人体机能学PPT讲稿.ppt

人体机能学1第1页，共113页，编辑于2022年，星期三脂质双分子层脂质双分子层疏水性集团疏水性集团亲水性集团亲水性集团图图5 51 1 细胞膜的液态镶嵌模型细胞膜的液态镶嵌模型2第2页，共113页，编辑于2022年，星期三3第3页，共113页，编辑于2022年，星期三二、细胞膜的物质转运功能二、细胞膜的物质转运功能（一）被动转运（一）被动转运（passive transport）1.1.单纯扩散（单纯扩散（simple diffusion）概念：概念：脂溶性物质脂溶性物质从细胞膜的高浓度一侧向从细胞膜的高浓度一侧向低浓度一侧的跨膜运动低浓度一侧的跨膜运动扩散的量：扩散的量：膜两侧浓度差膜两侧浓度差 膜的通透性膜的通透性 脂溶性大小脂溶性大小扩散物质：扩散物质：02、C02、N2气体交换气体交换4第4页，共113页，编辑于2022年，星期三概念：非脂溶性或脂溶性很低的物质，在膜蛋概念：非脂溶性或脂溶性很低的物质，在膜蛋白质的帮助下，顺浓度梯度和白质的帮助下，顺浓度梯度和/或电位梯度进行或电位梯度进行的跨膜转运的跨膜转运2.2.易化扩散（易化扩散（facilitated diffusion）分类：分类：1)以载体以载体(carrier)为中介为中介的易化扩散的易化扩散特异性高特异性高有饱和现象有饱和现象 竞争性抑制竞争性抑制特点：特点：5第5页，共113页，编辑于2022年，星期三6第6页，共113页，编辑于2022年，星期三载体转运载体转运7第7页，共113页，编辑于2022年，星期三以载体为中介的易化扩散以载体为中介的易化扩散8第8页，共113页，编辑于2022年，星期三2 2）以通道）以通道(channel)为中介的易化扩散为中介的易化扩散特点：特点：有一定有一定特异性特异性：Na+通道（河豚毒阻断）通道（河豚毒阻断）K+通道通道（四乙基铵阻断），（四乙基铵阻断），Ca2+通道通道通道的构型和功能状态受各种理化因素通道的构型和功能状态受各种理化因素 的影响，的影响，“门控门控”机制调节通道的活动：机制调节通道的活动：A.电压门控通道：通道的开、闭受膜电压门控通道：通道的开、闭受膜 两侧两侧电位差电位差的控制。的控制。Na+通道、通道、K+通道、通道、Ca2+通道通道9第9页，共113页，编辑于2022年，星期三以通道为中介的易化扩散以通道为中介的易化扩散10第10页，共113页，编辑于2022年，星期三转运速度快于载体转运速度快于载体以上两种扩散都是顺浓度梯度，以上两种扩散都是顺浓度梯度，不耗能的不耗能的被动转运被动转运。B.化学门控通道：通道的开、闭受膜化学门控通道：通道的开、闭受膜 两侧两侧化学物质化学物质（神经递质、激素）（神经递质、激素）的控制。的控制。N2型型ACh受体通道受体通道C.机械门控通道：机械刺激可使这类通机械门控通道：机械刺激可使这类通 道开放。道开放。肌梭、触肌梭、触-压觉感受器压觉感受器11第11页，共113页，编辑于2022年，星期三12第12页，共113页，编辑于2022年，星期三细细胞胞膜膜通通过过本本身身的的耗耗能能过过程程，逆逆浓浓度度差差或或电电位位差转运物质的过程。差转运物质的过程。概念：概念：（二）主动转运（二）主动转运(active transport)Na+-K+依赖式依赖式ATP酶的蛋白质酶的蛋白质（由（由和和亚单位组成的二聚体蛋白质）亚单位组成的二聚体蛋白质）1.1.原发性主动转运原发性主动转运 primary active transport 由由ATP直接供能的主动转运直接供能的主动转运 钠泵的本质：钠泵的本质：13第13页，共113页，编辑于2022年，星期三Na+、K+转运转运“耦联耦联”进行。进行。每分解一个每分解一个ATP，泵出，泵出3 3个个Na+，移进移进2 2个个K+。钠泵活动的意义钠泵活动的意义细胞内高细胞内高K+：代谢反应的必需条件。：代谢反应的必需条件。细胞外高细胞外高Na+：阻止：阻止H2O入细胞内入细胞内细胞正常形态细胞正常形态膜内膜内Na+和膜外和膜外K+时被激活。时被激活。钠泵活动钠泵活动特点：特点：维持细胞膜两侧维持细胞膜两侧Na+、K+的不均衡分布：的不均衡分布：14第14页，共113页，编辑于2022年，星期三15第15页，共113页，编辑于2022年，星期三间接利用间接利用ATP能量完成的主动转运能量完成的主动转运建立一种势能贮备，供其它耗能过程利用建立一种势能贮备，供其它耗能过程利用Na+、K+易化扩散易化扩散膜内负外正膜内负外正 生物电现象生物电现象 兴奋性的基础兴奋性的基础2.2.