細胞的基本功能醫(yī)學生理學課件培訓講義

細胞的基本功能醫(yī)學生理學課件細胞的基本功能醫(yī)學生理學課件1（優(yōu)選）細胞的基本功能醫(yī)學生理學課件（優(yōu)選）細胞的基本功能醫(yī)學生理學課件2組成：脂質(zhì)（lipid）蛋白質(zhì)（protein）糖類一、膜的化學組成和分子結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)：液態(tài)鑲嵌模型

fluidmosaicmodel以液態(tài)的脂質(zhì)雙分子層為基架，其間鑲嵌著許多具有不同功能的蛋白質(zhì)組成：脂質(zhì)（lipid）一、膜的化學組成和分子結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)：3細胞的基本功能醫(yī)學生理學課件培訓講義41.脂質(zhì)雙分子層：磷脂（phospholipid）70%分子結(jié)構(gòu)雙嗜性分子作用使膜具有流動性膽固醇（cholesterol）30%作用流度阻尼器

1.脂質(zhì)雙分子層：52.細胞膜蛋白表面蛋白質(zhì)（peripheralprotein）特點吸附在膜的內(nèi)、外表面舉例紅細胞膜內(nèi)的骨架蛋白整合蛋白（integralprotein）特點一次或反復(fù)多次穿越脂質(zhì)雙分子層舉例載體通道離子泵2.細胞膜蛋白63.細胞膜糖類3.細胞膜糖類7細胞的基本功能醫(yī)學生理學課件培訓講義8二、物質(zhì)的跨膜轉(zhuǎn)運小分子物質(zhì)和水單純擴散膜蛋白介導的跨膜轉(zhuǎn)運大分子物質(zhì)出胞和入胞二、物質(zhì)的跨膜轉(zhuǎn)運小分子物質(zhì)和水9同向轉(zhuǎn)運（symport）動作電位或動作電位的產(chǎn)生分鈉通道被激活而產(chǎn)生的主動反應(yīng)與電緊張電位疊加后形成的電位變化只有張力的變化。N-型ACh門控通道：糖類胞漿Ca2+濃度降低的機制N2型ACh受體陽離子通道的跨膜信號轉(zhuǎn)導過程三、組織的興奮和興奮性(三)橫紋肌的收縮機制處于一定程度的被拉長，神經(jīng)-骨骼肌接頭處的結(jié)構(gòu)最大在一定范圍內(nèi)，肌肉收縮強度隨肌*胞內(nèi)高鉀為許多代謝反應(yīng)所必需*是其他物質(zhì)繼發(fā)性主動轉(zhuǎn)運的動力*有助于細胞內(nèi)PH的穩(wěn)定共同點舉例載體通道離子泵(2)Ca2＋↑，橫橋和肌動蛋白的活化位點結(jié)合1.單純擴散（simplediffusion）定義擴散方向高濃度低濃度特點不消耗能量舉例O2、N2、CO2、乙醇同向轉(zhuǎn)運（symport）1.單純擴散（simpledif102.膜蛋白介導的跨膜轉(zhuǎn)運不消耗能量經(jīng)載體的易化擴散經(jīng)通道的易化擴散消耗能量主動轉(zhuǎn)運繼發(fā)性主動轉(zhuǎn)運2.膜蛋白介導的跨膜轉(zhuǎn)運不消耗能量11經(jīng)載體的易化擴散（facilitateddiffusionviacarrier）定義擴散方向高濃度低濃度特點*需要膜蛋白（載體）的幫助*順濃度梯度擴散,不消耗能量*特異性 *飽和性 *競爭性抑制經(jīng)載體的易化擴散（facilitateddiffusion12興奮性（excitability）需要膜蛋白（離子通道）*的幫助初長度（initiallength）—前整合蛋白（integralprotein）神經(jīng)細胞、肌細胞和部分腺細胞最適前負荷N-型ACh門控通道開放；IP3-Ca2+途徑，DG-PKC途徑*ATP酶的活性機械門控通道（mechanically-gatedionchannel)*筒箭毒α銀環(huán)蛇毒肌松劑激活狀態(tài)activestate大多數(shù)為平穩(wěn)的直流電經(jīng)載體的易化擴散Na通道、鉀通道、Ca通道等出胞和入胞鈣泵（calciumpump）又稱Na+K+ATPase動作電位或動作電位的產(chǎn)生*刺激強度對時間的變化率電壓門控通道跨膜信號轉(zhuǎn)導過程：骨骼肌鈣泵（SR）興奮性（excitability）13細胞的基本功能醫(yī)學生理學課件培訓講義14經(jīng)通道的易化擴散

