神經(jīng)肌肉一般生理演示文稿

神經(jīng)肌肉一般生理演示文稿當前1頁，總共220頁。優(yōu)選神經(jīng)肌肉一般生理當前2頁，總共220頁。要點膜的物質(zhì)轉(zhuǎn)運靜息電位和動作電位及其形成機理興奮的傳導(dǎo)(傳遞)骨骼肌的超微結(jié)構(gòu)及收縮2023/3/83當前3頁，總共220頁。細胞膜的結(jié)構(gòu)細胞膜的物質(zhì)轉(zhuǎn)動功能細胞膜的跨膜信號傳導(dǎo)神經(jīng)肌肉的興奮和興奮性細胞生物電現(xiàn)象骨骼肌細胞的興奮和收縮功能2023/3/84當前4頁，總共220頁。細胞膜的結(jié)構(gòu)

FundamentalstructureofCellmembrane

2023/3/85當前5頁，總共220頁。細胞學(xué)說Celltheory英國人RobertHooke(1635-1703)于300多年前用放大鏡觀察軟木塞薄片，首次描述了細胞壁構(gòu)成的小室，稱為“cell”2023/3/86當前6頁，總共220頁。1838-1839年德國學(xué)者Schleiden(施來登1804-1881)和Schwann(施旺1810-1882)創(chuàng)立“細胞學(xué)說”細胞是一切植物和動物的結(jié)構(gòu)、功能和發(fā)生的基本單位2023/3/87當前7頁，總共220頁。

細胞膜Cellmembrane細胞膜結(jié)構(gòu)的研究19世紀中葉，根據(jù)實驗提出質(zhì)膜的概念1895年E.Overton發(fā)現(xiàn)脂溶性物質(zhì)易透過細胞膜，證明細胞膜含質(zhì)膜(磷脂或膽固醇)水溶性和脂溶性物質(zhì)透過細胞膜的能力不同hydrophilichydrophobic2023/3/88當前8頁，總共220頁。1925年E.Gorter和F.Grendel首先提出了膜結(jié)構(gòu)模型，即脂雙層模型(lipid-bilayermodel)親水性極性基團(磷酸和堿基)疏水性非極性基團(長烴鏈)Gorter&Grendel的實驗2023/3/89當前9頁，總共220頁。1957年Robertson用KMnO4固定細胞膜在電鏡下觀察到“鐵軌”狀結(jié)構(gòu)，內(nèi)外二層黑深，中間層明亮，三層結(jié)構(gòu)2+3.5+2nm，總7.5nm2023/3/810當前10頁，總共220頁。1972年和提出液體鑲嵌模型(fluidmosaicmodel)globularprotein-helix-protein

2023/3/811當前11頁，總共220頁。滅活的仙臺病毒誘導(dǎo)融合37℃培養(yǎng)40min人細胞鼠細胞熒光標記膜蛋白質(zhì)2023/3/812當前12頁，總共220頁。Gorter&Grendel的實驗低滲溶液中加紅細胞得空膜囊用丙酮溶出膜囊中的脂質(zhì)，再將提取的脂質(zhì)散布在水槽中，在水面上成單分子層將這些分子在水面上擠壓在一起，發(fā)現(xiàn)其面積為紅細胞表面積的2倍提出脂雙層模型2023/3/813當前13頁，總共220頁。2023/3/814當前14頁，總共220頁。細胞膜的化學(xué)成分

ChemicalcomponentsoftheCellMembrane蛋白質(zhì)(Protein)55%磷脂(Phospholipids)25%

膽固醇(Cholesterol)13%

其它脂質(zhì)(Otherlipids)4%

糖類(Carbohydrates)3%

2023/3/815當前15頁，總共220頁。細胞膜脂質(zhì)（lipidsofcellmembrane）磷脂>70%膽固醇<30%神經(jīng)鞘脂（Sphingolipid），糖脂（glycolipid）細胞的脂質(zhì)屏障（Lipidbarrier）防止水滲透（penetration）磷脂的性質(zhì)為雙親媒性分子或親水脂分子2023/3/816當前16頁，總共220頁。卵磷脂分子結(jié)構(gòu)2023/3/817當前17頁，總共220頁。細胞膜蛋白（Membraneproteins）膜蛋白類型外在蛋白(Extrinsicprotein,表面蛋白質(zhì)peripheralprotein)僅附在膜的一側(cè)，不穿透膜功能:幾乎全是酶（enzyme）2023/3/818當前18頁，總共220頁。內(nèi)在蛋白(Intrinsicprotein,結(jié)合蛋白質(zhì)integralprotein)完全穿透膜功能水、水溶性物質(zhì)尤其是離子的結(jié)構(gòu)通道（structuralchannel）不能滲透脂質(zhì)屏障的物質(zhì)轉(zhuǎn)運載體（carrier）酶2023/3/819當前19頁，總共220頁。2023/3/820當前20頁，總共220頁。膜蛋白功能結(jié)構(gòu)成分(接合蛋白commissureprotein)酶受體(Receptor)轉(zhuǎn)動工具(transporter):通道和載體2023/3/821當前21頁，總共220頁。細胞膜糖類（Membranecarbohydrates）幾乎全部與蛋白或脂質(zhì)結(jié)合成糖蛋白(glycoprotein)或糖脂(glycolipid)位于膜外側(cè)的糖類功能大部分細胞整體帶負電性(排斥其它負電性物質(zhì))糖蛋白結(jié)合復(fù)合物(glycocalyx)使細胞間相互粘附作為結(jié)合激素(如胰島素insulin)的受體參與免疫反應(yīng)(immunereaction)2023/3/822當前22頁，總共220頁。2023/3/823當前23頁，總共220頁。細胞膜的功能