继发性主动转运继发性主动转运 Secondary active transport 此外，还有此外，还有Ca2+泵、泵、H+-K+泵、碘泵泵、碘泵例如，小肠粘膜和肾小管上皮细胞例如，小肠粘膜和肾小管上皮细胞 对对葡萄糖和氨基酸的吸收葡萄糖和氨基酸的吸收同向同向转运转运 逆向逆向转运转运16第16页，共113页，编辑于2022年，星期三17第17页，共113页，编辑于2022年，星期三进入的物质为固体进入的物质为固体吞噬吞噬进入的物质为液体进入的物质为液体吞饮吞饮 （三）入胞和出胞作用（三）入胞和出胞作用 1.1.入胞（入胞（endocytosis）细胞外某些物质团块进入细胞的过程细胞外某些物质团块进入细胞的过程细胞膜内的某些大分子物质或物质团块排细胞膜内的某些大分子物质或物质团块排出细胞膜外的过程出细胞膜外的过程。2.2.出胞（出胞（exocytosis）内分泌腺内分泌腺:分泌激素分泌激素神经细胞神经细胞:分泌分泌神经递质神经递质18第18页，共113页，编辑于2022年，星期三入胞入胞19第19页，共113页，编辑于2022年，星期三出胞出胞20第20页，共113页，编辑于2022年，星期三第二节第二节 细胞的跨膜信号转导功能细胞的跨膜信号转导功能transmembrane signaling transduction跨膜信号转导：跨膜信号转导：外界信号外界信号作用于作用于细胞表面，通过引起膜结构细胞表面，通过引起膜结构中特殊蛋白质分子的变构作用，将外界信中特殊蛋白质分子的变构作用，将外界信息以息以新的信号形式新的信号形式传向膜内，引起靶细胞的传向膜内，引起靶细胞的生理效应生理效应21第21页，共113页，编辑于2022年，星期三(一一)化学门控通道化学门控通道一、由离子通道介导一、由离子通道介导的跨膜信号转导的跨膜信号转导1.主要分布在肌细胞终板膜和神经细胞突触主要分布在肌细胞终板膜和神经细胞突触后膜。后膜。2.通道开闭取决于膜两侧特定的化学信号。通道开闭取决于膜两侧特定的化学信号。N2型型ACh受体通道受体通道氨氨基基酸酸类类递递质质（谷谷氨氨酸酸、门门冬冬氨氨酸酸、-氨基丁酸、甘氨酸）氨基丁酸、甘氨酸）22第22页，共113页，编辑于2022年，星期三23第23页，共113页，编辑于2022年，星期三AchAchIonchannelreceptoraadgbNa+24第24页，共113页，编辑于2022年，星期三内耳毛细胞顶部的听毛，肌梭内耳毛细胞顶部的听毛，肌梭 机械门控通道机械门控通道电压门控通道电压门控通道1.主要分布在神经和肌肉细胞膜的表面膜中。主要分布在神经和肌肉细胞膜的表面膜中。2.通道开闭取决于膜两侧的跨膜电位改变。通道开闭取决于膜两侧的跨膜电位改变。Na+通道通道、K+通道通道、Ca2+等通道等通道1.体内许多细胞的表面膜上存在体内许多细胞的表面膜上存在 感受机械性刺激的通道样结构。感受机械性刺激的通道样结构。2.2.通道的开闭是由于机械刺激通道的开闭是由于机械刺激 引起通道构型改变。引起通道构型改变。25第25页，共113页，编辑于2022年，星期三电压依从性电压依从性 钠通道钠通道22224444电压门控通道电压门控通道 26第26页，共113页，编辑于2022年，星期三毛毛细细胞胞离离子子通通道道及及其其作作用用示示意意图图27第27页，共113页，编辑于2022年，星期三28第28页，共113页，编辑于2022年，星期三二、由二、由G G蛋白偶联受体蛋白偶联受体介导介导的跨膜信号转导的跨膜信号转导激活激活腺苷酸环化酸腺苷酸环化酸(G蛋白的效应器蛋白的效应器)(cAMP)蛋白激酶的活性改变蛋白激酶的活性改变 激活激活生理效应生理效应 G蛋白蛋白受体受体化学物质化学物质第二信使第二信使(第一信使第一信使)29第29页，共113页，编辑于2022年，星期三30第30页，共113页，编辑于2022年，星期三1.1.第一信使第一信使（first messenger）：）：外来的外来的 化学信号，如激素、神经递质、细胞因子化学信号，如激素、神经递质、细胞因子2.