第三章人体的基本生理功能兴奋性.ppt
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1、第三章人体的基本生理功能兴奋性现在学习的是第1页,共62页本章要点n n掌握:掌握:n n5个概念个概念(兴奋性、阈值、静息电位、动作(兴奋性、阈值、静息电位、动作电位)电位)n n4个机制个机制(静息电位、动作电位、神经肌接(静息电位、动作电位、神经肌接头兴奋传导、骨骼肌兴奋收缩耦联)头兴奋传导、骨骼肌兴奋收缩耦联)n n3个特征个特征(动作电位、兴奋传导、神经肌接(动作电位、兴奋传导、神经肌接头处兴奋传递)头处兴奋传递)n n1个外在表现个外在表现(肌肉收缩的外在表现)(肌肉收缩的外在表现)现在学习的是第2页,共62页一、生命活动的基本特征三个基本生理特征三个基本生理特征n n新陈代谢新陈
2、代谢 生命的最基本特征生命的最基本特征n n兴奋性兴奋性n n生殖生殖现在学习的是第3页,共62页n n兴奋性兴奋性:当周围环境发生改变时,机体具有:当周围环境发生改变时,机体具有对这种改变发生反应的能力。(广义)对这种改变发生反应的能力。(广义)刺激能否引起反应的三要素:刺激能否引起反应的三要素:n n1、刺激强度、刺激强度n n2、作用时间、作用时间n n3、时间、时间强度变化率强度变化率组织的兴奋和兴奋性现在学习的是第4页,共62页v兴奋兴奋(Excitation)组织或细胞受刺激后,产生组织或细胞受刺激后,产生AP。v可兴奋细胞可兴奋细胞 凡受刺激后能产生凡受刺激后能产生AP的细胞,神
3、的细胞,神经细胞、肌细胞、腺细胞。经细胞、肌细胞、腺细胞。兴奋性兴奋性(Excitability)可兴奋细胞受刺激后产生可兴奋细胞受刺激后产生AP的能的能力。力。现在学习的是第5页,共62页 刺激及刺激三要素:刺激及刺激三要素:刺激强度刺激强度持续时间持续时间强度对时间的变化率强度对时间的变化率现在学习的是第6页,共62页衡量组织兴奋性的指标:n n阈强度(阈值、阈刺激)阈强度(阈值、阈刺激)阈强度(阈强度(threshold intensity)在在刺激的持续时间和强度刺激的持续时间和强度恒定和足够时,即恒定和足够时,即恒定和足够时,即恒定和足够时,即对时对时间变化率固定时,间变化率固定时,
4、能引起能引起组织发生兴奋的组织发生兴奋的最小刺激强度。最小刺激强度。n n其大小能反应组织的兴奋性高低其大小能反应组织的兴奋性高低n n阈强度与兴奋性成反比关系阈强度与兴奋性成反比关系现在学习的是第7页,共62页细胞兴奋后兴奋性变化n n绝对不应期绝对不应期相对不应期相对不应期超常期超常期低常期低常期为何具有这种周期性?为何具有这种周期性?现在学习的是第8页,共62页二、细胞的跨膜信号传导功能 化学门控通道化学门控通道通道蛋白通道蛋白 电压门控通道电压门控通道 机械门控通道机械门控通道受体蛋白、受体蛋白、G蛋白和膜的效应器酶组成蛋白和膜的效应器酶组成现在学习的是第9页,共62页三、神经与肌肉的
5、一般生理(一)细胞的生物电现象及其产生机制(一)细胞的生物电现象及其产生机制n n1、定义、定义 静息电位静息电位(resting potential RP)(resting potential RP)细胞安细胞安静时即未受刺激时,存在于细胞膜内外两静时即未受刺激时,存在于细胞膜内外两侧的电位差。为内负外正。侧的电位差。为内负外正。现在学习的是第10页,共62页生物电产生机制n n两个条件:两个条件:1.细胞内外离子浓度差细胞内外离子浓度差 2.细胞膜对离子的选择性通透细胞膜对离子的选择性通透n n两个力量:动力两个力量:动力浓度差、电位差浓度差、电位差 阻力阻力电位差电位差n n一个平衡:离