FunctionofCellmembrane

屏障作用傳遞信息受體功能，與識別和接受環(huán)境中特異的化學(xué)刺激有關(guān)，與細胞的免疫功能有關(guān)具有酶的作用物質(zhì)轉(zhuǎn)運功能附著在膜內(nèi)表面的蛋白質(zhì)和細胞的變形運動、吞噬或吞飲作用及細胞分裂有關(guān)2023/3/824當前24頁，總共220頁。膜分隔細胞內(nèi)液(ICF,intracellularfluid)和細胞外液(ECF,extracellularfluid)細胞膜具有選擇通透性

(selectivePermeability)ECF和ICF成分不同細胞膜的物質(zhì)轉(zhuǎn)運功能

Membranetransport2023/3/825當前25頁，總共220頁。這些差異對細胞的生存和功能非常重要！componentsECFICFNa+142mmol/L10mmol/LK+4mmol/L140mmol/LCl-103mg/L4mmol/LPhosphates4mmol/L75mmol/LProteins5mmol/L40mmol/L2023/3/826當前26頁，總共220頁。膜轉(zhuǎn)運分子和離子的機制(Mechanism)無載體介導(dǎo)的轉(zhuǎn)運載體介導(dǎo)的轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)運時的能量被動轉(zhuǎn)運（Passivetransport）擴散（Diffusion）：依賴濃度差和勢能差，不需要細胞直接提供能量

凈移動順著濃度梯度（concentrationgradient），消除濃度梯度主動轉(zhuǎn)運（Activetransport）凈移動逆著濃度梯度需要細胞直接提供能量2023/3/827當前27頁，總共220頁。單純擴散(Simplydiffusion)

特點不需要膜載體蛋白參與

被動條件前提膜二側(cè)存在濃度差膜對該物質(zhì)有通透性機理熱能使分子/離子處理自由運動狀態(tài)消除濃度梯度，分布均勻2023/3/828當前28頁，總共220頁。通過膜的擴散過程只有脂溶性物質(zhì)通過膜的脂質(zhì)雙分子層擴散無極性分子

(02)脂溶性分子

(類固醇)弱極性共價鍵結(jié)合分子

(C02,NO)H20(小,不帶電荷)膜對以下物質(zhì)不通透強極性分子

(如葡萄糖)帶電荷無機離子

(如Na+)2023/3/829當前29頁，總共220頁。水分子雖然是極性分子，但它的分子極小，又不帶電荷，故膜對它是高度通透的。另外，水分子還可通過水通道跨膜轉(zhuǎn)運。2023/3/830當前30頁，總共220頁。2023/3/831當前31頁，總共220頁。擴散速率與下面因素有關(guān)濃度梯度大小擴散的驅(qū)動力膜透性溫度溫度越高擴散越快膜表面積微絨毛

(Microvilli)增加表面積2023/3/832當前32頁，總共220頁。2023/3/833當前33頁，總共220頁。易化擴散(FacilitatedDiffusion)

特點被動需要膜蛋白參與2023/3/834當前34頁，總共220頁。載體介導(dǎo)轉(zhuǎn)運（Carrier-MediatedTransport）通過蛋白質(zhì)載體蛋白質(zhì)載體的特性特異性（Specificity）僅與特異分子相互作用競爭（Competition）具有相似結(jié)構(gòu)的分子競爭載體的結(jié)合位點飽和（Saturation）載體的結(jié)合位點全部占滿2023/3/835當前35頁，總共220頁。轉(zhuǎn)運最大值(Tm,Transportmaximum):

載體飽和競爭:分子X和Y競爭同一個載體2023/3/836當前36頁，總共220頁。通過易化擴散最重要的物質(zhì)是葡萄糖和大部分的氨基酸葡萄糖載體分子是一種內(nèi)在蛋白2023/3/837當前37頁，總共220頁。通道介導(dǎo)的擴散間斷性開放通道

(門控離子通道)通道類型化學(xué)門控通道(chemical-gatedchannel)電壓門控通道(Voltage-gatedchannel)機械敏感離子通道(mechanosensitiveionchannel)或機械門控通道(mechanical–gatedchannel)2023/3/838當前38頁，總共220頁。2023/3/839當前39頁，總共220頁。通道特點高速率打開和關(guān)閉很快

(膜電位，化學(xué)信號等)具有選擇性，但較載體小通道阻斷劑(blockingagents)，如河豚毒素可阻斷Na+通道，四乙胺阻斷鉀通道神經(jīng)元細胞膜對K+的通透性是Na+的20倍2023/3/840當前40頁，總共220頁。2023/3/841當前41頁，總共220頁。2023/3/842當前42頁，總共220頁。主動轉(zhuǎn)運（ActiveTransport）逆著濃度梯度轉(zhuǎn)運分子或離子從低濃度側(cè)到高濃度側(cè)需要ATPNa+、K+、Ca2+、H+、Cl-、I-，不同的糖和大多數(shù)的氨基酸2023/3/843當前43頁，總共220頁。初級主動轉(zhuǎn)運（PrimaryActiveTransport）載體轉(zhuǎn)運直接利用ATP分子或離子結(jié)合到載體位結(jié)合刺激磷酸化

(分解ATP)構(gòu)象改變將物質(zhì)轉(zhuǎn)運到另一側(cè)2023/3/844當前44頁，總共220頁。2023/3/845當前45頁，總共220頁。Na+-K+ATP酶泵（Na+-K+ATP-asePump）初級主動轉(zhuǎn)運載體蛋白是一種ATP酶，水解ATP成ADP和Pi2023/3/846維持膜二側(cè)Na+、K+

