细胞的基本功能.ppt

1、第二章 细胞的基本功能,授课教师：郭瑞鲜 中山医学院生理教研室 Email: ,了解：膜的化学组成和分子结构，骨骼肌细胞的微细结构 掌握：细胞膜的跨膜物质转运功能，几种主要的跨膜信号转导方式，神经和骨骼肌的生物电现象及其产生机制，神经-骨骼肌接头处的兴奋传递 熟悉：可兴奋组织在接受刺激后兴奋性的改变，平滑肌的结构和生理特性,一、本章要求,第一节 细胞膜的结构和物质转运功能 第二节 细胞的信号转导 第三节 细胞的生物电现象 第四节 肌细胞的收缩功能,第一节 细胞膜的结构和物质转运功能,一、膜的化学组成和结构模型 （一）化学组成 （二）膜的结构模型 二、细胞膜的物质转运功能 （一）单纯扩散 （二）

2、异化扩散 （三）主动转运 （四）出胞和入胞,2,第一节 细胞膜的结构和物质转运功能,一、膜的化学组成和结构模型 （一）化学组成 由脂质(lipid)，蛋白质和少量糖类物质组成 蛋白质重量：脂质重量为4：11：4 脂质的分子数量是蛋白质的10100倍,1. 膜脂质,主要成分 (1) 磷脂（phospholipid）70 磷脂酰胆碱、磷脂酰乙醇胺、磷脂酰丝氨酸、磷脂酰肌醇 膜脂质熔点较低，使膜具有流动性 (2) 胆固醇（cholesterod）30 功能：具有“流动阻尼器”（fluidity buffer）功能 胆固醇过高膜流动性降低（降低免疫细胞对抗原的反应能力） (3)鞘脂（sphiingol

3、ipid） 少量,膜脂质的结构特征,由双嗜性脂质分子两两相对排列成双分子层,亲水性极性基团 （磷酸和碱基）,疏水性非极性基团 （长烃链）,脂质双分子层特点：,（1）液态（同层横向移动的流动性） （2）稳定性 意义：细胞可以承受相当大的张力和外形 改变而不破裂；而且即使膜结构有时发生一些较小的断裂，也可以自动融合而修复，仍保持膜的完整性。 1. 屏障功能 2. 信息传递,脂质双分子层的功能：,2.膜蛋白（membrane protein）,表面蛋白（peripheral protein） 分布在膜的外表面与内表面 整合蛋白（integrated protein） 又称跨膜蛋白或穿膜蛋白 以螺旋结

4、构一次或多次穿过脂质双分子层 载体(carrier), 通道(channel), 离子泵(ion pump)等 功能：转运物质 传递信息 免疫标志,3.糖类（210）,与膜蛋白结合生成糖蛋白 与膜脂质结合生成糖脂 膜糖链的功能：作为抗原决定簇，表达免疫信息，与某些激素、递质等化学信号结合,（二）膜的结构模型,1925，Gorter 和 Grendel：红细胞脂质实验 1972，Singer和 Nicholson: 液态镶嵌模型（fluid mosaic model）学说 液态的脂质双分子层为基架，其间镶嵌着不同结构和功能的蛋白,二、细胞膜的物质转运功能,单纯扩散 异化扩散 主动转运 出胞和入胞

5、,（一）单纯扩散(simple diffusion), 概念 脂溶性小分子物质直接通过膜脂质双层顺浓度差的跨膜转运。 如：O2 、CO2、NO、 CO、N2等气体，乙醇、类固醇类激素、尿素等，水 影响因素 细胞膜的通透性： CO2脂溶性高，扩散快 膜两侧的物质浓度差：高浓度低浓度 分子大小及电荷,（二）异化扩散(facilitated diffusion),概念：非脂溶性或脂溶性很小的物质借助膜蛋白的帮助，从高浓度一侧向低浓度一侧的跨膜转运。 1. 经通道的异化扩散 特征：高度选择性 速度快：10 810 9 ions/s 顺电-化学梯度转运 激活、失活、备用等状态,苯丙氨酸、异亮氨酸、甲硫氨

