生理学 细胞的基本功能.ppt

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1、第三节第三节 细胞的生物电现象细胞的生物电现象一、静息电位一、静息电位(一）概念：细胞安静时存在于细胞膜两侧的电位差，在大多数细胞呈内负外正的极化状态。生物电产生机制生物电产生机制n n两个力量：动力浓度差、电位差 阻力电位差n n一个平衡：离子的平衡电位（二）静息电位产生的机制（二）静息电位产生的机制 膜内K+浓度高于膜外，安静时膜对K+通透性大，K+顺浓度差外流，而细胞内的有机负离子不能透出细胞，便产生了内负外正的电位差。当促进K+向外移动的化学力与阻止K+向外移动的电场力达到平衡时，则K+的净通透量等于零，此时的电位差称为K+的平衡电位，等于静息电位。二、动作电位二、动作电位（一）概念动

2、作电位：可兴奋细胞受刺激而兴奋时，细胞膜在静息电位的基础上产生的一次可扩布的电位变化，是细胞兴奋的标志。n n峰电位：神经纤维和骨骼肌细胞的动作电位去极相和复极相历时短暂，形成尖峰状图形。n n后电位：峰电位在其完全恢复到静息电位之前，还要经历一些微小而缓慢的电位波动。（二）动作电位的演变过程（二）动作电位的演变过程极化：安静时，内负外正超极化：膜内负值较RP时加大去极化：膜内负值较RP时减小反极化：膜内电位由零变正的过程超射值：膜内电位由零变正的数值复极化：去极化后，又向极化状态 恢复的过程动作电位与兴奋性变化的关系动作电位与兴奋性变化的关系分期分期与与APAP的关系的关系兴奋性兴奋性绝对不

3、应期绝对不应期峰电位峰电位下降到零下降到零相对不应期相对不应期 负后电位前期负后电位前期 逐渐恢复，低于正常逐渐恢复，低于正常超常期超常期负后电位后期负后电位后期高于正常高于正常低常期低常期正后电位正后电位低于正常低于正常动作电位的特点动作电位的特点1.“全或无”现象3.脉冲式（三）动作电位产生的机制（三）动作电位产生的机制n n去极相：膜外去极相：膜外NaNa+浓度高于膜内，安静时膜内浓度高于膜内，安静时膜内电位低于膜外。刺激电位低于膜外。刺激NaNa+通道少量开放，少通道少量开放，少量量NaNa+内流内流阈电位阈电位 NaNa+通道大量开放，通道大量开放，NaNa+迅速内流，迅速内流，膜内

4、电位升高，达膜内电位升高，达NaNa+的平衡的平衡电位。电位。n n复极相：复极相：NaNa+通道关闭，通道关闭，k k+通道开放，通道开放，k k+外流，外流，膜内电位下降，恢复至静息电位。膜内电位下降，恢复至静息电位。n n后电位：后电位：NaNa+-k k+泵将泵将NaNa+、k k+分布复原，保分布复原，保持细胞的兴奋性。持细胞的兴奋性。静息电位与动作电位的比较静息电位与动作电位的比较 膜电位膜电位 项目项目静息电位动作电位峰电位峰电位后电位后电位上升支上升支下降支下降支 负后电位负后电位 正后电位正后电位产生机制产生机制K K+外流外流NaNa+内流内流K K+外流外流 K K+外流

5、外流钠泵活动钠泵活动平衡电位平衡电位E EK KE ENaNaE EK K通道通道阻断剂阻断剂四乙胺四乙胺河豚毒素河豚毒素四乙胺四乙胺四乙胺四乙胺 电荷分布电荷分布状态状态极化极化去极化去极化(含含反极化反极化)复极化复极化 未恢复到未恢复到RPRP轻度超极轻度超极化化特点特点稳定直稳定直流电位流电位快速、可扩布的电位变化快速、可扩布的电位变化（四）动作电位的产生条件（四）动作电位的产生条件阈刺激、阈上刺激较少Na+通道开放，少量Na+内流轻度去极化阈电位爆发动作电位阈下刺激少量Na+通道开放，少量Na+内流微弱去极化局部反应总和阈电位爆发动作电位 局部反应：阈下刺激引起的达不到阈电位的局部去

6、极化。动作电位和局部反应的特点动作电位和局部反应的特点n n动作电位1.“全或无”现象3.脉冲式n n局部反应1.没有“全或无”现象动作电位和局部反应的比较动作电位和局部反应的比较项目项目动作电位动作电位局部反应局部反应刺激强度刺激强度阈刺激或阈上刺激阈刺激或阈上刺激阈下刺激阈下刺激开放的钠通道开放的钠通道多多较少较少电位变化幅度电位变化幅度大（阈电位以上）大（阈电位以上）小（阈电位以下）小（阈电位以下）不应期不应期有有无无总和总和无无有有(时间或空间）时间或空间）“全或无全或无”特特点点有有无无传播特点传播特点以局部电流形式不以局部电流形式不衰减地向远处传播衰减地向远处传播呈电紧张性扩布，呈