離子濃度差并建立細胞內(nèi)負電位當前46頁，總共220頁。2023/3/847當前47頁，總共220頁。Na+-K+ATP酶泵的基本組成4個亞單位（subunit）亞單位:M.W:100,000亞單位:M.W:55,000功能不清2023/3/848當前48頁，總共220頁。subunitsubunit2023/3/849當前49頁，總共220頁。亞單位的特點外側(cè)有2個結(jié)合K+的位點有3個Na+結(jié)合位點內(nèi)側(cè)部鄰近Na+結(jié)合位點有ATP酶活性2023/3/850當前50頁，總共220頁。轉(zhuǎn)運過程2023/3/851當前51頁，總共220頁。2023/3/852當前52頁，總共220頁。Na+-K+-ATP酶磷酸化，構(gòu)型改變，對K+親和力大，對Na+親和力小，在胞外結(jié)合K+,向細胞外釋放Na+脫磷酸化，對Na+親和力大，對K+親和力小，在胞內(nèi)結(jié)合Na+,向胞內(nèi)釋放K+每分解一個ATP分子，3個Na+被移出膜外，2個K+移入膜內(nèi)2023/3/853當前53頁，總共220頁。質(zhì)子泵protonpump3typesP-type,V-type,F-type2023/3/854當前54頁，總共220頁。P-classpumpsP-classionpumpsareagenefamilyexhibitingsequencehomology.Theyinclude:Na+,K+-ATPase,inplasmamembranesofmostanimalcells,isanantiportpump.ItcatalyzesATP-dependenttransportofNa+outofacellinexchangeforK+entering.2023/3/855當前55頁，總共220頁。(H+,K+)-ATPase,involvedinacidsecretioninthestomach,isanantiportpump.ItcatalyzestransportofH+outofthegastricparietalcell(towardthestomachlumen)inexchangeforK+enteringthecell.2023/3/856當前56頁，總共220頁。Ca++-ATPases,inendoplasmicreticulum(ER)&plasmamembranescatalyzetransportofCa++awayfromthecytosol,eitherintotheERlumenoroutofthecell.ThereissomeevidencethatH+maybetransportedintheoppositedirection.Ca++-ATPasepumpskeepcytosolicCa++low,allowingCa++toserveasasignal.2023/3/857當前57頁，總共220頁。Calcium

ionpump鈣離子泵2typesForP-type,2Ca2+out/ATPNa+-Ca2+exchanger(鈉鈣交換器,antiport)2023/3/858當前58頁，總共220頁。2023/3/859當前59頁，總共220頁。次級主動轉(zhuǎn)運（SecondaryActiveTransport）能量來自存儲在膜二側(cè)的某種離子濃度差需要協(xié)同轉(zhuǎn)運體(contransporter)同向轉(zhuǎn)運

(Symport,Co-transport)轉(zhuǎn)動物質(zhì)與離子移動同一個方向反向轉(zhuǎn)運

(Antiport,Countertransport)轉(zhuǎn)動物質(zhì)與離子移動相反方向2023/3/860當前60頁，總共220頁。轉(zhuǎn)動葡萄糖2023/3/861當前61頁，總共220頁。向高濃度側(cè)轉(zhuǎn)動葡萄糖所需的能量來自Na+向低濃度一側(cè)的轉(zhuǎn)運2023/3/862當前62頁，總共220頁。2023/3/863當前63頁，總共220頁。大量物質(zhì)轉(zhuǎn)運（BulkTransport）許多分子一起同時轉(zhuǎn)動胞吐作用（Exocytosis）內(nèi)吞作用（Endocytosis）2023/3/864當前64頁，總共220頁。2023/3/865當前65頁，總共220頁。細胞膜的跨膜信號傳導(dǎo)Transmembranesignaltransduction

通過具有特異感受結(jié)構(gòu)的通道蛋白質(zhì)完成的跨膜信號轉(zhuǎn)導(dǎo)化學(xué)門控通道化學(xué)物質(zhì)控制：遞質(zhì)、激素等主要分布：終板膜、突觸后膜及某些嗅、味感受細胞的膜中作用：產(chǎn)生局部電位例：終板膜化學(xué)門控通道2023/3/866當前66頁，總共220頁。電壓門控通道主要分布：神經(jīng)軸突、骨骼肌、心肌細胞的一般細胞膜上作用：產(chǎn)生動作電位例：鈉通道2023/3/867當前67頁，總共220頁。機械門控通道機械刺激通過某種機制使機械感受器細胞膜上的通道開放，產(chǎn)生感受器電位例：聽覺毛細胞、肌梭等各種門控通道完成的跨膜信號轉(zhuǎn)導(dǎo)特點速度相對較快對外界作用出現(xiàn)反應(yīng)的位點較局限2023/3/868當前68頁，總共220頁。由膜的特異受體蛋白質(zhì)、G-蛋白和膜的效應(yīng)器酶組成的跨膜信號轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)第二信使學(xué)說第一信使：激素、遞質(zhì)等效應(yīng)器酶：腺苷酸環(huán)化酶、磷酯酶C等第二信使：cAMP、IP3、DAG、cGMP、PG(前列腺素)、鈣離子等2023/3/869當前69頁，總共220頁。腺苷酸環(huán)化酶-環(huán)磷酸腺苷（Adenylate

Cyclase-cAMP）2023/3/870當前70頁，總共220頁。磷脂酶C-Ca2+(PLC，Phospholipase-C-Ca2+)2023/3/871當前71頁，總共220頁。IP3(肌醇1,4,5-三磷酸)DAG(DG)(二酯酰甘油)PI(磷酯酰肌醇)PIP(磷酯酰肌醇磷酸)PIP2(磷酯酰肌醇二磷酸)PLC(磷酯酶C)打開Ca2+通道,胞質(zhì)[Ca2+]升高活化PKC2023/3/872當前72頁，總共220頁。腎上腺素+受體