第二信使第二信使（second messenger）：）：细胞内细胞内的一些具有生物活性的物质，在第一信的一些具有生物活性的物质，在第一信使的作用下改变其活性或含量，影响细胞内的一系使的作用下改变其活性或含量，影响细胞内的一系列功能。如列功能。如环一磷酸腺环一磷酸腺苷苷（cAMP ）环一磷酸鸟环一磷酸鸟苷苷（cGMP ）、三磷酸肌醇（）、三磷酸肌醇（IP3）二酰甘油（）二酰甘油（DG）、）、Ca2+31第31页，共113页，编辑于2022年，星期三3.3.受体：受体：位于细胞膜表面的具有特异性识别和结位于细胞膜表面的具有特异性识别和结 合功能的合功能的蛋白质蛋白质，目前已确定有，目前已确定有300300多种。多种。4.4.G蛋白：蛋白：鸟苷酸结合蛋白，存在于膜上，有鸟苷酸结合蛋白，存在于膜上，有2020余种。余种。主要功能：主要功能：1 1）改变膜效应器酶的活性）改变膜效应器酶的活性 2 2）能直接影响通道）能直接影响通道 5.5.膜效应器酶：膜效应器酶：存在于膜上，可改变细胞内第二信使的量。膜效存在于膜上，可改变细胞内第二信使的量。膜效应器酶有：腺苷酸环化酶，磷酯酶应器酶有：腺苷酸环化酶，磷酯酶C等。等。32第32页，共113页，编辑于2022年，星期三三、由酶三、由酶偶联受体偶联受体介导介导的跨膜信号转导的跨膜信号转导酪氨酸激酶受体酪氨酸激酶受体 肽类激素和有关细胞因子肽类激素和有关细胞因子 酪氨酸激酶受体酪氨酸激酶受体(胰岛素、神经生长因子胰岛素、神经生长因子)胞浆内侧肽链的蛋白激酶活性胞浆内侧肽链的蛋白激酶活性酪氨酸残基磷酸化酪氨酸残基磷酸化生理效应生理效应 直接直接激活激活33第33页，共113页，编辑于2022年，星期三鸟苷酸环化酶受体鸟苷酸环化酶受体 鸟苷酸环化酶受体鸟苷酸环化酶受体 胞内的胞内的GTP环化，生成环化，生成 cGMP蛋白激酶蛋白激酶G生理效应生理效应 激活激活配体（如心房钠尿肽等肽类激素）配体（如心房钠尿肽等肽类激素）鸟苷酸环化酶鸟苷酸环化酶激活激活能与受体发生特异能与受体发生特异性结合的活性物质性结合的活性物质34第34页，共113页，编辑于2022年，星期三第三节第三节 细胞的生物电现象和兴奋性细胞的生物电现象和兴奋性一、一、细胞的生物电现象细胞的生物电现象1.1.静息电位静息电位（resting potential,RP）（一）（一）静息电位及其产生机制静息电位及其产生机制细胞未受刺激时存在于细胞膜细胞未受刺激时存在于细胞膜 内外两侧电位差内外两侧电位差+膜外膜外膜外膜外正正正正+膜内膜内膜内膜内负负负负-35第35页，共113页，编辑于2022年，星期三静息电位：细胞未受刺激时膜两侧的电位差静息电位：细胞未受刺激时膜两侧的电位差36第36页，共113页，编辑于2022年，星期三大多数细胞大多数细胞RP -10 -10-100mV-100mV哺、神经、肌肉哺、神经、肌肉-70-70-90mV-90mV 人的人的RBC -10mV -10mV 相关术语相关术语*极化：静息状态下，细胞膜两侧所保持极化：静息状态下，细胞膜两侧所保持的内负外正的状态。的内负外正的状态。*去极化：使静息电位的数值向膜内负值减去极化：使静息电位的数值向膜内负值减小的方向变化。小的方向变化。*超极化：使膜内电位向负值增大的方向变超极化：使膜内电位向负值增大的方向变化。化。*复极化复极化:向正常安静时膜内所处的负值恢复。向正常安静时膜内所处的负值恢复。37第37页，共113页，编辑于2022年，星期三 产生机制：产生机制：静息电位是静息电位是K+平衡电位平衡电位细胞内高细胞内高K+静息时膜主要静息时膜主要 对对K+有通透性有通透性 静息电位静息电位1)Nernst公式：公式：2)2)实际所测得的实际所测得的RP值与值与Nernst公式计算值相近。公式计算值相近。3)证明：证明：人工地改变细胞外液人工地改变细胞外液K+浓度，浓度，RP值也随之变化值也随之变化用四乙基铵阻断用四乙基铵阻断K+通道通道临床补临床补KK+：量少、速度慢：量少、速度慢38第38页，共113页，编辑于2022年，星期三 膜膜 学学 说说 39第39页，共113页，编辑于2022年，星期三 RPRP产生机制产生机制40第40页，共113页，编辑于2022年，星期三EKRTZF InK+0K+i8.31(27+273)1 96500 2.3 lgK K K K+i0(V)59.5 lg+i0(mv)Nernst公式：公式：气体常数气体常数绝对温度绝对温度离子价数离子价数法拉第常数法拉第常数41第41页，共113页，编辑于2022年，星期三细胞受到刺激而发生兴奋时，细胞膜在静细胞受到刺激而发生兴奋时，细胞膜在静息电位的基础上发生一次息电位的基础上发生一次迅速而短暂迅速而短暂的，可的，可向周围扩布向周围扩布的的电位波动电位波动。