6、酸堵塞孔道内口，通道失活。,膜复极化后通道又恢复到静息状态。,膜去极化达一定水平，在电场作用下，带正电荷的精氨酸和赖氨酸发生移位，使通道激活。,电压门控通道(voltage-gated channel) 通道开闭受膜两侧电位差的控制，Na+, K+, Ca2+等,化学门控通道(chemically-gated channel),通道的开放和关闭受化学物质（激素、递质）控制,机械门控性通道（mechanically gated channel） 通道开放和关闭受机械刺激控制 皮肤触压觉感受器、内耳毛细胞感受器、肌梭等 无门控机制通道 特点： 无门控装置，不受电、化学、机械因素控制 扩散动力来自浓

7、度差,水通道（water channel） 水既可以单纯扩散方式，又可经水通道跨膜流动 1992年成功克隆了第一个水通道，现鉴定出至少10种水通道，称为水孔蛋白（aquaporin, AQP）,2. 经载体的异化扩散,载体属于整合蛋白的一种，主要转运葡萄糖、氨基酸等,载体转运的特征： （1）顺着浓度差转运 （2）具有饱和性 （3）结构特异性 （4）竞争性抑制 化学结构相似的物质经同一载体转运时,易化扩散的影响因素： (1) 膜两侧物质浓度差和电位差 (2) 膜上载体的数量或通道开放的数量 易化扩散的特点： (1) 顺电-化学差扩散 (2) 不直接耗能 (3) 需要通道、载体,（三）主动转运,细

8、胞通过耗能的过程将物质逆浓 度或逆电位梯度进行跨膜转运 特点：耗能、逆电-化学差进行 主动转运的作用：形成物质在细胞内外的不均衡分布，有利于产生生物电及正常的代谢活动 离子泵，具有分解ATP能力，故称其为ATP酶,钠-钾泵(sodium-potassium pump) 简称钠泵，Na+-K+-ATP酶,当细胞膜内Na+和膜外K+浓度升高时泵激活,钠-钾泵(sodium-potassium pump),逆电-化学梯度转运，消耗能量 耦联转运Na+和 K+ 每分解1分子ATP，移出3个Na+至细胞外，2个K+移入细胞内，形成保持膜内高钾膜外高钠的分布。 哇巴因抑制其作用,钠泵的生理意义：,1）维持

9、细胞容积，钠泵把漏入胞内的Na+泵出，防止细胞肿胀 2）维持细胞内高K+，有利于代谢反应（如核糖体合成蛋白质） 3）维持胞内外Na+，K+的浓度差，是产生生物电的重要前提 4）Na+的浓度差构成了继发性主动转运的动力 5）有利于维持细胞内pH的稳定（通过Na+-H+交换）,原发性主动转运(primary active transport) 继发性主动转运(secondary active transport) 协同转运(cotransport) 特点：转运所需能量并不直接来自ATP的分解，而间接来自Na+在膜两侧的浓度势能差 同向转运（cotransport or symport） 溶质与Na

10、+向同一方向转运, 葡萄糖、氨基酸等 反向转运（antiport） 溶质与Na+向相反方向的转运, Na+-Ca2+交换。,主动转运与被动转运的区别,主动转运,被动转运,需由细胞提供能量,不需外部能量,逆电-化学势差,顺电-化学势差,使膜两侧浓度差更大,使膜两侧浓度差更小,（四）出胞和入胞,1. 出胞作用（exocytosis） 胞内大分子或物质颗粒的外排称为出胞 固有分泌、受调分泌,2. 入胞（ endocytosis ）,胞外大分子或物质团块进入细胞的过程,吞噬（phagocytosis） 进入细胞的物质是一些颗粒物质 吞饮（pinocytosis） 进入细胞的是溶液 液相入胞：细胞外液及

11、其所含溶质连续入胞 受体介导入胞：,第二节 细胞的信号转导,一、信号转导概述 （一）细胞外刺激信号 （二）受体及其特征 （三）信号转导的基本过程 二、跨膜信号转导途径 （一）G蛋白耦联受体介导的信号转导 （二）具有酶活性的受体介导的信号转导 （三）通道耦联的受体介导的信号转导 （四）核受体,3,一、信号转导概述,概念： 不同形式的外界信号作用于细胞时，通常并不进入细胞或直接影响细胞内过程，而是作用于细胞膜表面，通过引起膜结构中的一种或数种特殊蛋白质分子的变构作用，将外界环境变化的信息以新的信号形式传递到膜内，再引发被作用细胞相应的功能改变，包括细胞出现电反应或其它功能改变。,（一）细胞外刺激信