Gs蛋白激活腺苷酸環(huán)化酶

ATPcAMP

一些蛋白質(zhì)磷酸化PKA乙酰膽堿+受體Go蛋白激活磷脂酶C

三磷酸肌醇磷脂酰肌醇+

二酰甘油一些蛋白質(zhì)磷酸化PKC2023/3/873當前73頁，總共220頁。由酪氨酸激酶受體完成的跨膜信號轉(zhuǎn)導(dǎo)酪氨酸激酶（TyrosineKinase）2023/3/874當前74頁，總共220頁。神經(jīng)肌肉的興奮和興奮性ExcitationandExcitabilityofnerve&muscle兩棲類(蛙、蟾蜍等)的坐骨神經(jīng)腓腸肌標本研究神經(jīng)肌肉組織的生理2023/3/875當前75頁，總共220頁。興奮的概念相關(guān)影響因素組織細胞本身狀態(tài)刺激（stimulus）興奮(Excitation)2023/3/876當前76頁，總共220頁。刺激的類型刺激的要素強度時間刺激的頻率2023/3/877當前77頁，總共220頁。強度的變化率強度變化率對刺激能否引起組織興奮有明顯的影響用下面的實驗裝置可證明，對同一神經(jīng)肌肉標本來說，由于強度變化率的不同可影響組織能否興奮2023/3/878當前78頁，總共220頁。強度-時間曲線(strength-durationcurve)閾強度(thresholdintensity)，簡稱閾值(threshold)指引起組織興奮所必需的最小刺激強度閾刺激(thresholdstimulus)閾下刺激(subthresholdstimulus)閾上刺激(supraliminalstimulus)頂強度(maximalintensity)指引起組織最大反應(yīng)的刺激強度，頂強度的刺激稱為最大刺激(maximalstimulus)2023/3/879當前79頁，總共220頁?；鶑姸?rheobase,b)時值(chronaxie,ch)2b利用時(utilizationtime,ut)閾上區(qū)閾下區(qū)2023/3/880當前80頁，總共220頁?；鶑姸?rheobase,b)基強度指不再隨刺激時間的增長而進一步減小的最小閾強度刺激電流作用時間足夠長時的刺激閾強度2023/3/881當前81頁，總共220頁。利用時(utilizationtime,ut)用基強度刺激引起組織興奮所需的最短刺激時間稱為利用時2023/3/882當前82頁，總共220頁。時值(chronaxie,ch)用二倍基強度刺激引起組織興奮所需的最短刺激時間稱為時值2023/3/883當前83頁，總共220頁。閾下總和（subliminalsummation）如果單次刺激是閾下刺激，但在一定間隔時間內(nèi)連續(xù)給予多次同樣的刺激，通過總和同樣可引起興奮2023/3/884當前84頁，總共220頁。興奮性的概念興奮性(Excitability)興奮性與基強度的關(guān)系興奮性與時值的關(guān)系興奮性與閾強度的關(guān)系2023/3/885當前85頁，總共220頁。ARSPNPSBNP興奮性變化的四個時期2023/3/886當前86頁，總共220頁。絕對不應(yīng)期(absoluterefractoryperiod)閾值無限大，興奮性近于零神經(jīng)纖維這個時期約0.3-1ms，心肌200-400ms相對不應(yīng)期(relativerefractoryperiod)興奮性較低，刺激強度超過閾值有可能引起興奮，并逐漸恢復(fù)歷時約3ms2023/3/887當前87頁，總共220頁。超常期(supernormalperiod)興奮性恢復(fù)并輕度增高，超過正常水平，閾值低于正常歷時約12ms低常期(subnormalperiod)興奮性低于正常水平，閾值大于正常歷時長，如神經(jīng)纖維可達70ms2023/3/888當前88頁，總共220頁。絕對不應(yīng)期的生理意義連續(xù)刺激不可能引起AP的融合AP產(chǎn)生的最大頻率=1/絕對不應(yīng)期(理論值)，如蛙有髓神經(jīng)纖維AP持續(xù)0.002s(2ms)，則理論上第秒能產(chǎn)生和傳導(dǎo)沖動1/0.002＝500次，但實際上均少于這個數(shù)2023/3/889當前89頁，總共220頁。細胞生物電現(xiàn)象

BioelectricPhenomenaofCell生物電現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)和研究自然界電魚的放電現(xiàn)象1791年意大利解剖醫(yī)學(xué)家及物理學(xué)家LuigiGalvani(加爾瓦尼,1737-1798)發(fā)現(xiàn)神經(jīng)的帶電現(xiàn)象2023/3/890當前90頁，總共220頁。Galvani用二種金屬(如銅、鋅)做的鑷子接觸神經(jīng)肌肉，發(fā)現(xiàn)肌肉的收縮現(xiàn)象Galvani首先制作的這種鑷子現(xiàn)在在生理學(xué)實驗中是用來檢驗所制標本機能活性的最常用而簡易的刺激器稱為銅鋅弓，也此亦被稱為Galvani鑷子2023/3/891當前91頁，總共220頁。CarloMatteuci(1842年)發(fā)現(xiàn)肌肉的生物電現(xiàn)象EmilDuBios-Reymond(1896年)發(fā)現(xiàn)了神經(jīng)的損傷電位，而當刺激神經(jīng)引起其活動(動作電位)后出現(xiàn)這個損傷電位的暫時消失或減小2023/3/892當前92頁，總共220頁。刺激B標本的神經(jīng)，發(fā)現(xiàn)A標本的肌肉也會發(fā)生收縮，說明在B興奮時，肌肉產(chǎn)生電變化而刺激了A標本的神經(jīng)，繼而引發(fā)A肌肉收縮2023/3/893當前93頁，總共220頁。2023/3/894當前94頁，總共220頁。