（二）动作电位（二）动作电位(action potential,AP)1.1.概念：概念：2.2.动作电位产生机制：动作电位产生机制：动作电位是动作电位是Na+平衡电位平衡电位42第42页，共113页，编辑于2022年，星期三细胞外高细胞外高Na+兴奋时电压门控兴奋时电压门控Na+通道开放通道开放 Na+透性透性 Na+内流内流AP去极相去极相 （上升支）（上升支）膜对膜对K+的透性的透性K+外流外流AP (下降支下降支)超射值相当于超射值相当于Na+平衡电位平衡电位43第43页，共113页，编辑于2022年，星期三复极化超射0mV时间膜电位30mV去极化超射值接近于钠离子的平衡电位超射值接近于钠离子的平衡电位44第44页，共113页，编辑于2022年，星期三45第45页，共113页，编辑于2022年，星期三46第46页，共113页，编辑于2022年，星期三（2）证明）证明 AP超射值与超射值与Nernst公式计算的公式计算的ENa 值相近值相近人工地改变细胞外液人工地改变细胞外液Na+浓度，浓度，动作电位动作电位上升支及其幅度也随之改变。上升支及其幅度也随之改变。*海水实验海水实验用河豚毒阻断用河豚毒阻断Na+通道后，通道后，动作电位动作电位幅度幅度或消失。或消失。膜片绀实验：膜片绀实验：47第47页，共113页，编辑于2022年，星期三3.3.动作电位动作电位形成过程形成过程电压钳电压钳和和膜片绀实验：膜片绀实验：A.A.当人工设定的膜电位向原静息电位的去极当人工设定的膜电位向原静息电位的去极化方向改变时，才可能引起电压门控化方向改变时，才可能引起电压门控Na+通道的开放，从而出现通道的开放，从而出现Na+内流；内流；B.B.Na+通道的激活、失活和恢复都与蛋白质通道的激活、失活和恢复都与蛋白质 分子的构型改变有关；分子的构型改变有关；C.C.几乎在几乎在Na+通道失活的同时，电压门控通道失活的同时，电压门控K+通通 道道开放，于是出现开放，于是出现K+外流。电压门控外流。电压门控Na+通道与通道与K+通道的开、闭是神经纤维和一般肌细胞动作电位产通道的开、闭是神经纤维和一般肌细胞动作电位产生的机制。生的机制。48第48页，共113页，编辑于2022年，星期三 经典的经典的电压钳电压钳1实验实验49第49页，共113页，编辑于2022年，星期三电压钳实验电压钳实验2：四乙基铵：四乙基铵50第50页，共113页，编辑于2022年，星期三膜膜片片钳钳实实验验51第51页，共113页，编辑于2022年，星期三 钠钠 电电 流流52第52页，共113页，编辑于2022年，星期三二、细胞的兴奋性二、细胞的兴奋性(一一)剌激剌激（stimulus）引起兴奋的条件引起兴奋的条件1.1.剌激的种类剌激的种类:电、机械、温度、化学电、机械、温度、化学 2.2.剌激的构成剌激的构成:剌激三要素剌激三要素强度、持续时间强度、持续时间、强度强度-时间时间变化率变化率 3.3.阈值：阈值：强度强度阈阈值值 阈强度阈强度threshold intensity:刺激的持续刺激的持续 时间固定不变时时间固定不变时,引起组织发生兴奋的引起组织发生兴奋的 最小剌激强度。最小剌激强度。53第53页，共113页，编辑于2022年，星期三 时间时间阈阈值值:刺激的强度固定不变时刺激的强度固定不变时,引起组织引起组织发生兴奋的最短持续时间。发生兴奋的最短持续时间。阈阈剌激剌激:引起组织发生兴奋的最小剌激引起组织发生兴奋的最小剌激 *阈阈下刺激下刺激(subthreshold stimulus):小于小于阈阈值的剌激值的剌激 *阈阈上剌激上剌激（suprathreshold stimulus）:大于大于阈阈值的剌激值的剌激(二二)细胞兴奋及其恢复过程中细胞兴奋及其恢复过程中兴奋兴奋性的变化性的变化1.1.