（facilitateddiffusionthroughionchannel）擴散方向定義：高濃度低濃度（電位梯度）經(jīng)通道的易化擴散

（facilitateddiffusio15門控性gating選擇性（取決于孔道的口徑、化學結(jié)構(gòu)和帶電狀況）特點：順濃度或電位梯度擴散，不消耗能量需要膜蛋白（離子通道）*的幫助*離子通道為貫穿脂質(zhì)雙層，中央帶有親水性孔道的膜蛋白。門控性gating選擇性（取決于孔道的口徑、化學特點：順濃16化學門控通道（chemically-gatedchannel）電壓門控通道(voltage-gatedchannel)機械門控通道（mechanically-gatedionchannel)三類通道：

化學門控通道（chemically-gatedchanne171）電壓門控通道定義—通道的開閉受膜兩側(cè)電位差控制的離子通道舉例Na通道、鉀通道、Ca通道等1）電壓門控通道定義18電壓門控通道跨膜信號轉(zhuǎn)導過程：鈉離子鉀離子跨膜電位的改變；結(jié)構(gòu)域中精氨酸或賴氨酸產(chǎn)生位移；誘發(fā)通道“閘門”的開放；細胞膜出現(xiàn)新的電變化。電壓門控通道跨膜信號轉(zhuǎn)導過程：鈉離子鉀離子跨膜電位的改變；19細胞的基本功能醫(yī)學生理學課件培訓講義202）化學門控通道定義—由某些化學物質(zhì)控制其開、閉的通道（配體門控通道）舉例

N型Ach受體陽離子通道五個亞單位構(gòu)成的五聚體（α2βγδ）其中α2結(jié)合兩分子的Ach。2）化學門控通道定義21細胞的基本功能醫(yī)學生理學課件培訓講義22兩個α亞單位同兩分子ACh結(jié)合；N-型ACh門控通道開放；Na+內(nèi)流；形成終板電位。N2型ACh受體陽離子通道的跨膜信號轉(zhuǎn)導過程兩個α亞單位同兩分子ACh結(jié)合；N2型ACh受體陽離子通道的233）水通道3）水通道243.主動轉(zhuǎn)運（activetransport）

（原發(fā)性主動轉(zhuǎn)運）定義—細胞直接利用代謝產(chǎn)生的能量將物質(zhì)逆濃度梯度或電位梯度跨膜轉(zhuǎn)運的過程。3.主動轉(zhuǎn)運（activetransport）

（原發(fā)性主25舉例Na泵、Ca泵等特點*物質(zhì)逆濃度梯度或電位梯度轉(zhuǎn)運*消耗能量*需要膜蛋白（離子泵亦稱ATP酶)的幫助舉例特點*物質(zhì)逆濃度梯度或電位梯度轉(zhuǎn)運*消耗能26細胞的基本功能醫(yī)學生理學課件培訓講義27鈉—鉀泵（sodiumpotassiumpump）又稱鈉泵（sodiumpump）又稱Na+K+ATPase分解一個ATP膜內(nèi)膜外3Na+3Na+（12）（30）2K+2K+鈉—鉀泵（sodiumpotassiumpump）又稱鈉泵28轉(zhuǎn)運機制通過膜蛋白的磷酸化和去磷

酸化引起構(gòu)象的改變來完成轉(zhuǎn)運機制通過膜蛋白的磷酸化和去磷

29鈉鉀泵的分子結(jié)構(gòu)鈉鉀泵的分子結(jié)構(gòu)30

生理意義：*胞內(nèi)高鉀為許多代謝反應(yīng)所必需*維持胞漿滲透壓和細胞容積的相對穩(wěn)定*有助于細胞內(nèi)PH的穩(wěn)定*生物電活動的前提條件*生電性*是其他物質(zhì)繼發(fā)性主動轉(zhuǎn)運的動力生理意義：*胞內(nèi)高鉀為許多代謝反應(yīng)所必需*維31鈣泵（calciumpump）又稱Ca2+ATP酶分布在細胞膜、肌漿網(wǎng)和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)分解一個ATP胞漿胞外1Ca++1Ca++機制作用是維持細胞內(nèi)外的鈣離子濃度梯度鈣泵（calciumpump）又稱Ca2+ATP酶324.繼發(fā)性主動轉(zhuǎn)運

（secondaryactivetransport）定義—許多物質(zhì)在進行逆濃度梯度或電位梯度的跨膜轉(zhuǎn)運時，所需的能量并不直接來自ATP的分解，而是來自Na+在膜兩側(cè)的濃度勢能差，后者是鈉泵利用分解ATP釋放的能量建立的。這種間接利用ATP能量的主