靜息電位和動作電位

RestingpotentialandActionpotential相關(guān)技術(shù)支持1936年發(fā)現(xiàn)槍烏賊(squid)的無髓神經(jīng)軸突，直徑最大可達到1000m左右細胞內(nèi)記錄微電極，直徑m2023/3/895當前95頁，總共220頁。靜息電位(Restingpotential，RP)靜息電位指細胞末受刺激時存在于細胞膜內(nèi)外兩側(cè)的電位差，亦稱靜息膜電位(Restingmembranepotential，RMP)或跨膜靜息電位(transmembranerestingpotential)。所有細胞均具有可興奮性能產(chǎn)生并傳導(dǎo)沖動2023/3/896當前96頁，總共220頁。2023/3/897當前97頁，總共220頁。動作電位(Actionpotential，AP)

動作電位指細胞在靜息電位的基礎(chǔ)上發(fā)生的一次短暫的可傳播的電位倒轉(zhuǎn)AP產(chǎn)生的特點“全或無”(allornone)現(xiàn)象，指在一個不穩(wěn)定的系統(tǒng)內(nèi)，反應(yīng)的大小取決于這個系統(tǒng)所儲存的能量，而不決定于引發(fā)這個反應(yīng)的刺激的大小AP不重疊，即有絕對不應(yīng)期傳導(dǎo)性，即不衰減傳導(dǎo)2023/3/898當前98頁，總共220頁。RP2023/3/899當前99頁，總共220頁。膜電位的變化極化polarization

靜息電位存在時膜兩側(cè)保持的內(nèi)負外正去極化depolarization

靜息電位減小甚至消失的過程反極化contrapolarization

膜內(nèi)電位由零變?yōu)檎档倪^程超射overshoot

膜內(nèi)電位由零到反極化頂點的數(shù)值復(fù)極化repolarization

去極化、反極化后恢復(fù)到極化的過程超極化hyperpolarization

靜息電位增大的過程2023/3/8100當前100頁，總共220頁。2023/3/8101當前101頁，總共220頁。動作電位組成上升支下降支負后電位正后電位鋒電位(Ap的標志)后電位2023/3/8102當前102頁，總共220頁。

RP和AP產(chǎn)生的機理-離子學(xué)說(Ionictheory)RP的形成在正常的胞內(nèi)pH條件下，胞內(nèi)蛋白質(zhì)和磷酸鹽呈負電性這些陰性“離子”能吸引陽離子，這些陽離子能通過膜通道擴散基本情況2023/3/8103當前103頁，總共220頁。膜對K+的通透性高于Na+/K+泵分解一ATP能將3Na+運出2K+運進

膜二側(cè)存在離子濃度梯度[K+]i>[K+]o20-40;[Na+]o>[Na+]i7-10所有這些使膜二側(cè)帶電性不同2023/3/8104當前104頁，總共220頁。2023/3/8105當前105頁，總共220頁。2023/3/8106當前106頁，總共220頁。平衡電位(EquilibriumPotentials)假設(shè)僅一種離子（如K+）可通過膜擴散產(chǎn)生的理論電位值電位差（Potentialdifference）在膜二側(cè)電荷的大小差異，也就是膜二側(cè)電位高低電位差抵消推動擴散的濃度梯度，使某種離子的跨膜凈移動為零2023/3/8107當前107頁，總共220頁。假如K+是僅有的一種擴散離子，按照膜內(nèi)比膜外高20-40倍計數(shù)，電位差Ex為-75—-93mv，即K+平衡電位(K+EquilibriumPotentials)

可達到–90mV南斯特平衡(NernstEquation)2023/3/8108當前108頁，總共220頁。2023/3/8109當前109頁，總共220頁。靜息膜電位(RMP,RestingMembranePotential)RMP比Ek小，因為其它離子尤其是Na+同時能進入細胞內(nèi)低速率的Na+內(nèi)流和K+外流同時進行膜電位

(Vm,MembranePotential)

2023/3/8110當前110頁，總共220頁。RestingMembranePotential(RP)-65mV.2023/3/8111當前111頁，總共220頁。AP的形成刺激引起去極化（depolarization）到閾電位(TP,thresholdPotential)電壓門控Na+打開(VG,Voltagegated)內(nèi)向的電化學(xué)梯度(electrochemicalgradients)正反饋過程2023/3/8112當前112頁，總共220頁。電壓門控K+通道打開外向的電化學(xué)梯度