绝对不应期绝对不应期 (absolute refractory period)钠通道失活钠通道失活54第54页，共113页，编辑于2022年，星期三55第55页，共113页，编辑于2022年，星期三(三三)衡量组织兴奋性的指标：衡量组织兴奋性的指标：2.2.相对不应期相对不应期 (relative refractory period)钠通道部分复活钠通道部分复活3.3.超常期：超常期：4.4.低常期：低常期：阈阈强度、强度、基基强度、强度、时值时值强度强度-时间时间曲线曲线兴奋性变化与兴奋性变化与动作电位的关系动作电位的关系56第56页，共113页，编辑于2022年，星期三57第57页，共113页，编辑于2022年，星期三（三）阈电位和局部兴奋（三）阈电位和局部兴奋 能使细胞膜除极达到产生动作电位能使细胞膜除极达到产生动作电位 的临界膜电位的数值的临界膜电位的数值2.2.局部兴奋及其特性局部兴奋及其特性局部兴奋局部兴奋（local excitation）概念概念:阈阈下剌激引起的低于下剌激引起的低于阈电位阈电位的去极化的去极化1.阈电位阈电位（threshold potential）58第58页，共113页，编辑于2022年，星期三受剌激局部少量受剌激局部少量Na+通道被激活通道被激活 少量少量 Na+内流内流膜电位轻度减少，膜电位轻度减少，但达不到但达不到阈阈电位。电位。产生机制产生机制:阈阈下剌激下剌激:特点特点非非“全或无全或无”式式:呈电紧张性扩布呈电紧张性扩布可以总和可以总和时间总和、空间总和时间总和、空间总和无不应期无不应期随阈下刺激增大而增大随阈下刺激增大而增大59第59页，共113页，编辑于2022年，星期三局部兴奋及其总和局部兴奋及其总和 60第60页，共113页，编辑于2022年，星期三三、兴奋在同一细胞上的传导三、兴奋在同一细胞上的传导.传导原理：传导原理：局部电流局部电流.传导的特点：传导的特点：4.4.不融合性不融合性1.1.双向传导：双向传导：2.2.安全性：安全性：3.3.不衰性：不衰性减扩布不衰性：不衰性减扩布（绝对不应期）（绝对不应期）局部电流强度是细胞兴奋阈值的数倍局部电流强度是细胞兴奋阈值的数倍局部电流强度是细胞兴奋阈值的数倍局部电流强度是细胞兴奋阈值的数倍61第61页，共113页，编辑于2022年，星期三62第62页，共113页，编辑于2022年，星期三有髓纤维有髓纤维:跳跃式传导跳跃式传导 63第63页，共113页，编辑于2022年，星期三一、一、骨骨骼骼肌神经肌神经-肌肌接头处的信息传递接头处的信息传递第四节第四节 肌细胞的收缩功能肌细胞的收缩功能（一）传递过程（一）传递过程冲动到达神经末梢冲动到达神经末梢轴突膜电压门控轴突膜电压门控Ca2+通道开放通道开放Ca2+内流内流囊泡释放囊泡释放ACh 通道的两个通道的两个-亚单位结合亚单位结合ACh与终板膜上化学门控与终板膜上化学门控终板膜终板膜PNa+、PK+通透性通透性 Na+内流内流K+外流外流终板电位终板电位 电紧张性扩布电紧张性扩布肌细胞膜去极化肌细胞膜去极化 达阈电位达阈电位 肌纤维兴奋、收缩肌纤维兴奋、收缩64第64页，共113页，编辑于2022年，星期三65第65页，共113页，编辑于2022年，星期三神经神经-肌接头处的兴奋传递肌接头处的兴奋传递66第66页，共113页，编辑于2022年，星期三传递过程传递过程67第67页，共113页，编辑于2022年，星期三(二二)对传递：对传递：（三）兴奋传递的特点（三）兴奋传递的特点一一次次冲冲动动所所释释放放的的ACh引引起起的的终终板板电电位位的的大大小小是肌细胞膜产生动作电位所需阈值的是肌细胞膜产生动作电位所需阈值的3 34 4倍倍2单向传递单向传递3.3.时间延搁：时间延搁：0.50.51.0ms1.0ms4.易受药物或其他环境因素的影响：易受药物或其他环境因素的影响：细胞外液低细胞外液低Ca2+或高或高Mg2+影响影响1.化学性传递化学性传递ACh释放释放 68第68页，共113页，编辑于2022年，星期三美州箭毒和美州箭毒和银环蛇毒银环蛇毒 同同ACh竞争终板膜受体竞争终板膜受体 肌肉失去收缩能力（肌肉失去收缩能力（肌肉松弛剂肌肉松弛剂）有机磷农药和新斯的明有机磷农药和新斯的明 抑制抑制胆碱酯酶胆碱酯酶中毒症状中毒症状自身免疫性疾病自身免疫性疾病 破坏破坏ACh通道通道重症肌无力重症肌无力69第69页，共113页，编辑于2022年，星期三70第70页，共113页，编辑于2022年，星期三二、骨骼肌的微细结构和收缩原理二、骨骼肌的微细结构和收缩原理（一）骨骼肌的微细结构（一）骨骼肌的微细结构1.