動轉(zhuǎn)運過程稱為~。4.繼發(fā)性主動轉(zhuǎn)運

（secondaryact33繼發(fā)性主動轉(zhuǎn)運的特點：逆濃度差或電位差轉(zhuǎn)運不直接伴隨ATP的消耗鈉泵形成的勢能貯備是繼發(fā)性主動轉(zhuǎn)運的必要條件轉(zhuǎn)運過程伴有Na+順濃度梯度進入細胞內(nèi)繼發(fā)性主動轉(zhuǎn)運的特點：逆濃度差或電位差轉(zhuǎn)運不直接伴隨ATP的34舉例葡萄糖和氨基酸在小腸粘膜上皮和腎小管上皮的重吸收，甲狀腺上皮細胞的聚碘等。同向轉(zhuǎn)運（symport）逆向轉(zhuǎn)運（antiport）或交換exchange）舉例35Na+葡萄糖同向轉(zhuǎn)運體Na+葡萄糖同向轉(zhuǎn)運體36Na+Ca2+交換體利用鈉泵活動造成的膜兩側(cè)Na+的濃度勢能胞漿胞外3Na+3Na+

1Ca2+1Ca2+對心肌細胞的活動有重要意義（胞內(nèi)低Ca2+）內(nèi)入

外排Na+Ca2+交換體利用鈉泵活動造成的膜兩側(cè)Na+的濃度勢能375.出胞（exocytosis）與入胞（endocytosis）轉(zhuǎn)移移向細胞內(nèi)大分子物質(zhì)或物質(zhì)顆粒的外排出胞粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的核糖體高爾基復(fù)合體細胞膜內(nèi)側(cè)合成分泌囊泡融合破裂釋放5.出胞（exocytosis）與入胞（endocytosi38兩種形式持續(xù)不間斷受化學或電信號的調(diào)節(jié)神經(jīng)末梢釋放遞質(zhì)杯細胞分泌黏液兩種形式持續(xù)不間斷受化學或電信號的調(diào)節(jié)神經(jīng)末梢釋放遞質(zhì)杯細胞39細胞的基本功能醫(yī)學生理學課件培訓講義40入胞定義—大分子物質(zhì)或物質(zhì)團塊（如細菌、細胞碎片）進入細胞的過程。吞噬（phagocytosis）巨噬細胞中性粒細胞吞飲（pinocytosis）所有細胞入胞定義41吞飲液相入胞（fluidphaseendocytosis）—細胞外液及其所含的溶質(zhì)連續(xù)不斷地以吞飲的方式進入細胞。受體介導入胞（receptormediatedendocytosis）—通過被轉(zhuǎn)運物質(zhì)與膜表面的特殊受體蛋白質(zhì)相互作用而引起的入胞現(xiàn)象，如結(jié)合鐵離子的運鐵蛋白。吞飲液相入胞（fluidphaseendocytosis）42細胞的基本功能醫(yī)學生理學課件培訓講義43物質(zhì)被細胞膜上相應(yīng)受體“辯認”并特異結(jié)合；形成的復(fù)合物在膜中橫向移動，向復(fù)衣凹陷集中；膜向胞漿側(cè)凹陷，最后與膜斷離，在胞內(nèi)形成吞飲泡；受體和結(jié)合的配體分離；入胞物質(zhì)被轉(zhuǎn)運到能利用它們的細胞器中；在胞內(nèi)體膜上的受體經(jīng)循環(huán)小泡移回到細胞膜重復(fù)利用受體介導式入胞：物質(zhì)被細胞膜上相應(yīng)受體“辯認”并特異結(jié)合；受體介導式入胞44動作電位或動作電位的產(chǎn)生相對不應(yīng)期（relativerefractoryperiod）骨骼肌鈣泵（SR）超極化電緊張電位興奮性（excitability）電位梯度的跨膜轉(zhuǎn)運時，所絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶液態(tài)鑲嵌模型fluidmosaicmodel*可總和興奮在同一細胞上的傳導機制(二）橫紋肌細胞的微細結(jié)構(gòu)細胞攝取大分子物質(zhì)的過程最大等長收縮張力（P0）相對不應(yīng)期（relativerefractoryperiod）G蛋白耦聯(lián)受體7次跨膜受體液態(tài)鑲嵌模型fluidmosaicmodel負荷。靜息電位（restingpotential）初長度（initiallength）—前*有機磷農(nóng)藥與新斯的明繼發(fā)性主動轉(zhuǎn)運正離子由膜內(nèi)流向膜外動作電位或動作電位的產(chǎn)生45過程特點