12、号,1. 体外刺激信号 物理性：光、声、电、温度 化学性：空气、环境中的各种化学物质 2. 体内刺激信号 激素、神经递质、细胞因子(cytokines)、生长因子(growth factors)、气体分子(NO、CO、H2S)等,（二）受体及其特征,受体：位于质膜或细胞内能与胞外信号物质结合并引起特定生物效应的大分子物质 分类：G蛋白耦联受体 具有酶活性的受体 离子通道型受体 核受体、胞浆受体 受体与配体结合主要特征： 特异性、高亲和力、饱和性,（三）信号转导的基本过程,膜的信号转换 胞内信号传递 引发生物学效应（膜电位改变、效应蛋白变构引起功能变化、基因表达改变）,（一）G蛋白耦联受体介导的

13、信号转导,1. 信号分子 1) G蛋白耦联受体 2) G蛋白 3) G蛋白效应器 4) 第二信使 5) 蛋白激酶,1) G蛋白耦联受体,结构：一条多肽链，7个跨膜区段，N末端，C末端 作用：与配体结合后能结合并激活G蛋白,2) G蛋白(G protein),是GTP结合蛋白（GTP-binding protein）的简称 特征：三个亚单位 亚单位起催化作用，有鸟苷酸结合位点、与受体及效应蛋白的作用位点、GTP酶活性 活性形式：结合GTP 非活性形式：结合GDP,G蛋白分类： 兴奋型G蛋白(Gs)：激活G蛋白效应器 抑制型G蛋白(Gi)：抑制G蛋白效应器 Gq型G蛋白：主要作用于磷脂酶C，参与I

14、P3、DG的调节 1994年，美国 Alfred Gilman, Martin Rodbell G蛋白及其在细胞信息传导中的作用而获得Nobel生理学暨医学奖,3) G蛋白效应器 作用：生成第二信使 分类：膜上的酶：腺苷酸环化酶(CA)、鸟苷酸环化酶 (GA)、磷脂酶C(PLC)等 离子通道：直接或间接（通过第二信使）,4) 第二信使,60年代研究肾上腺素对肝细胞糖代谢的实验。 A实验：肾上腺素可提高肝细胞糖原磷酸化酶活性肝糖原分解增多； B实验：肾上腺素加入糖原磷酸化酶或磷酸化酶激酶的制剂中不能提高磷酸化酶活性； C实验：在B实验再加入肝细胞匀浆，糖原磷酸化酸被激活；,D实验：肾上腺素作用细

15、胞膜后在胞内生成cAMP； E实验：cAMP单独作用肝细胞匀浆时，也能使磷酸化酶激活，肝糖原分解增多。 第二信使：cAMP、cGMP、Ca2+、DG、IP3等 5) 蛋白激酶 能催化蛋白质磷酸化的酶系统 丝/苏氨酸蛋白激酶、酪氨酸蛋白激酶,蛋白质磷酸化是一个可逆的过程： 蛋白激酶磷酸化 蛋白磷酸酶去磷酸化 蛋白质磷酸化过程的作用： 使酶活性改变代谢改变 通道开放膜电位改变兴奋性改变 收缩蛋白收缩或舒张 转录因子活性改变,2. G蛋白耦联受体信号转导途径,1) 受体-G蛋白-cAMP-PKA途径 第二信使学说： 美国生化学家H.W.Sutherland 1971年获Nobel生理学暨医学奖 膜外

16、物质如激素是第一信使cAMP是第二信使PKA磷酸化生物效应 磷酸二酯酶降解cAMP cAMP反应元件蛋白(cAMP response element binding protein, CREB) cAMP反应元件(cAMP response element, CRE),2) 受体-G蛋白-DG/PKC途径3)受体-G蛋白-IP3/Ca2+途径,第二信使为DG、IP3,4) 受体-G蛋白-离子通道途径,直接调节： Ach与心肌膜M2受体结合激活Gi使K+通道开放心肌被抑制 通过第二信使： 视杆细胞cGMP门控的Na+通道 无光照，cGMP维持Na+通道开放 光照刺激Gt磷酸二酯酶cGMP水解 N