肌原纤维和肌节肌原纤维和肌节横管系统（横管系统（管）：管）：肌细胞的表面肌细胞的表面 向内凹入而形成向内凹入而形成纵管系统（纵管系统（L管）：管）：即肌浆网即肌浆网.终池终池：Ca2+贮存、释放贮存、释放 三联管结构三联管结构：每一横管与两端肌节每一横管与两端肌节 终池构成终池构成71第71页，共113页，编辑于2022年，星期三终池终池横管横管三联三联管管纵管纵管肌节肌节粗肌丝粗肌丝细肌丝细肌丝Z线三联管三联管：横管横管终池终池（钙池）（钙池）（钙池）（钙池）骨骼肌的微细结构骨骼肌的微细结构肌节肌节:相邻两条相邻两条Z Z线之线之间的区域。肌间的区域。肌肉肉收缩收缩收缩收缩的基本单位的基本单位的基本单位的基本单位。72第72页，共113页，编辑于2022年，星期三73第73页，共113页，编辑于2022年，星期三74第74页，共113页，编辑于2022年，星期三肌原纤维肌原纤维75第75页，共113页，编辑于2022年，星期三76第76页，共113页，编辑于2022年，星期三77第77页，共113页，编辑于2022年，星期三78第78页，共113页，编辑于2022年，星期三79第79页，共113页，编辑于2022年，星期三 肌节：肌原纤维上肌节：肌原纤维上相邻两条相邻两条Z Z线之间的线之间的 区域。肌区域。肌肉肉收缩的基本单位收缩的基本单位。粗肌丝：肌球蛋白（粗肌丝：肌球蛋白（myosin，肌凝蛋白），肌凝蛋白）粗肌丝由大量肌粗肌丝由大量肌球球蛋白分子有序排列而成蛋白分子有序排列而成80第80页，共113页，编辑于2022年，星期三 A.与细肌丝的肌动蛋白结合、扭动，肌节缩短与细肌丝的肌动蛋白结合、扭动，肌节缩短横桥的功能横桥的功能:B.具有具有ATP酶活性，可分解酶活性，可分解ATP供能供能C.横桥摆动时，横桥摆动时，ADP和无机磷酸与之分离和无机磷酸与之分离 横桥可结合另一横桥可结合另一ATP分子。分子。81第81页，共113页，编辑于2022年，星期三横桥前后摆动横桥前后摆动肌节长度变短肌节长度变短ATPATP与横桥结合后水解成与横桥结合后水解成ADPADP和一分子磷酸，和一分子磷酸，并将能量传递给肌并将能量传递给肌球球球球蛋白，使之活化，同蛋白，使之活化，同时横桥复位时横桥复位。82第82页，共113页，编辑于2022年，星期三 细肌丝：细肌丝：肌动蛋白肌动蛋白原肌原肌球球蛋白蛋白肌钙蛋白肌钙蛋白A.A.肌动蛋白（肌动蛋白（actinactin，肌纤蛋白肌纤蛋白）B B.原肌球蛋白原肌球蛋白原肌球蛋白原肌球蛋白（tropomyosintropomyosin，原肌疑蛋白），原肌疑蛋白），原肌疑蛋白），原肌疑蛋白）C C.肌钙蛋白肌钙蛋白（troponintroponin）：）：）：）：C C亚单位：与亚单位：与亚单位：与亚单位：与CaCa2+2+结合结合结合结合 T T亚单位：亚单位：亚单位：亚单位：I I 亚单位：亚单位：亚单位：亚单位：83第83页，共113页，编辑于2022年，星期三（二）骨骼肌细胞的收缩原理（二）骨骼肌细胞的收缩原理1.1.骨骼肌细胞的兴奋骨骼肌细胞的兴奋-收缩偶联收缩偶联 excitation-contraction coupling以膜的电变化为特征的兴奋过程和以肌纤维以膜的电变化为特征的兴奋过程和以肌纤维机械变化为基础的收缩过程之间，存在着某机械变化为基础的收缩过程之间，存在着某种中介性过程把二者联系起来，这一中介过种中介性过程把二者联系起来，这一中介过程就叫兴奋程就叫兴奋-收缩藕联。收缩藕联。概念概念 ：84第84页，共113页，编辑于2022年，星期三滑行学说（滑行学说（sliding theory）基本过程基本过程动作电位通过横管系统传向肌细胞深处动作电位通过横管系统传向肌细胞深处三联管处的信息传递三联管处的信息传递肌浆网对肌浆网对Ca2+的释放和再聚集的释放和再聚集 兴奋兴奋-收缩偶联结构基础：收缩偶联结构基础：三联管三联管偶联因子：偶联因子：Ca2+2.2.