物質(zhì)從高濃度側(cè)向低濃度側(cè)的凈移動

分子在載體蛋白的幫助下跨膜擴散。細胞本身不耗能。結(jié)構(gòu)特異性、飽和現(xiàn)象和競爭性抑制。

某些離子在膜上有相應(yīng)的離子通道（相對選擇性）

被動過程

(順電-化

學梯度

不耗能）

單純擴散

載體

通道易化擴散

通道開放時，離子順其濃度梯度經(jīng)通道擴散?？墒芴禺愋宰钄鄤┑挠绊憽?/p>

主動過程

主動轉(zhuǎn)運物質(zhì)在特殊蛋白質(zhì)的幫助下逆電—化學梯度的轉(zhuǎn)運，需要消耗能量

同時而轉(zhuǎn)運其他物質(zhì)，最終由鈉泵提供能量(逆電—化學梯度耗能）

出胞

細胞內(nèi)大分子物質(zhì)通過膜上暫時出現(xiàn)的裂孔而排出

入胞

細胞攝取大分子物質(zhì)的過程

繼發(fā)主動轉(zhuǎn)運是主動轉(zhuǎn)運的另一種形式，在伴隨Na轉(zhuǎn)運的+過程特點46G蛋白耦聯(lián)受體介導的信號轉(zhuǎn)導酶耦聯(lián)受體介導的信號轉(zhuǎn)導離子通道介導的信號轉(zhuǎn)導第二節(jié)細胞的信號轉(zhuǎn)導signaltransduction跨膜信號轉(zhuǎn)導的特點外界信號不進入細胞或直接影響細胞內(nèi)過程跨膜信號轉(zhuǎn)導系統(tǒng)具有放大功能通過少數(shù)幾種類似的途徑實現(xiàn)轉(zhuǎn)導過程G蛋白耦聯(lián)受體介導的信號轉(zhuǎn)導第二節(jié)細胞的信號轉(zhuǎn)導signal47G蛋白耦聯(lián)受體7次跨膜受體G蛋白G蛋白效應(yīng)器酶腺甘酸環(huán)化酶（AC）磷脂酶C（PLC）依賴于cGMP磷酸二酯酶（PDE）離子通道一、G蛋白耦聯(lián)受體介到導的信號轉(zhuǎn)導G蛋白耦聯(lián)受體7次跨膜受體一、G蛋白耦聯(lián)受體48細胞的基本功能醫(yī)學生理學課件培訓講義49細胞的基本功能醫(yī)學生理學課件培訓講義50外界信號不進入細胞或直接影響細胞內(nèi)過程興奮性（excitability）結(jié)構(gòu)域中精氨酸或賴氨酸產(chǎn)生位移；正離子由膜外流向膜內(nèi)液相入胞（fluidphaseendocytosis）（二）、組織的興奮性和閾刺激需要膜蛋白（離子通道）*的幫助絕對不應(yīng)期（absoluterefractoryperiod）N-型ACh門控通道開放；1．化學門控通道或配體（ligand）門控通道接頭前膜prejunctionalmembrane1Ca2+1Ca2+明帶Z線吞噬（phagocytosis）電位差舉例載體通道離子泵鈣瞬變：calciumtransient細胞膜為絕緣不良的電纜全或無allornone定義細胞膜受到閾刺激或閾上刺膜向胞漿側(cè)凹陷，最后與膜斷離，在胞內(nèi)形成吞飲泡；G-蛋白由α、β和γ亞單位組成，α亞單位起催化作用外界信號不進入細胞或直接影響細胞內(nèi)過程G-蛋白由α、β和γ亞51第二信使

(secondmessenger)

cAMP、IP3、DG、cGMP、Ca2+等蛋白激酶(proteinkinase)絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶酪氨酸蛋白激酶PKAPKC等第二信使(secondmessenger)52幾種主要的信號轉(zhuǎn)導方式1.cAMPPKA途徑

幾種主要的信號轉(zhuǎn)導方式1.cAMPPKA途徑532.IP3-Ca2+途徑，DG-PKC途徑2.IP3-Ca2+途徑，DG-PKC途徑543.G蛋白-離子通道途徑心肌細胞膜M2受體+Ach

Gi

KAch通道

光+視紫紅質(zhì)