17、a+通道关闭感受器电位,（二）具有酶活性的受体介导的信号转导 酪氨酸激酶受体、酪氨酸激酶耦联受体,酪氨酸激酶受体介导的信号转导特征 简单快捷，不需要G蛋白和第二信使参与 受体的配体是生长因子和细胞因子 产生的生物效应主要是基因转录调节,（三）通道耦联的受体介导的信号转导,通道耦联的受体的结构特性： 既是受体，能与特异性配体结合，又是通道，又称配体门控的通道 如nAch受体，Glu的离子型受体、GABA受体等,信号转导过程： 神经元细胞膜上A型-氨基丁酸受体与特异配体结合Cl通道开放Cl内流产生抑制性突触后电位（inhibitory postsynaptic potential,IPSP）神经元

18、抑制 通道耦联受体信号传导特点： 是通道耦联受体对胞外信号的直接反应，没有其他信号分子参与，是一种快反应途径 慢反应途径：通过G蛋白、第二信使,（四）核受体,部位：存在于胞浆或胞核 分类：类固醇激素受体 甲状腺激素受体家族 维生素D受体家族 维甲酸受体家族 受体的两种状态 非活化状态：配体未与核受体结合，不启动转录 活化状态：配体与核受体结合启动基因转录,“基因表达”学说（1968年，Jesen和Corskl提出）,(五）信号网络(signaling network)或交互对话(cross-talk),各条信号转导途径相互之间存在复杂联系例如：胞浆cAMP和Ca2+可相互影响，Ca2+浓度可调

19、节AC活性，cAMP-PKA又可使Ca2+通道和Ca2+泵磷酸化,第三节 细胞的生物电现象,一、生物电现象 （一）静息电位 （二）动作电位 二、生物电的产生机制 （一）静息单位形成原理 （二）动作电位的产生机制 （三）动作电位的传导 三、组织的兴奋和兴奋性 （一）刺激与兴奋 （二）兴奋性和可兴奋性组织 （三）细胞兴奋后兴奋性的变化,4,一、生物电现象,临床的电生理检查项目： 心电图 (ECG)、脑电图 (EEG)、肌电图(EMG)、视网膜电图、胃肠电图等。 人体整体、器官的电现象是以细胞的生物电为基础的。,生物电是指位于细胞膜两侧的电位差，又称跨膜电位（transmembrane potent

20、ials） 细胞水平的生物电：静息电位、动作电位 研究方法和材料： 电生理技术：生物放大器、示波器、刺激器等 无脊椎动物的巨大神经和肌细胞 如枪乌贼的神经轴突（直径大于1mm） 玻璃微电极、钨丝微电极等,（一）静息电位 (resting potential, RP),细胞未受刺激时，存在于膜内外两侧的电位差，膜内电位比膜外为负 一般为10100mV 哺乳动物的N和肌细胞的静息电位为7090mV,几个术语：,极化 (polarization)：静息状态下内负外正 去极化或除极化 (depolarization)：膜内电位向负值减小的方向变化 超极化 (hyperpolarization)：膜内电

21、位向负值增大的方向变化 复极化 (repolarization)：膜电位去极化后，向静息电位的负值恢复,（二）动作电位 (action potential, AP),细胞受到适当刺激时，细胞膜在静息电位基础上发生的迅速而短暂的可扩布性电位变化。,超射 (overshoot)：去极化超过0mV部分 （+2040mV） 锋电位 (spike potential)：持续12ms 负后电位：去极化后电位 正后电位：超极化后电位,AP的特点：,（1）是兴奋的标志 （2）具有“全或无”（all or none）特性 AP要么不产生，要么就是最大幅度 （3）不衰减的传导 AP向周围扩布，其波形和幅度始终保持