骨骼肌的收缩原理骨骼肌的收缩原理85第85页，共113页，编辑于2022年，星期三86第86页，共113页，编辑于2022年，星期三 胞浆胞浆Ca2+Ca2+与肌钙蛋白亚单位结合与肌钙蛋白亚单位结合原肌球蛋白构型改变原肌球蛋白构型改变肌动蛋白与横桥的结肌动蛋白与横桥的结合位点暴露合位点暴露横桥与肌动蛋白结合横桥与肌动蛋白结合横桥摆动，横桥摆动，拉动细肌丝向线滑动拉动细肌丝向线滑动肌节缩短肌节缩短滑行学说（滑行学说（sliding theory）87第87页，共113页，编辑于2022年，星期三88第88页，共113页，编辑于2022年，星期三一个横桥循环的全环程一个横桥循环的全环程89第89页，共113页，编辑于2022年，星期三肌浆网上的钙泵将钙离肌浆网上的钙泵将钙离子主动转运回肌浆网中子主动转运回肌浆网中90第90页，共113页，编辑于2022年，星期三91第91页，共113页，编辑于2022年，星期三92第92页，共113页，编辑于2022年，星期三三、肌肉收缩的外部表现与力学分析三、肌肉收缩的外部表现与力学分析1.1.等长收缩和等张收缩等长收缩和等张收缩2.2.单收缩和收缩的总合单收缩和收缩的总合等长收缩（等长收缩（isometric contraction）等张收缩（等张收缩（isotonic contraction）单收缩（单收缩（single twitch）收缩的总合总合（summation）（一）外部表现（一）外部表现不完全强直收缩不完全强直收缩完全强直收缩完全强直收缩93第93页，共113页，编辑于2022年，星期三94第94页，共113页，编辑于2022年，星期三（二）力学分析（二）力学分析1.1.前负荷（前负荷（preload）肌肉收缩前所承受的负荷肌肉收缩前所承受的负荷最适初长度：肌肉收缩时产生最大张最适初长度：肌肉收缩时产生最大张 力的初长度（力的初长度（2.0 2.22.2m）概念：概念：机制：机制：95第95页，共113页，编辑于2022年，星期三96第96页，共113页，编辑于2022年，星期三初长度97第97页，共113页，编辑于2022年，星期三98第98页，共113页，编辑于2022年，星期三2.2.后负荷对肌肉收缩的影响后负荷对肌肉收缩的影响后负荷（后负荷（afterload）肌肉开始收缩后所承受的负荷肌肉开始收缩后所承受的负荷后负荷对肌肉收缩的影响后负荷对肌肉收缩的影响：机械功机械功=负荷负荷（负荷移动的）距离）距离其他因素不变时，中等程度的其他因素不变时，中等程度的后负荷后负荷仰完成的仰完成的机械功最大机械功最大99第99页，共113页，编辑于2022年，星期三100第100页，共113页，编辑于2022年，星期三101第101页，共113页，编辑于2022年，星期三102第102页，共113页，编辑于2022年，星期三（2 2）使肌肉收缩能力增强的因素）使肌肉收缩能力增强的因素 钙离子钙离子 肾上腺素肾上腺素 咖啡因咖啡因（3 3）使肌肉收缩能力降低的因素）使肌肉收缩能力降低的因素 缺氧缺氧 酸中毒酸中毒 3.3.肌肉收缩能力对收缩的影响肌肉收缩能力对收缩的影响（1 1）肌肉收缩能力（）肌肉收缩能力（contractility）：）：与前、后负荷无关而能影响肌肉收缩与前、后负荷无关而能影响肌肉收缩 效果的肌肉内部的功能状态。效果的肌肉内部的功能状态。103第103页，共113页，编辑于2022年，星期三复习思考题复习思考题一、概念：概念：单纯扩散、易化扩散、主动转运、继发性主动转单纯扩散、易化扩散、主动转运、继发性主动转运、入胞、出胞、兴奋、兴奋性、阈电位、阈强运、入胞、出胞、兴奋、兴奋性、阈电位、阈强度、阈刺激、绝对不应期、静息电位、动作电位、度、阈刺激、绝对不应期、静息电位、动作电位、极化、去极化、超极化、复极化、超射、局部兴极化、去极化、超极化、复极化、超射、局部兴奋、奋、“全或无全或无”现象、终板电位、现象、终板电位、传递、传导、传递、传导、兴兴奋奋-收缩偶联、等长收缩、等张收缩、收缩偶联、等长收缩、等张收缩、前负荷、前负荷、后负后负荷、荷、肌肉收缩能力。肌肉收缩能力。104第104页，共113页，编辑于2022年，星期三二、思考题：二、思考题：1.1.细胞膜转运物质的方式有哪些？它们是怎样转运物细胞膜转运物质的方式有哪些？它们是怎样转运物质的？质的？2.2.简述细胞膜上钠泵的本质及其活动特点。简述细胞膜上钠泵的本质及其活动特点。3.3.跨膜信号转导的方式有哪些？