Gt

cGMP依賴的磷酸二酯酶

cGMP分解

Na+通道關(guān)閉3.G蛋白-離子通道途徑心肌細胞膜M2受體+55二、酶耦聯(lián)受體介導的信號轉(zhuǎn)導表皮生長因子肝細胞生長因子胰島素等1.具有酪氨酸激酶的受體（受體酪氨酸激酶）信號分子+受體酪氨酸激酶結(jié)構(gòu)域激活受體自身及細胞內(nèi)靶蛋白磷酸化二、酶耦聯(lián)受體介導的信號轉(zhuǎn)導表皮生長因子1.具有酪氨562.結(jié)合酪氨酸激酶的受體干擾素受體等3.具有鳥苷酸環(huán)化酶的受體（受體鳥苷酸環(huán)化酶）心房鈉尿肽，NO等促紅細胞生成素受體生長素受體細胞因子2.結(jié)合酪氨酸激酶的受體干擾素受體等3.具有鳥苷酸環(huán)化酶的受57兩個α亞單位能同兩分子ACh結(jié)合。cGMP依賴的磷酸二酯酶離子通道介導的信號轉(zhuǎn)導(二）細胞膜的被動電學特性磷脂（phospholipid）70%鉀通道激活狀態(tài)肌鈣蛋白troponin這種間接利用ATP能量的主動轉(zhuǎn)運過程稱為~。*刺激持續(xù)時間duration結(jié)構(gòu)域中精氨酸或賴氨酸產(chǎn)生位移；分子在載體蛋白的幫助下跨膜擴散。負荷與肌肉收縮能力對肌肉收縮強度的影響Ca2+釋放通道（ryanodine受體）橫管（T管）L型Ca2+通道—刺激持續(xù)時間與強度對時間的主動轉(zhuǎn)運（activetransport）

（原發(fā)性主動轉(zhuǎn)運）具有的這一長度為~。明帶Z線*有機磷農(nóng)藥與新斯的明N2型Ach受體A型γ氨基丁酸受體甘氨酸受體等兩個α亞單位能同兩分子ACh結(jié)合。N2型Ach受體58它們的作用是信號轉(zhuǎn)導；它們在結(jié)構(gòu)上都是通道蛋白質(zhì)；觸發(fā)其信號轉(zhuǎn)導的因素不同。1．化學門控通道或配體（ligand）門控通道N-型ACh門控通道：Ach受體的部位在骨骼肌終板膜上。三、離子通道介導的信號轉(zhuǎn)導

(signaltransductionmediatedbyionchannel)它們的作用是信號轉(zhuǎn)導；1．化學門控通道或配體（ligand）594種亞單位組成的5聚體蛋白質(zhì)；每個亞單位有4處α螺旋，反復(fù)貫穿膜4次；各亞單位以第2個α螺旋構(gòu)成水相孔道的“內(nèi)壁”；5個亞單位形成一個結(jié)構(gòu)為α2βγδ的梅花狀通道結(jié)構(gòu)；兩個α亞單位能同兩分子ACh結(jié)合。N-型ACh門控通道的結(jié)構(gòu)特點：4種亞單位組成的5聚體蛋白質(zhì)；N-型ACh門控通道的結(jié)構(gòu)特60細胞的基本功能醫(yī)學生理學課件培訓講義61兩個α亞單位同兩分子ACh結(jié)合；N型ACh門控通道開放；Na+內(nèi)流；形成終板電位。N-型ACh門控通道的跨膜信號轉(zhuǎn)導過程：鈉離子鉀離子兩個α亞單位同兩分子ACh結(jié)合；N-型ACh門控通道的跨膜信622.電壓門控通道(voltage-gatedionchannel)2.電壓門控通道(voltage-gatedionc63跨膜電位的改變；結(jié)構(gòu)域中精氨酸或賴氨酸產(chǎn)生位移；誘發(fā)通道“閘門”的開放；細胞膜出現(xiàn)新的電變化。上海第二醫(yī)科大學生理教研室電壓門控通道跨膜信號轉(zhuǎn)導過程：鈉離子鉀離子跨膜電位的改變；上海第二醫(yī)科大學生理教研室電壓門控通道跨膜信643.機械門控通道（mechanicallygatedchannel）觸發(fā)因素是機械性刺激如內(nèi)耳毛細胞聽毛受基底膜振動。3.機械門控通道（mechanicallygatedch65跨膜電位靜息電位（restingpotential）動作電位（actionpotential）第三節(jié)細胞的生物電現(xiàn)象跨膜電位第三節(jié)細胞的生物電現(xiàn)象66一、細胞的靜息電位定義細胞在未受刺激時存在于細胞膜內(nèi)外兩側(cè)的電位差特點大多數(shù)為負電位內(nèi)負外正大多數(shù)為平穩(wěn)的直流電一、細胞的靜息電位定義細胞在未受刺激時存在于細67細胞的基本功能醫(yī)學生理學課件培訓講義68細胞的基本功能醫(yī)學生理學課件培訓講義69細胞的基本功能醫(yī)學生理學課件培訓講義70常用術(shù)語極化（polarization）超極化（hyperpolarization）去極化（depolarization）復(fù)極化（repolarization）細胞的基本功能醫(yī)學生理學課件培訓講義71靜息電位產(chǎn)生的機制膜學說離子跨膜擴散的驅(qū)動力離子濃度差電化學驅(qū)動力電位差