負反饋過程膜電位的變化就產(chǎn)生動作電位2023/3/8113當前113頁，總共220頁。Hodgkincycle當細胞膜受到刺激后開始去極化(Depolarization)，引起Na+通道開放，鈉電導(dǎo)增加，Na+流入膜內(nèi)，使膜內(nèi)正電荷增加(去極化)，這一過程又能促進膜Na+通道開放，進一步加速膜去極化過程，如此循環(huán)使Na+流入膜內(nèi)的速度增加，完成膜去極化。這是一種去極化，Na+通道開放增加(鈉電導(dǎo)增加)，Na+內(nèi)流，促進去極化的正反饋過程，也稱Hodgkincycle2023/3/8114當前114頁，總共220頁。2023/3/8115當前115頁，總共220頁。Na+擴散增加產(chǎn)生AP稍后K+擴散增加2023/3/8116當前116頁，總共220頁。AP完成，Na+/K+泵排出Na+泵入動作電位具有“全或無”（Allornone）現(xiàn)象當刺激達到閾電位時就產(chǎn)生最大的電位變化強度編碼（CodingforIntensity）通過增加的頻率編碼刺激強度2023/3/8117當前117頁，總共220頁。AP形成的相關(guān)事件閾電位(TP,ThresholdPotential)能使膜上Na+通道突然開放的臨界膜電位值稱為閾值膜電位，簡稱閾電位閾電位的特性是引起膜上Na+通道的激活對膜去極化的正反饋外加刺激使膜發(fā)生去極化，當靜息電位值減少到某個臨界值(閾電位)時，膜才會突然出現(xiàn)鋒電位上升支(Hodgkincycle)，它已不依賴于原來刺激的強度2023/3/8118當前118頁，總共220頁。電壓門控Na+和K+通道膜片箝(patchclamp)方法的建立為這些通道研究提供了技術(shù)上的支撐Na+通道是膜中的內(nèi)在蛋白，中央為親水性孔道，有m門和h門2023/3/8119當前119頁，總共220頁。離子通道的活動靜息狀態(tài)restingstate:m關(guān)h開激活狀態(tài)activestate:全開失活狀態(tài)inactivestate:m開h關(guān)復(fù)活Recovery:離子通道從失活到靜息狀態(tài)的過程未激活狀態(tài)Deactivestate:m關(guān)2023/3/8120當前120頁，總共220頁。興奮性與Na+通道活性狀態(tài)的關(guān)系絕對不應(yīng)期與Na+通道的性狀：Na+通道失活相對不應(yīng)期與Na+通道的性狀：部分復(fù)活超常期的機制：Na+通道備用，膜電位與閾電位較近低常期的機制：Na+通道備用，膜電位與閾電位較遠靜息期與Na+通道的性狀：備用(關(guān)閉)2023/3/8121當前121頁，總共220頁。Na+通道有電壓感受器，能被去極化所激活(開放)Na+通道對離子有高度的選擇通透性，但并不是只對Na+具通透性河豚毒素(tetrodotoxin,TTX)可選擇性地阻斷Na+通道，一個TTX分子可阻斷一個Na+通道2023/3/8122當前122頁，總共220頁。2023/3/8123當前123頁，總共220頁。2023/3/8124當前124頁，總共220頁。K+通道在去極化時也被激活，其活性緩慢增加，所以是一種延遲激活，并且隨復(fù)極化而失活，這個過程是負反饋。這種K+通道不同于膜上形成靜息電位的K+通道2023/3/8125當前125頁，總共220頁。K+通道可被四乙胺(tetraethylammonium,TEA)阻斷普魯卡因是Na+、K+通道二類通道的共同阻斷劑2023/3/8126當前126頁，總共220頁。閾電位2023/3/8127當前127頁，總共220頁。2023/3/8128當前128頁，總共220頁。局部反應(yīng)(興奮)

(Localresponse)細胞受閾下刺激時，少量通道開放，少量Na+內(nèi)流造成去極化和電刺激本身形成的去極化型電緊張電位疊加起來，在受刺激的局部膜上出現(xiàn)輕度的達不到閾電位水平的去極化局部興奮的特征電緊張性擴布(electrotonicpropagation)無“全或無”現(xiàn)象可以疊加或總和，時間性總和、空間性總和2023/3/8129當前129頁，總共220頁。2023/3/8130當前130頁，總共220頁。-70vm局部興奮動作電位的鋒電位2023/3/8131當前131頁，總共220頁。局部反應(yīng)與AP的區(qū)別

局部反應(yīng)動作電位閾下刺激引起閾(上)刺激引起鈉通道少量開放鈉通道大量開放反應(yīng)等級性“全或無”有總和效應(yīng)無衰減性傳播非衰減性傳播2023/3/8132當前132頁，總共220頁。

神經(jīng)干的復(fù)合動作電位(compoundactionpotential)實驗裝置示波器隔離器刺激器神經(jīng)屏蔽合

2023/3/8133當前133頁，總共220頁。實驗中所測得的雙相動作電位常見形態(tài)不對稱：第一相歷時短，強度大第二相歷時長，強度小結(jié)果2023/3/8134當前134頁，總共220頁。成因分析2023/3/8135當前135頁，總共220頁。2023/3/8136當前136頁，總共220頁。神經(jīng)干復(fù)合動作電位的多鋒現(xiàn)象神經(jīng)干有很多種不同的神經(jīng)纖維不同的神經(jīng)纖維數(shù)量、傳導(dǎo)興奮的速度均不同。2023/3/8137當前137頁，總共220頁。傳導(dǎo)的一般性質(zhì)電纜特性神經(jīng)元通過胞漿可傳遞電荷高內(nèi)向電阻定義為軸突的長度常數(shù)，為穩(wěn)態(tài)電位下降63%振幅的距離Vx=0.37V0動作電位的傳導(dǎo)Conduction

ofAP(localcircuittheory)2023/3/8138當前138頁，總共220頁。一個動作電位不可能傳遍整個軸突每個動作電位作為一個刺激，刺激其相鄰的下一個區(qū)域產(chǎn)生一個新的動作電位（通過電壓門控通道）2023/3/8139當前139頁，總共220頁。無髓鞘軸突的傳導(dǎo)興奮和未興奮區(qū)域膜內(nèi)、膜外均存在電位差，局部電流內(nèi)流的Na+引起相鄰膜去極化，傳導(dǎo)動作電位傳導(dǎo)速度慢2023/3/8140當前140頁，總共220頁。有髓鞘軸突（MyelinatedAxon）的傳導(dǎo)髓鞘(Myelin)能阻斷Na+和K+通過細胞膜僅郎飛氏節(jié)(NodesofRanvier)部位有Na+和K+電壓門控通道，這兒能發(fā)生去極化產(chǎn)生AP

踴躍式傳導(dǎo)(Saltatoryconduction,leaps)傳導(dǎo)速度快2023/3/8141當前141頁，總共220頁。2023/3/8142當前142頁，總共220頁。2023/3/8143當前143頁，總共220頁。神經(jīng)傳導(dǎo)的一般特征生理完整性包括結(jié)構(gòu)和功能的完整性絕緣性神經(jīng)干中有許多纖維，有傳入、傳出，互相不干擾雙向性和單向性刺激纖維可雙向傳導(dǎo)，在體內(nèi)單向傳導(dǎo)相對不易皮勞性與突觸比較很不易皮勞非衰減性2023/3/8144當前144頁，總共220頁。神經(jīng)肌肉接點(neuromuscularjunction)的結(jié)構(gòu)接點是神經(jīng)肌肉發(fā)生接觸的部位，能將神經(jīng)纖維的沖動傳遞到肌纖維上的特殊結(jié)構(gòu)主要結(jié)構(gòu)包括終板(或突觸)前膜、終(板)膜(突觸后膜)及突觸間隙三個部分組成興奮的傳遞transmissionofexcitation