请举例说明。跨膜信号转导的方式有哪些？请举例说明。4.4.试述试述G蛋白在蛋白在跨膜信号转导的作用。跨膜信号转导的作用。5.5.简述刺激引起兴奋的条件。简述刺激引起兴奋的条件。6.6.试述静息电位的形成原理及其证明。试述静息电位的形成原理及其证明。7.7.试述神经纤维动作电位的产生机制及其证明。试述神经纤维动作电位的产生机制及其证明。105第105页，共113页，编辑于2022年，星期三10.10.兴奋在神经纤维上是如何传导的？兴奋在神经纤维上是如何传导的？11.11.试述神经试述神经-骨骼肌接头处兴奋的传递过程。骨骼肌接头处兴奋的传递过程。1 12.2.试用肌丝滑行理论解释骨骼肌的收缩试用肌丝滑行理论解释骨骼肌的收缩 和舒张过程。和舒张过程。13.13.终板终板电位的性质和特点是什么电位的性质和特点是什么?14.14.前负荷前负荷、后负荷后负荷及及肌肉收缩能力对肌肌肉收缩能力对肌 肉的收缩有何影响？其机理是什么？肉的收缩有何影响？其机理是什么？8.8.衡量组织兴奋性的指标有哪些？衡量组织兴奋性的指标有哪些？9.9.试述组织在兴奋过程中的兴奋性变化。试述组织在兴奋过程中的兴奋性变化。106第106页，共113页，编辑于2022年，星期三讨讨论题论题物质转运功能物质转运功能 RP的形成的形成：K+外流外流 AP的形成的形成：Na+内流、内流、K十外流外流 Na+-K+泵活动泵活动 Na+通过细胞膜的方式是通过细胞膜的方式是-，-。107第107页，共113页，编辑于2022年，星期三2.2.剌激引起兴奋的条件剌激引起兴奋的条件 是否只要强度达到是否只要强度达到阈阈值就能引起组织值就能引起组织 兴奋兴奋?阈阈剌激剌激=阈阈强度强度(?)(高频电疗高频电疗)(强度达到强度达到阈阈值的剌激值的剌激)108第108页，共113页，编辑于2022年，星期三阈阈刺激：刺激：A.能使组织兴奋的最小剌激强度能使组织兴奋的最小剌激强度B.能使组织兴奋的最短作用时间能使组织兴奋的最短作用时间C.能使组织发生反应的最小刺激能使组织发生反应的最小刺激D.能使组织发生兴奋的最小刺激能使组织发生兴奋的最小刺激能使细胞膜去极化这到能使细胞膜去极化这到阈阈电位电位 的最小剌激的最小剌激(t,变化率变化率)(强度强度,变化率变化率)(局部反应局部反应)109第109页，共113页，编辑于2022年，星期三 同一个组织有几个同一个组织有几个阈阈强度强度?同一个组织有几个同一个组织有几个阈阈值值?固定强度固定强度-时间变化率和时间时间变化率和时间)有几个有几个?(兴奋性改变兴奋性改变)3.3.兴奋性兴奋性 兴奋与兴奋性的联系和区别兴奋与兴奋性的联系和区别;哺乳动物神经纤维的绝对不应期为哺乳动物神经纤维的绝对不应期为0.5ms0.5ms 1 1秒钟内能发生多少次兴奋秒钟内能发生多少次兴奋?(?(能接受多少能接受多少 个有效剌激个有效剌激?)?)超常期超常期APAP幅度幅度有有何改变何改变?110第110页，共113页，编辑于2022年，星期三4.4.静息电位和动作电位：静息电位和动作电位：AP的幅度接近于的幅度接近于 A.K+平衡电位平衡电位 B.Na+平稳电位平稳电位 C.K+平衡电位与平衡电位与Na+平衡电位之和平衡电位之和 D.K+平衡电位与平衡电位与Na+平衡电位之差平衡电位之差 E.阈阈电位与电位与Na+平衡电位之和平衡电位之和111第111页，共113页，编辑于2022年，星期三 AP超射值接近于超射值接近于 RP大小接近于大小接近于阈阈电位与电位与阈阈强度区别强度区别人工地增大细胞外液人工地增大细胞外液K+浓度浓度,RP、AP有何有何 变化变化？人工地增大细胞外液人工地增大细胞外液Na+浓度浓度,RP、AP 有何变化有何变化?用四用四乙乙基基铵铵处理神经纤维处理神经纤维后后,RP、AP有有 何变化何变化?用河豚毒处理神经纤维后用河豚毒处理神经纤维后,RP、AP有何变化有何变化?112第112页，共113页，编辑于2022年，星期三5.5.肌细胞的收缩功能：肌细胞的收缩功能：试比较骨试比较骨骼骼肌强肌强直直收缩的收缩曲线和收缩的收缩曲线和 电变化。电变化。给蛙坐骨神经给蛙坐骨神经-腓腓肠肠肌肌标标本本的神经的神经端端 一一个有效剌激个有效剌激,会发生哪些变化会发生哪些变化？113第113页，共113页，编辑于2022年，星期三