靜息電位產(chǎn)生的機制膜學說72細胞的基本功能醫(yī)學生理學課件培訓講義73細胞膜內(nèi)外存在K+濃度差

安靜時，細胞膜對K+的通透性遠大于對Na+的通透性細胞膜內(nèi)外存在K+濃度差74細胞的基本功能醫(yī)學生理學課件培訓講義75鈉鉀泵的作用維持細胞膜兩側(cè)Na+、K+的不均衡分布；其活動是生電性的32鈉鉀泵的作用維持細胞膜兩側(cè)Na+、K+的不均衡分布；3276二、細胞的動作電位二、細胞的動作電位77定義細胞膜受到閾刺激或閾上刺激后，在原有的靜息電位的基礎(chǔ)上發(fā)生的一次膜兩側(cè)電位的快速而可逆的倒轉(zhuǎn)和復(fù)原。形狀鋒電位上升支70mV~+50mV下降支+50mV~恢復(fù)后電位（一）細胞的動作電位定義細胞膜受到閾刺激或閾上刺（一）細胞的動作電位78動作電位的特點:全或無allornone可不衰減可擴布性propagate動作電位的特點:全或無allornone79(二）細胞膜的被動電學特性細胞膜為絕緣不良的電纜(二）細胞膜的被動電學特性細胞膜為絕緣不良的電纜80由細胞的電纜特性所決定的膜電位的分布。去極化電緊張電位超極化電緊張電位+電緊張電位（electrotonicpotential）由細胞的電纜特性所決定的膜電位的分布。81（三）動作電位的產(chǎn)生機制對Na+的驅(qū)動力

對K+的驅(qū)動力1.電化學驅(qū)動力electrochemicaldrivingforce某離子的驅(qū)動力=膜電位-平衡電位（三）動作電位的產(chǎn)生機制對Na+的驅(qū)動力對K+的驅(qū)動82內(nèi)向電流inwardcurrent正離子由膜外流向膜內(nèi)負離子由膜內(nèi)流向膜外去極化外向電流outwardcurrent正離子由膜內(nèi)流向膜外負離子由膜外流向膜內(nèi)復(fù)極化超極化內(nèi)向電流inwardcurrent去極化外向電流out832.動作電位期間膜電導的變化2.動作電位期間膜電導的變化84膜電流的記錄和分析膜電流的記錄和分析85細胞的基本功能醫(yī)學生理學課件培訓講義86細胞的基本功能醫(yī)學生理學課件培訓講義873.膜電導變化的機制—離子通道的活動鈉通道靜息狀態(tài)restingstate

激活狀態(tài)activestate

失活狀態(tài)inactivestate

鉀通道激活狀態(tài)去激活狀態(tài)deactivestate

3.膜電導變化的機制—離子通道的活動鈉通道88細胞的基本功能醫(yī)學生理學課件培訓講義89細胞的基本功能醫(yī)學生理學課件培訓講義90單通道電流和宏膜電流的關(guān)系單通道電流和宏膜電流的關(guān)系914.動作電位的發(fā)生去極化刺激去極化程度小鈉內(nèi)流小于鉀外流去極化程度大動作電位到達閾電位鈉再生性循環(huán)局部興奮閾、閾上刺激閾下刺激4.動作電位的發(fā)生去極化刺激去極化程度小鈉內(nèi)流小于鉀外流去極92閾電位（thresholdpotential）去極化到某一臨界值后能夠誘發(fā)去極化和鈉通道開放之間出現(xiàn)再生性循環(huán)，并導致鈉通道大量而迅速的開放，出現(xiàn)動作電位的上升支。閾電位值比靜息電位小10~20mV。閾電位（thresholdpotential）93局部反應(yīng)和局部興奮給細胞膜一個去極化刺激時，由部分鈉通道被激活而產(chǎn)生的主動反應(yīng)與電緊張電位疊加后形成的電位變化局部反應(yīng)的特點*無全或無*電緊張擴播*可疊加時間總和空間總和局部反應(yīng)和局部興奮94細胞的基本功能醫(yī)學生理學課件培訓講義95動作電位與局部興奮的區(qū)別：刺激強度閾下刺激閾刺激或閾上刺激局部反應(yīng)動作電位開放的Na+通道較少多電位變化幅度與刺激強度的關(guān)系1.小（在閾電位以下波動）1.大2.全或無現(xiàn)象不應(yīng)期無有總和性有（時間與空間總和）無傳播特點電緊張性擴布不衰減性傳播2.隨刺激強度的增加而增加動作電位與局部興奮的區(qū)別：96（四）動作電位的傳導興奮在同一細胞上的傳導機制傳導方式局部電流