22、不变 （4）AP之后具有不应期,（一）RP形成原理K+平衡电位,与细胞膜内外的离子分布和细胞膜的通透性有关,表 哺乳动物骨骼肌细胞内、外主要离子的浓度,1902年 Bernstein 膜学说,Julius Bernstein, University of Berlin,平衡电位可按Nernst公式计算：,R:气体常数 T:绝对温度 Z:离子价 F:法拉第常数,Na+平衡电位： +41 mV K+平衡电位： -87 mV Ca2+平衡电位：+132 mV Cl-平衡电位： -33 mV 推测：RP是由于K+平衡电位产生的,静息电位的产生机制,膜两侧存在K+的浓度差 K+iK+o 膜对K+有通透性

23、,浓度差的驱动，K+ 外流,膜对有机负离子不通透,膜外高电位即电动势 阻止K+ 的进一步移动,浓度差的扩散力与膜外正电场的排斥力相等时， K+的净移动为零,K+达平衡弥散，此时的跨膜电位即静息电位,1939年，英国剑桥大学的Hodgkin和Huxley用毛细玻璃管首次直接记录到膜两侧的电位差，测定数值与K+平衡电位接近,计算值比测定值稍高，主要是静息时有少量Na+内移，抵消部分K+外移造成的电位差数值,影响静息电位的因素, K+在膜内外的不均衡分布及由此形成的电化学驱动力； 膜对K+、Na+的相对通透性，静息时主要对K+通透； Na+- K+泵的作用 泵出3个Na+、泵入2个K+，维持膜内外离

24、子分布,（二）AP产生机制,1. Na+平衡电位 Hodgkin等提出钠学说：,Na+oNa+i 刺激，膜主要对Na+通透性,浓度差的驱动，Na+ 内流,内移的Na+在膜内形成的正电位阻止Na+的进一步移动,浓度差的扩散力与膜内正电场的排斥力相等时， Na+的净移动为零,Na+达平衡弥散，形成AP上升支（去极化）,验证实验：用蔗糖、葡萄糖、氯化胆碱溶液代替含Na+的海水时，AP幅度降低,下降支：膜对Na+的通透性突然减小，对K+的通透性逐渐增大 通道阻滞剂四乙基胺，上升支无改变，下降支大大延缓 负后电位：复极时快速外流的K+蓄积在膜外侧暂时阻碍K+外流 正后电位：生电性钠泵活动,小结,上升支,

25、下降支,正后电位,阈刺激,2. 动作电位过程中膜电导的变化及测量,上述结果提示： AP的产生和变化与细胞膜对离子通透性（特别是Na+）改变有关，即与膜离子通道的开闭有关 从电生理学角度，离子通道的特性包括 开放概率、关闭概率、 电流大小、 电导(G)大小(可理解为膜的通透性) G=1/R I=V/R V=Em-Ei I=GV=G(Em-Ei),Na+的膜电导，电流及驱动力的关系 INaGNa(Em-ENa) 如果Em和ENa保持不变 测得的INa可反映膜对Na+的电导,(1) 电压钳 (Voltage clamp)：,20世纪50年代，Hodgkin和Huxley首先应用 作用：直接测量细胞膜

26、对离子的通透性 基本原理：（见图28） 维持跨膜电位恒定，测出膜电导,电压钳记录的膜电流（图29）,（1）内向电流：被钠通道阻断剂TTX(河豚毒)阻断 （2）外向电流：被钾通道阻断剂TEA (四乙基铵)阻断,不同程度去极化对钠电导的影响（图210）,Na+电导的电压依赖性,（2）膜电钳（patch clamp）和单离子通道记录,1976年，Neher和Nakmann 发明 工作原理与电压钳相同 作用：可记录到单个离子通道电流,(1) 备用状态：通道关闭，但对刺激有反应 (2) 激活状态：通道开放，持续12ms (3) 失活状态：通道关闭，对刺激不产生即时反应，与不应期有关，去极化消除后再有反应

27、,钠通道的3种基本功能状态：,苯丙氨酸、异亮氨酸、甲硫氨酸堵塞孔道内口，通道失活。,膜复极化后通道又恢复到静息状态。,膜去极化达一定水平，在电场作用下，带正电荷的精氨酸和赖氨酸发生移位，使通道激活。,备用,激活,失活,刺激：强度、作用时间、强度对时间的变化率、 阈强度(threshold intensity)：当刺激的作用时间和强度对时间的变化率恒定时，能引起组织细胞发生反应的最小刺激强度 阈刺激、阈下刺激、阈上刺激 阈下刺激膜少量Na+通道开放少量Na+内流小幅度去极化反应局部兴奋,3阈下刺激与局部兴奋,(1) 刺激依赖性： 反应随刺激强度增大而增大，不是“全或无”的,局部兴奋的特征,(2)