2023/3/8145當前145頁，總共220頁。2023/3/8146當前146頁，總共220頁。突觸小泡開口于突觸間隙的突觸小泡神經(jīng)末梢2023/3/8147當前147頁，總共220頁。2023/3/8148當前148頁，總共220頁。PresynapticmembranePostsynapticMembraneAxonalterminalofamotorneuronSynapticcleft(100-500?)Synapticvesicles(containingacetycholine)AcetylcholineReceptors2023/3/8149當前149頁，總共220頁。PresynapticmembranePostsynapticMembrane(100-500?)AcetylcholineReceptors2023/3/8150當前150頁，總共220頁。接點的傳遞過程AP傳導(dǎo)到末梢，末梢去極化引起末梢膜上Ca2+通道開放Ca2+進入末梢，降低軸漿的粘度，消除前膜內(nèi)的負電性，突觸小泡向前膜移動并與前膜融合，突觸小泡釋放Ach到間隙(興奮-分泌耦聯(lián)excitation-secretioncoupling)

Ach在間隙擴散2023/3/8151當前151頁，總共220頁。Ach與終板膜上受體通道結(jié)合，通道開放，Na+、K+的通透性增加，正離子循電化學(xué)梯度流經(jīng)通道，產(chǎn)生突觸后電流，終板膜靜息電位減小，即去極化，產(chǎn)生EPP(Endplatepotential，終板電位)EPP超過閾電位，引發(fā)肌膜AP間隙內(nèi)有膽堿酯酶(AchE)能很快分解Ach，使其失活，解除對受體通道的結(jié)合，保證一次沖動使肌肉收縮一次(1:1)，同時也為下一次沖動的傳遞作好準備2023/3/8152當前152頁，總共220頁。傳遞過程相關(guān)因素探討興奮-分泌耦聯(lián)(excitation-secretioncoupling)神經(jīng)末梢的興奮從動作電位，經(jīng)過一定的機制轉(zhuǎn)換為物質(zhì)分泌的過程Ca2+：胞外低Ca2+濃度可阻礙Ach釋放，Mg2+對Ca2+有拮抗作用可減少Ach釋放2023/3/8153當前153頁，總共220頁。量子釋放(quantumrelease)：突觸小泡釋放Ach是以囊泡為單位(稱一個量子)釋放，每沖動約釋放有200-300個。在神經(jīng)纖維無沖動傳到末梢時，突觸小泡自發(fā)地隨機釋放Ach2023/3/8154當前154頁，總共220頁。受體通道分子Ach的受體和通道是膜上的同一蛋白質(zhì)分子(屬N2)，由四個亞單位(、、、)構(gòu)成的五聚體。每個分子上有二個Ach受體位點，位于上競爭性阻滯：箭毒、三碘季胺酚、-銀環(huán)蛇毒素具爭奪受體的作用，為阻斷劑，可阻滯接頭傳遞2023/3/8155當前155頁，總共220頁。2023/3/8156當前156頁，總共220頁。這種通道是一種化學(xué)門控通道，當結(jié)合了Ach后即能使通道打開，打開后對Na+、K+具有相同的通透性，但膜電位的不同使對Na+、K+有不同的流量，在靜息電位水平(Vm=Vk)Na+內(nèi)流大于K+外流膜去極化，去極化后，當Vm=VNa時，K+外流大于Na+內(nèi)流，在某一中間水平時(約-15mv)膜凈電流=0，這時的膜電位稱為逆轉(zhuǎn)電位(reversalpotential)2023/3/8157當前157頁，總共220頁。Ligand-OperatedAChChannels2023/3/8158當前158頁，總共220頁。2023/3/8159當前159頁，總共220頁。終板電位(Endplatepotential，EPP)在沖動的作用下，突觸小泡釋放Ach后在終板膜上的電位降低，這種電位僅限于終板膜區(qū)，而隨傳播距離而很快衰減，不具“AllorNone”現(xiàn)象在神經(jīng)纖維無沖動傳到末梢時，突觸小泡自發(fā)地隨機釋放Ach，引起終板膜電位改變，這種電位稱小終板電位(miniatureendplatepotential,MEPP)，但不能引發(fā)肌膜AP2023/3/8160當前160頁，總共220頁。2023/3/8161當前161頁，總共220頁。2023/3/8162當前162頁，總共220頁。乙酰膽堿酯酶(Acetylcholinesterase，AchE)Ach在傳遞沖動后應(yīng)及時清除才能保證正常不斷傳遞，間隙內(nèi)有膽堿酯酶(AchE)能在2ms內(nèi)將其水解掉毒扁豆堿可增強興奮傳遞，因為其可阻止Ach被水解(是AchE的抑制劑)2023/3/8163當前163頁，總共220頁。AChE:失活A(yù)ch，防止持續(xù)刺激2023/3/8164當前164頁，總共220頁。依色林、新斯的明等使膽堿酯酶不能分解Ach，有機磷農(nóng)藥如敵百蟲、樂果、敵敵畏對該酶有抑制作用，從而引起中毒癥狀，造成肌肉攣縮。解毒藥物有解磷定等，可恢復(fù)膽堿酯酶活性。尼古丁(nicotine)也有增加興奮作用滕西隆能專一保護Ach不被膽堿酯酶水解2023/3/8165當前165頁，總共220頁。傳遞的特點單向性傳遞時間延擱易感性易受化學(xué)物質(zhì)或其它因素的影響易疲勞性2023/3/8166當前166頁，總共220頁。骨骼肌細胞的興奮和收縮Excitationandcontraction