6、子的平衡电位一个平衡:离子的平衡电位现在学习的是第11页,共62页生物电产生机制n n两个条件:两个条件:1.细胞内外离子浓度差细胞内外离子浓度差 2.细胞膜对离子的选择性通透细胞膜对离子的选择性通透n n两个力量:动力两个力量:动力浓度差、电位差浓度差、电位差 阻力阻力电位差电位差n n一个平衡:离子的平衡电位一个平衡:离子的平衡电位现在学习的是第12页,共62页现在学习的是第13页,共62页n n 机制机制 静息膜电位值接近静息膜电位值接近K+的平衡电位。的平衡电位。K+的浓度差的浓度差K+有通透性有通透性K+外流外流负离子不通透负离子不通透 膜外高电位膜外高电位阻止阻止K+的进一步移动的
7、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,浓度差的扩散力与膜外正电场的排斥力相等时,K+的净移动为零的净移动为零K+达平衡弥散,此时的跨膜电位即静息电位达平衡弥散,此时的跨膜电位即静息电位现在学习的是第14页,共62页(小结)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。现在学习的是第15页,共62页骨骼肌细胞 -90 mV 神经纤维 -70mV-90mV
8、 红细胞 -10mV现在学习的是第16页,共62页(二)细胞的动作电位n n动作电位动作电位(action potential AP)(action potential AP)可兴奋的细胞在接受刺激产生兴奋时,受可兴奋的细胞在接受刺激产生兴奋时,受刺激处的细胞膜两侧出现一次快速而可逆的刺激处的细胞膜两侧出现一次快速而可逆的电变化。是细胞兴奋的标志。电变化。是细胞兴奋的标志。现在学习的是第17页,共62页 动作电位的图形动作电位的图形现在学习的是第18页,共62页上升支上升支下降支下降支正后电位正后电位膜对膜对NaNa+通透性增加通透性增加NaNa+内流、膜去极化内流、膜去极化膜去极化达膜去极化
9、达阈电位阈电位水平水平钠迅速内流,超射达钠迅速内流,超射达NaNa+平衡电位平衡电位 K+外流、复极化至静息电位水平外流、复极化至静息电位水平快快NaNa+通道失活、通道失活、K+通透性增加通透性增加NaNa+-K+泵活动、恢复离子分布泵活动、恢复离子分布阈刺激阈刺激现在学习的是第19页,共62页动作电位产生的机制现在学习的是第20页,共62页(小结)动作电位产生的机制n n去极相:膜外去极相:膜外Na+浓度高于膜内,安静时膜内电位浓度高于膜内,安静时膜内电位低于膜外。刺激低于膜外。刺激NaNa+通道少量开放,少量通道少量开放,少量NaNa+内流阈电位 NaNa+通道大量开放,NaNa+迅速内
10、流,迅速内流,膜内电位升高,达膜内电位升高,达NaNa+的平衡电位。的平衡电位。n n复极相:Na+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+泵将泵将NaNa+、k k+分布复原,保持细胞的兴奋性。现在学习的是第21页,共62页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+外流外流钠泵活动钠泵活动平衡电
11、位平衡电位EKENaEK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、可扩布的电位变化现在学习的是第22页,共62页 相关的概念相关的概念:n n膜的极化膜的极化膜的极化膜的极化(polarizationpolarization)细胞这种内负外正细胞这种内负外正的状态。的状态。n n去极化去极化去极化去极化(depolarizationdepolarization)又称除极化,是指膜又称除