28、 电紧张性扩布 (electrotonic propagation)，不能长距离扩布，产生电紧张电位，随距离延长而衰减 (3) 总和反应（叠加）：总和后产生AP 空间性总和(spatial summation) 时间性总和（temporal summation） 在神经元胞体和树突的功能活动中多见,刺激强度：达到阈强度 阈电位(threshold potential)：能使去极化转变为锋电位的临界膜电位值 初始去极化 再生去极化,4. 动作电位产生的条件,阈强度刺激细胞膜一定数量的膜Na+通道开放，Na+内流膜电位去极化，Na+电导（初始去极化）更多的Na+通道开放，Na+内流增多（阈电位）膜

29、通透性越来越大及去极化越来越快（正反馈或再生性循环）内流的Na+多于外流的K+产生动作电位 AP的幅度、形状及时间之取决于膜电导、 Na+浓度梯度、兴奋前膜电位水平，与刺激无关,(1) 膜Na+通道的密度（用同位素标记TTX测定） (2) Na+通道对膜电位、化学刺激、机械刺激的敏感性,影响阈电位的因素,局部兴奋与AP的区别,局部兴奋 动作电位 阈下刺激引起 阈(上)刺激引起 钠通道少量开放 钠通道大量开放 刺激依赖性 “全或无” 时间总和、 无总合效应 空间总合 衰减性传播 非衰减性传播,（三）动作电位的传导,1. 无髓神经纤维 局部电流：兴奋段与未兴奋段的电位差引起电荷移动,2. 有髓神经

30、纤维 跳跃式传导（salatory conduction） 优点：传导快，节能,（一）刺激与兴奋 兴奋性：组织细胞对刺激产生反应的能力 细胞受刺激产生动作电位的能力 电刺激引起组织兴奋的三个要素： 电流强度(i), 通电持续时间(t), 强度变化率(di/dt),三、组织的兴奋和兴奋性,强度时间曲线： 反映刺激强度与时间的关系 基强度：引起兴奋所需的最小刺激强度（图中b点） 与阈强度的区别（固定了通电时间） 时值：2倍基强度电流刺激引起兴奋所需的最短时间（图中点） 衡量兴奋性的指标,影响兴奋性的因素： 静息电位：静息电位增大，兴奋性降低 阈电位：下移兴奋性 细胞外钙浓度：钙浓度静息电位兴奋性,

31、(二）兴奋性和可兴奋组织,1.绝对不应期（absolute refractory period）:兴奋性几乎等于零相当于锋电位的发生时间与钠通道失活有关 2.相对不应期（relative refractory period）兴奋性逐渐恢复,（三）细胞兴奋后兴奋性的变化,3.超常期（supranormal period）兴奋性较正常时轻度升高 4.低常期（subnormal period）:相当于正后电位时期兴奋性较正常轻度降低,（三）细胞兴奋后兴奋性的变化,分 期 兴奋性 反 应 绝对不应期 零 对任何刺激不起反应 相对不应期 低于正常 对阈上刺激起反应 超 常 期 稍高于正常 对阈下刺激可起

32、反应 低 常 期 稍低于正常 对阈上刺激起反应,绝对不应期,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）,第四节 肌细胞的收缩功能,一、骨骼肌的兴奋和收缩机制 （一）神经-肌肉接头的兴奋传递 （二）骨骼肌的微细结构 （三）骨骼肌的收缩机制 （四）骨骼肌的兴奋-收缩耦联 二、骨骼肌收缩的机械力学特征 （一）前负荷-初长度对肌肉收缩的影响 （二）后负荷对肌肉收缩的影响 （三）肌肉收缩能力对肌肉收缩的影响 （四）刺激频率对肌肉收缩的影响 三、平滑肌的结构和生理特性,肌肉的分类 从形态学分：横纹肌 (striated muscle) 平滑肌 (smooth mus