（四）動作電位的傳導興奮在同一細胞上的傳導機制97細胞的基本功能醫(yī)學生理學課件培訓講義98閾刺激動作電位局部電流電緊張電位去極化達閾電位鄰近膜產(chǎn)生動作電位動作電位沿細胞膜傳導閾刺激動作電位局部電流電緊張電位去極化達閾電位鄰近膜產(chǎn)生動作99有髓神經(jīng)纖維：跳躍式傳導快速且節(jié)能有髓神經(jīng)纖維：跳躍式傳導快速且節(jié)能100影響動作電位傳導的因素細胞膜的被動電學特性電緊張電位的擴播范圍電緊張電位的擴播速度直徑、有無髓鞘動作電位的去極化速度和幅度影響動作電位傳導的因素細胞膜的被動電學特性電緊張電位的擴播范101電緊張性擴布與動作電位傳導之比較電緊張性擴布動作電位傳導傳導速度快慢傳導距離很短（有限）遠不應(yīng)期無有信息衰減不衰減總和時間和空間總和不能總和機制隨時間和距離的增加而迅速減小依靠膜的基本電學特性向周圍擴布膜的興奮部分通過局部電流刺激了鄰近未興奮部分電緊張性擴布與動作電位傳導之比較電緊張性擴布動作電位傳導傳導102（五）縫隙連接使興奮可以在細胞間直接擴播（五）縫隙連接使興奮可以在細胞間直接擴播103三、組織的興奮和興奮性興奮excitation動作電位或動作電位的產(chǎn)生可興奮細胞excitablecell神經(jīng)細胞、肌細胞和部分腺細胞（一）、興奮和可興奮細胞興奮性（excitability）可興奮細胞受刺激后產(chǎn)生動作電位的能力（二）、組織的興奮性和閾刺激三、組織的興奮和興奮性興奮excitation（一）、興奮和104刺激的三要素stimulation*刺激強度intensity*刺激持續(xù)時間duration*刺激強度對時間的變化率閾強度（thresholdintensity）閾刺激（thresholdstimulus）—刺激持續(xù)時間與強度對時間的變化率固定，測量能使組織發(fā)生興奮的最小刺激強度。衡量興奮性高低的指標刺激的三要素stimulation105閾電位與閾強度區(qū)別點共同點聯(lián)系閾刺激閾上刺激閾下刺激閾電位與閾強度106(三)細胞興奮后興奮性的變化絕對不應(yīng)期（absoluterefractoryperiod）興奮性為零相對不應(yīng)期（relativerefractoryperiod）興奮性低于正常超常期（supranormalperiod）低常期（subnormalperiod）(三)細胞興奮后興奮性的變化絕對不應(yīng)期（absoluter107細胞的基本功能醫(yī)學生理學課件培訓講義108（四）影響細胞興奮性的因素靜息電位的水平閾電位細胞外Ca2+的濃度（四）影響細胞興奮性的因素靜息電位的水平閾電位細胞外Ca2+109細胞的基本功能醫(yī)學生理學課件培訓講義110第四節(jié)肌細胞的收縮神經(jīng)-骨骼肌接頭處興奮的傳遞肌細胞的收縮興奮-收縮耦聯(lián)影響肌細胞收縮效能的因素第四節(jié)肌細胞的收縮神經(jīng)-骨骼肌接頭處興奮的傳遞111細胞的基本功能醫(yī)學生理學課件培訓講義112（一）神經(jīng)骨骼肌接頭處興奮的傳遞一、橫紋肌(終板膜）神經(jīng)-骨骼肌接頭處的結(jié)構(gòu)接頭前膜prejunctionalmembrane接頭間隙junctionalcleft接頭后膜postjunctionalmembrane（一）神經(jīng)骨骼肌接頭處興奮的傳遞一、橫紋肌(終板膜）神經(jīng)113細胞的基本功能醫(yī)學生理學課件培訓講義114AP傳到末梢末梢去極化Ca2+通道開放、Ca2+內(nèi)流遞質(zhì)出胞Ach擴散至接頭間隙Ach與Ach受體陽離子通道結(jié)合Na+內(nèi)流、K+外流，產(chǎn)生終板電位電緊張擴布周圍肌膜電壓門控Na通道開放，產(chǎn)生AP量子釋放AP傳到末梢末梢去極化Ca2+通道開放、Ca2+內(nèi)流遞質(zhì)出胞115Ca2+的作用膽堿酯酶的作用量子釋放Ca2+的作用116微終板電位（MEPP）終板電位（endplatepotentialEPP）特點（與局部興奮相似）*無“全或無”電位大小與Ach釋放的量成比例*無不應(yīng)期*可總和*電緊張性擴布細胞的基本功能醫(yī)學生理學課件培訓講義117神經(jīng)骨骼肌接頭興奮傳遞的特征單向性傳遞（接頭前膜接頭后膜）時間延擱易受環(huán)境因素的影響*筒箭毒α銀環(huán)蛇毒肌松劑*有機磷農(nóng)藥與新斯的明神經(jīng)骨骼肌接頭興奮傳遞的特征單向性傳遞（接頭前膜118(二）橫紋肌細胞的微細結(jié)構(gòu)1、肌原纖維myofibril和肌節(jié)sarcomere明帶Z線暗帶M線H帶肌節(jié)肌肉收縮和舒張的基本單位