12、极化,是指膜又称除极化,是指膜又称除极化,是指膜内电位向负值减小的方向变化内电位向负值减小的方向变化内电位向负值减小的方向变化内电位向负值减小的方向变化。n n复复极极化化(repolarization)细细细细胞胞胞胞先先先先发发发发生生生生去去去去极极极极化化化化,然后再向正常安静时膜所处的负值恢复,称为复极化。然后再向正常安静时膜所处的负值恢复,称为复极化。然后再向正常安静时膜所处的负值恢复,称为复极化。然后再向正常安静时膜所处的负值恢复,称为复极化。n n超超超超极极极极化化化化(hyperpolarization)膜膜膜膜内内内内外外外外电电电电位位位位差差差差向负值增大的方向变化。
13、向负值增大的方向变化。向负值增大的方向变化。向负值增大的方向变化。现在学习的是第23页,共62页动作电位的特征n n具有具有“全或无全或无”的现象的现象n n“全全”:同一细胞上的:同一细胞上的APAP幅度相同幅度相同 传导过程中各处传导过程中各处APAP幅度相同幅度相同n n“无无”:达不到阈值不产生动作电位。:达不到阈值不产生动作电位。现在学习的是第24页,共62页组织兴奋及其恢复过程中组织兴奋及其恢复过程中兴奋性的变化兴奋性的变化分分 期期 兴奋性兴奋性 反反 应应 机制机制绝对不应期绝对不应期 零零 对任何刺激不起反应对任何刺激不起反应 钠通道失活钠通道失活相对不应期相对不应期 低于低
14、于 对阈上刺激起反应对阈上刺激起反应 钠通道部分恢复钠通道部分恢复超超 常常 期期 稍高稍高 对阈下刺激可起反应对阈下刺激可起反应 钠通道大部恢复钠通道大部恢复低低 常常 期期 稍低稍低 对阈上刺激起反应对阈上刺激起反应 膜内电位呈超极化膜内电位呈超极化现在学习的是第25页,共62页组织兴奋后兴奋性的变化100%兴兴奋奋性性绝绝对对不不应应期期相相对对不不应应期期超超常常期期低低常常期期锋电位锋电位负后电位负后电位正后电位正后电位现在学习的是第26页,共62页(三)细胞的局部兴奋(local excitation)现在学习的是第27页,共62页1.阈电位阈电位阈电位阈电位(threshold
15、membrane potential)threshold membrane potential)膜去极化到达爆发动作电位的临界膜去极化到达爆发动作电位的临界膜电位。膜电位。阈电位的特性:阈电位的特性:引起膜上引起膜上NaNa+通道的激活对膜去极化通道的激活对膜去极化的正反馈。的正反馈。引起锋电位的条件:引起锋电位的条件:膜去极化达到阈电位。膜去极化达到阈电位。现在学习的是第28页,共62页2.局部兴奋局部兴奋(local excitation)局部兴奋(局部反应)局部兴奋(局部反应):阈下刺激引起膜上阈下刺激引起膜上Na+通道通道少量开放,在受刺激膜的局部出现少量开放,在受刺激膜的局部出现较小
16、的去极化。较小的去极化。现在学习的是第29页,共62页现在学习的是第30页,共62页局部兴奋的特征:局部兴奋的特征:1、电紧张性扩布、电紧张性扩布 2、无、无 “全或无全或无”现象现象 3、可以叠加或总和、可以叠加或总和电紧张电位由于外加电流的作用,引起细胞膜电位发生的变化(超极化或去极化).特点:被动反应,局限,分级性电紧张性扩布:随扩布距离的增加而减小.Electrotonic Propagation 现在学习的是第31页,共62页二、兴奋在同一个细胞上的传导二、兴奋在同一个细胞上的传导n n传导机制现在学习的是第32页,共62页n n无髓鞘无髓鞘无髓鞘无髓鞘N N N N纤维的兴奋传导为
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- 第三 人体 基本 生理功能 兴奋性
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