33、cle) 从神经支配分：随意肌 (voluntary muscle) 非随意肌 (involuntary muscle) 从功能特性分：骨骼肌 (skeletal muscle) 心肌 (cardiac muscle) 平滑肌 (smooth muscle),（一）神经-肌肉接头的兴奋传递,神经-肌肉接头 (neuromuscular junction),神经-肌肉接头 (neuromuscular junction),1. 接头前膜：裸露的轴突末梢，电压依赖性Ca2+通道，囊泡 (Ach) 2. 接头间隙 (junction cleft)：50nm，细胞外液 3. 终板膜（接头后膜）：膜增厚

34、有皱褶，N型Ach受体通道,神经-肌肉接头兴奋传递的过程,神经冲动（AP）到达接头前膜前膜去极化激活电压门控性Ca2+通道 Ca2+内流入神经末梢Ca2+ 启动囊泡(Ach)的出胞机制Ach以量子释放方式释放进入接头间隙Ach激活接头后膜Ach受体通道较多Na+流入，小量K+流出终板膜去极化终板电位(endplate potential, EPP)电紧张性扩布产生AP肌肉收缩,Ach的去向： 被胆碱酯酶分解 少量流出接头间隙,神经-肌肉接头兴奋传递的特征,1. 化学传递 2. 单向传递 3. 终板电位是局部兴奋、电紧张性扩布、 其幅度与Ach释放量有关 Ach自发量释放引起微终板电位（0.4m

35、V） 4. 神经肌肉接头1:1传递 5. 易受内环境因素影响,影响神经肌肉接头兴奋传递的因素,1. 与Ach类似作用的药物： 尼古丁（不易被胆碱酯酶破坏） 2. Ach受体阻断剂（肌松剂）： 筒箭毒(tubocurarine) -银环蛇毒(-bungarotoxin) 3. 胆碱酯酶抑制剂： 新斯的明、有机磷农药,重症肌无力、肉毒杆菌引起的肌无力,（二）骨骼肌的微细结构,1. 肌原纤维和肌小节 明带，Z线 暗带 H带，M线 肌小节 粗肌丝、细肌丝,2. 肌管系统,横管(T管) : 肌膜 细胞外液 纵管(L管) : 滑面内质网 三联体: 一横管和两侧的终池,纵管 横管,L,T,肌管的作用,横 管

36、：传AP至肌细胞深部 纵 管：贮存、释放、聚积Ca2+ 三联管：兴奋- 收缩耦联部位,（三）骨骼肌的收缩机制,1. 滑行学说 Huxley 50年代 细肌丝向粗肌丝间滑行肌小节长度缩短肌原纤维、肌细胞、肌肉长度缩短 实验证据：肌收缩时，粗肌丝长度不变，明带，H带短缩,2. 肌肉收缩的分子机制,(1) 粗肌丝：由200300个肌凝蛋白 (myosin) (又称肌球蛋白)组成 肌凝蛋白，横桥 (cross bridge),横桥的作用：, 与细肌丝的肌动蛋白结合、扭动、解离、再结合和扭动 ATP酶活性，为摆动，肌收缩提供能量,(2) 细肌丝,由肌纤蛋白、原肌球蛋白、肌钙蛋白质组成 肌动蛋白(acti

37、n)：能与横桥结合 原肌球蛋白(tropomyosin)：双螺旋状 安静时，将横桥与肌动蛋白隔开, 肌钙蛋白（troponin）:含C、T、I三个亚单位 C亚单位：对钙亲和力大，可结合4个Ca2+ T亚单位：是与原肌球蛋白结合的亚单位 I亚单位：当C亚单位与Ca2+结合后，兴奋原肌球蛋白解除肌动蛋白与横桥结合的障碍,3. 肌肉收缩过程,肌细胞膜上的AP传到T管再传递到三联管终池Ca2+通道开放大量Ca2+流入肌浆肌钙蛋白C亚单位与Ca2+结合I亚单位兴奋原肌球蛋白构象改变暴露肌动蛋白与横桥结合点横桥与肌动蛋白结合横桥构象改变拉动细肌丝向M线滑动横桥周期肌原纤维缩短肌肉收缩,（四）骨骼肌的兴奋-收缩耦联 (excitation co