(二）橫紋肌細胞的微細結(jié)構(gòu)1、肌原纖維myofibril和肌119細胞的基本功能醫(yī)學生理學課件培訓講義1202、肌管系統(tǒng)sarcotubularsystem橫管（T管）L型Ca2+通道縱管（肌漿網(wǎng)sarcoplasmicreticulum,SR）縱行肌漿網(wǎng)（LSR）連接肌漿網(wǎng)（JSR）Ca2+釋放通道（ryanodine受體）三聯(lián)管T管與其兩側(cè)的JSR2、肌管系統(tǒng)sarcotubularsystem橫管（T121細胞的基本功能醫(yī)學生理學課件培訓講義122(三)橫紋肌的收縮機制肌絲的分子組成1、粗肌絲肌球蛋白myosin（橫橋桿）橫橋的特性crossbridge*和細肌絲上的肌動蛋白結(jié)合、扭動、解離、復(fù)位、再結(jié)合*ATP酶的活性(三)橫紋肌的收縮機制肌絲的分子組成123細胞的基本功能醫(yī)學生理學課件培訓講義124肌動蛋白actin原肌球蛋白tropomyosin肌鈣蛋白troponin2、細肌絲thinfilament肌動蛋白actin原肌球蛋白tropomyosin肌鈣蛋125(1)舒張期，橫橋?qū)ctin高親和力，但不能結(jié)合(2)Ca2＋↑，橫橋和肌動蛋白的活化位點結(jié)合(3)橫橋擺動，拖動細肌絲向M線滑行(4)橫橋結(jié)合ATP，和肌動蛋白解離(5)Ca2＋↓，橫橋不能結(jié)合肌動蛋白，肌肉舒張收縮過程--肌絲滑行過程(1)舒張期，橫橋?qū)ctin高親和力，但不能結(jié)合(2)126細胞的基本功能醫(yī)學生理學課件培訓講義127橫橋周期橫橋周期128（四）橫紋肌的興奮收縮耦聯(lián)

（excitationcontractioncoupling）定義（四）橫紋肌的興奮收縮耦聯(lián)

（excitationcontr129基本過程1、電興奮通過橫管系統(tǒng)傳向肌細胞深處2、三聯(lián)管結(jié)構(gòu)處的信息傳遞

（L型Ca2+通道激活，通過變構(gòu)作用或內(nèi)流的Ca2+激活）ryanodine受體3、肌漿網(wǎng)中Ca2+釋放入胞漿以及Ca2+由胞漿向肌漿網(wǎng)的再聚集基本過程1、電興奮通過橫管系統(tǒng)傳向肌細胞深處2、三聯(lián)管結(jié)構(gòu)處130SR釋放Ca2+的機制

心?。衡}觸發(fā)鈣釋放（CICR）骨骼?。簶?gòu)象變化SR釋放Ca2+的機制心?。衡}觸發(fā)鈣釋放骨骼?。?31胞漿Ca2+濃度降低的機制鈣瞬變：calciumtransient骨骼肌鈣泵（SR）心肌鈣泵（SR）Na+-Ca2+交換體肌膜上的鈣泵胞漿Ca2+濃度降低的機制鈣瞬變：calciumtrans132(五)影響橫紋肌收縮效能的因素肌肉在體內(nèi)或?qū)嶒灄l件下遇到的負荷有兩種（1）前負荷（preload）—肌肉在收