生张力。行，滑行中由于肌肉的负荷而受阻，便产生张力。 横桥的循环摆动在肌肉中是非同步地，从而肌肉横桥的循环摆动在肌肉中是非同步地，从而肌肉 产生恒定的张力和连续的缩短。产生恒定的张力和连续的缩短。 横桥循环摆动的参入数目及摆动速率，是决定肌横桥循环摆动的参入数目及摆动速率，是决定肌 肉缩短程度、速度和肌张力的关键因素。肉缩短程度、速度和肌张力的关键因素。 - cellular physiology -（四）骨骼肌舒张机制（四）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