ofskeletalmuscleCells(SMC)骨膜肌腱筋膜肌外膜肌束膜肌束肌內(nèi)膜一塊肌肉肌束肌纖維(細胞)肌原纖維(粗、細)肌絲

(肌外膜)(肌束膜)(肌內(nèi)膜)(肌膜-肌細胞膜)2023/3/8167當前167頁，總共220頁。(條紋)(肌纖維膜)(肌漿)(肌絲)2023/3/8168當前168頁，總共220頁。肌原纖維(myofibril)與肌小節(jié)(sarcomere)肌細胞即肌纖維內(nèi)有大量的肌原纖維肌纖維和肌原纖維上均可見明帶和暗帶（light

and

Darkband）

肌纖維的亞顯微結(jié)構(gòu)2023/3/8169當前169頁，總共220頁。肌原纖維由肌絲(myofilament)構(gòu)成，肌絲分粗肌絲(thickfilament)和細肌絲(thinfilament)，粗肌絲由肌球蛋白(myosin)、細肌絲由肌動蛋白(actin)等構(gòu)成。肌絲規(guī)則排列可見I帶、A帶、H區(qū)、Z線等結(jié)構(gòu)肌原纖維上相鄰二條Z線間的一段肌原纖維為一個肌小節(jié)(sarcomere)，肌小節(jié)是肌細胞的基本功能單位2023/3/8170當前170頁，總共220頁。2023/3/8171當前171頁，總共220頁。2023/3/8172當前172頁，總共220頁。ZlineZline肌(小)節(jié)2023/3/8173當前173頁，總共220頁。

頭具有ATP酶活性，能與肌動蛋白結(jié)合Amyosinmoleculeiselongatedwithanenlargedheadattheend.2023/3/8174當前174頁，總共220頁。許多肌球蛋白分子構(gòu)成粗肌絲，頭暴露在外2023/3/8175當前175頁，總共220頁。細絲由三類蛋白構(gòu)成:肌動蛋白(actin)、原肌球蛋白(tropomyosin)和肌鈣蛋白(troponin)7個肌動蛋白單體分子(Gactin)的長度相當于一個原肌球蛋白分子的長度，每條原肌球蛋白分子上結(jié)合一組肌鈣蛋白肌鈣蛋白由三個亞單位組成，TnT—結(jié)合在原肌球蛋白上；TnC—結(jié)合Ca2+；TnI—是抑制肌動蛋白和肌球蛋白相互作用的亞單位2023/3/8176當前176頁，總共220頁。2023/3/8177當前177頁，總共220頁。2023/3/8178當前178頁，總共220頁。2023/3/8179當前179頁，總共220頁。2023/3/8180當前180頁，總共220頁。肌管系統(tǒng)(內(nèi)膜系統(tǒng)internalmembranesystem)指包繞在每一條肌原纖維周圍的膜性束管狀結(jié)構(gòu)。由來源和功能都不同的兩組獨立的系統(tǒng)所組成橫管系統(tǒng)(transversetubule，T管)：由肌細胞的表面膜向內(nèi)凹入形成的縱管系統(tǒng)(longitudinaltubule，L管)：包繞在肌原纖維周圍的肌管系統(tǒng)，是肌質(zhì)網(wǎng)(sarcoplasmicreticulum)肌管系統(tǒng)(Sarcotubularsystem)2023/3/8181當前181頁，總共220頁。(Ltubule)終(末)池三聯(lián)管2023/3/8182當前182頁，總共220頁。Triad三聯(lián)管(體)2023/3/8183當前183頁，總共220頁。2023/3/8184當前184頁，總共220頁。TLAP沿膜和T管傳導(dǎo)終末池釋放和儲存

Ca2+2023/3/8185當前185頁，總共220頁。

肌肉收縮的機理

MechanismsofContraction肌絲滑行(SlidingFilamentTheory)Huxley于1954年提出，在肌肉收縮時，肌小節(jié)的縮短是細肌絲在粗肌絲之間向粗肌絲中心主動滑行的結(jié)果，而粗、細肌細的長度不變2023/3/8186當前186頁，總共220頁。肌絲滑行的過程細肌絲肌動蛋白上有肌球蛋白頭的結(jié)合位點

在肌肉舒張期，結(jié)合位點被原肌球蛋白覆蓋，原肌球蛋白上有肌鈣蛋白分子Ca++結(jié)合到肌鈣蛋白上肌鈣蛋白-原肌球蛋白復(fù)合物移動肌動蛋白上活化的結(jié)合位點暴露Ca++結(jié)合到肌鈣蛋白(Ca++bindstotroponin)2023/3/8187當前187頁，總共220頁。橫橋是肌球蛋白頭與肌動蛋白位點結(jié)合形成的肌球蛋白頭有一個ATP結(jié)合位點肌動蛋白頭具ATP酶功能橫橋的擺動作功產(chǎn)生肌絲滑行橫橋(crossbridges)的擺動2023/3/8188當前188頁，總共220頁。Ca2+BindingSiteTropomyosinTroponincomplexActinCa2+Myosin2023/3/8189當前189頁，總共220頁。2023/3/8190當前190頁，總共220頁。2023/3/8191當前191頁，總共220頁。第一步，肌球蛋白頭結(jié)合到肌動蛋白纖維形成橫橋肌球蛋白分解ATP為ADP和PiADP和Pi保持結(jié)合在肌球蛋白直至

頭與肌蛋白結(jié)合Pi釋放，擺動作功2023/3/8192當前192頁，總共220頁。第二步，肌球蛋白頭彎曲拉動肌動蛋白絲。頭消耗能量產(chǎn)生位移，這是一個作功過程（powerstroke