7、电紧张性扩布，迅速衰减，迅速衰减，不能远传不能远传 （五）动作电位的传导（五）动作电位的传导n n本质：AP在细胞膜上依次发生的过程n n特点：不衰减地双向传导n n机制：局部电流学说动作电位传导机制动作电位传导机制n n兴奋部位与未兴奋部位的膜存在电位差，形成局部电流，刺激未兴奋部位去极化达阈电位，Na+通道开放，产生AP。第四节第四节 肌细胞的收缩功能肌细胞的收缩功能本节内容本节内容 神经纤维兴奋 骨骼肌收缩过程结构神经肌肉兴奋传递神经肌肉接头兴奋收缩藕联肌管系统肌细胞收缩肌原纤维一、神经肌肉接头处一、神经肌肉接头处兴奋传递兴奋传递（一）神经肌肉接头处的结构（一）神经肌肉接头处的结构（二）

8、神经肌肉接头处兴奋传递过程二）神经肌肉接头处兴奋传递过程 AP传至神经末梢Ca2+内流ACH释放 Ach与ACH受体通道蛋白质结合 通道开放 Na+内流大于外流 终板电位总和 邻近肌膜去极化达阈电位 肌细胞产生动作电位。Ach被胆碱酯酶灭活。（三）神经肌肉接头处兴奋传递的特点（三）神经肌肉接头处兴奋传递的特点 递质释放：Ca2+递质与受体结合：箭毒 递质灭活：有机磷农药二、肌细胞的兴奋收缩耦连二、肌细胞的兴奋收缩耦连概念：把肌细胞的兴奋和肌细胞的收缩连 接起来的中介过程。（细胞膜AP肌丝滑行）步骤 肌膜动作电位经横管到达三联体 三联体的信号传递 终池对Ca2+的释放和回收耦联物（中介因子）：C

9、a2+关键部位：三联体三、肌细胞收缩三、肌细胞收缩（一）肌丝的结构和功能（一）肌丝的结构和功能 结结 构构功功 能能肌肌丝丝粗粗肌肌丝丝肌凝蛋白肌凝蛋白 横桥横桥 ATPATP酶，与细肌丝酶，与细肌丝结合、扭动、分离结合、扭动、分离 杆部杆部 粗肌丝主干粗肌丝主干 细细肌肌丝丝肌动蛋白肌动蛋白细细肌肌丝丝主主干干，有有与与横横桥桥结结合合的位点的位点原肌凝蛋白原肌凝蛋白 调控肌动蛋白与横桥的结合调控肌动蛋白与横桥的结合肌钙蛋白肌钙蛋白能能与与C Ca a2+2+结结合合，使使原原肌肌凝凝蛋蛋白的构型、位置改变白的构型、位置改变 （二）肌细胞收缩（二）肌细胞收缩肌丝滑行肌丝滑行 肌浆Ca2+浓度

10、升高 肌钙蛋白肌钙蛋白与Ca2+结合 原肌凝蛋白原肌凝蛋白变构、移位暴露肌动蛋白结合位点横桥与肌动蛋白横桥与肌动蛋白结合ATP酶活性增加 ATP分解释能 横桥扭动 细肌丝向M线滑行肌小节缩短肌肉收缩 （三）骨骼肌的收缩形式（三）骨骼肌的收缩形式 等长收缩 按肌肉是否缩短 等张收缩 单收缩 按刺激频率 完全强直收缩 强直收缩 不完全强直收缩 等长收缩与等张收缩等长收缩与等张收缩等长收缩等长收缩等张收缩等张收缩肌肉长度肌肉长度不变不变缩短缩短肌肉张力肌肉张力增加增加不变不变负荷负荷负荷负荷 肌张力肌张力负荷负荷 肌张力肌张力肌丝滑行肌丝滑行无无有有意义意义维持位置和姿维持位置和姿势势作功作功=负荷重量负荷重量肌肉缩短长度肌肉缩短长度单收缩和强直收缩单收缩和强直收缩n n单收缩：刺激落在舒张期之后n n不完全强直收缩：刺激落在舒张期内n n完全强直收缩：刺激落在收缩期内（四）影响骨骼肌收缩的因素（四）影响骨骼肌收缩的因素n n1.前负荷：n n在一定范围内，前负荷初长度肌张力n n在最适前负荷时，达到最适初长度最大肌张力；n n超过最适前负荷，肌张力2.后负荷：后负荷肌张力缩短越晚缩短的初速度缩短程度3.肌肉收缩能力肌肉收缩能力 肌张力、缩短速度、缩短程度 H+、缺氧收缩能力；Ca2+、Adr 收缩能力