1、生理學人體的基本生理功能第一部分 細胞的跨膜物質轉運功能第二部分 細胞的跨膜信號轉導功能第三部分 細胞的生物電現象及其產生機制第四部分 神經肌肉接頭處興奮的傳遞 第五部分 骨骼肌的收縮 第六部分 生理功能的調節與整合 第一部分 細胞的跨膜物質轉運功能一、膜的化學組成和分子結構(一)脂質雙分子層 以液態的脂質雙分子層為基架，具有穩定性和流動性。(二)細胞膜蛋白質 鑲嵌或貫穿于脂質雙分子層中，生物膜具有的各種功能大多與其有關。有些作為抗原決定族=免疫信息(血型)； (三)細胞膜糖類多為短糖鏈，以共價鍵的形式與膜脂質或蛋白質結合，形成糖脂或糖蛋白。有些作為膜受體的“可識別”部分，能特異地與激素遞質等

2、結合。二、細胞膜的跨膜物質轉運功能被動轉運主動轉運指物質順電位或化學梯度的轉運過程。指物質逆濃度梯度或電位梯度的轉運過程。(一)被動轉運1.單純擴散(simple diffusion) CO2i CO2oO2o O2i（1）經通道的易化擴散轉運的物質:各種帶電離子K+i K+oNa+o Na+i（2）經載體的易化擴散轉運的物質：葡萄糖(GL)、氨基酸(AA)等小分子親水物質通道轉運與鈉-鉀泵轉運模式圖分泌物排出融合處出現裂口囊泡向質膜內側移動膜性結構包被=分泌囊泡高爾基復合體粗面內質網合成蛋白性分泌物出胞：囊泡膜與質膜的某點接觸并融合囊泡的膜成為細胞膜的組成部分細胞膜上的受體對物質的“辨認”發

3、生特異性結合=復合物復合物向膜表面的“有被小窩”移動“有被小窩”處的膜凹陷凹陷膜與細胞膜斷離=吞食泡吞食泡與胞內體的膜性結構相融合入胞:一、離子通道介導的信號轉導離子通道大體有：化學、電壓、機械性門控通道如：化學性胞外信號(ACh)ACh + 受體=復合體終板膜變構=離子通道開放Na+內流終板膜電位骨骼肌收縮電壓門控通道通道結構與化學門控通道類似,但這類通道的開放是由膜電位控制.電壓門控通道廣泛存在于很多細胞(神經細胞和肌細胞)機械門控通道存在于機械刺激敏感的細胞,由于機械刺激引起膜的局部變形或牽引直接激活膜上的機械門控通道(如內耳毛細胞受外力作用發生彎曲). 恩格斯在100多年前就指出：“地

4、球上幾乎沒有一種變化發生而不同時顯示出電的變化”。人體及生物體活細胞在安靜和活動時都存在電活動，這種電活動稱為生物電現象（bioelectricity）。細胞生物電現象是普遍存在的，臨床上廣泛應用的心電圖、腦電圖、肌電圖及視網膜電圖等就是這些不同器官和組織活動時生物電變化的表現。第三部分 細胞的生物電現象及其產生機制一、細胞的生物電現象靜息電位：細胞處于相對安靜狀態時，細胞膜內外存在的恒定電位差。動作電位：細胞活動時，細胞膜內外存在的變化的電位波動。 2.RP實驗現象：（一）靜息電位(resting potential RP) 1.概 念 ：細胞處于相對安靜狀態時，細胞膜內外存在的電位差。 2

5、.實驗現象： 3.證明RP的實驗：（甲）當A、B電極都位于細胞膜外，無電位改變，證明膜外無電位差。（乙）當A電極位于細胞膜外， B電極插入膜內時，有電位改變，證明膜內、外間有電位差。（丙）當A、B電極都位于細胞膜內，無電位改變，證明膜內無電位差。 4.與RP相關的概念： 靜息電位:細胞處于相對安靜狀態時，細胞膜內外存在的電位差。 膜電位:因電位差存在于膜的兩側所以又稱為膜電位（membrane potential）。 習慣叫法:因膜內電位低于膜外，習慣上RP指的是膜內負電位。 RP值:哺乳動物的神經、骨骼肌和心肌細胞為-70-90mV，紅細胞約為-10mV左右。 RP值描述: RP膜內負電位(

6、-70-90mV)=超極化 RP膜內負電位(-70-50mV)=去極化（二）動作電位(action potential AP) 1.概 念：可興奮細胞受到刺激，細胞膜在靜息電位基礎上發生一次短暫的、可逆的,并可向周圍擴布的電位波動稱為動作電位。2.AP實驗現象：4.動作電位的特征： 是非衰減式傳導的電位。 具有“全或無”的現象：“全”即同一細胞上的AP大小不隨刺激強度和傳導距離而改變的現象。 “無”就是如果刺激強度達不到閾值,就無動作電位產生5.動作電位的意義： AP的產生是細胞興奮的標志。 二、生物電現象的產生機制（一）化學現象 要在膜兩側形成電位差，必須具備兩個條件：膜兩側的離子分布不均，

7、存在濃度差； 對離子有選擇性通透的膜。 膜兩側K+差是促使K+擴散的動力，但隨著K+的不斷擴散，膜兩側不斷加大的電位差是K+繼續擴散的阻力，當動力和阻力達到動態平衡時，K+的凈擴散通量為零膜兩側的平衡電位。通透膜選擇性通透膜(2)靜息狀態下細胞膜對離子的通透性具有選擇性 通透性：K+ Cl- Na+ A- 靜息狀態下細胞膜內外主要離子分布 及膜對離子通透性2.RP產生機制的膜學說: 靜息狀態下細胞膜內外離子分布不均；細胞膜對離子的通透具有選擇性:K+Cl-Na+A-Ki順濃度差向膜外擴散A-i不能向膜外擴散K+i、A-i膜內電位(負電場) K+o膜內電位(正電場)膜外為正、膜內為負的極化狀態當

8、擴散動力與阻力達到動態平衡時=RP結論:RP的產生主要是K向膜外擴散的結果。 RP=K+的平衡電位1.AP產生的基本條件:膜內外存在Na+差:Na+iNa+O 110；膜在受到閾刺激而興奮時，對離子的通透性增加： 即電壓門控性Na+、K+通道激活而開放。（三）動作電位的產生機制2.AP的產生機制:AP上升支AP下降支當細胞受到刺激細胞膜上少量Na+通道激活而開放Na+順濃度差少量內流膜內外電位差局部電位當膜內電位變化到閾電位時Na通道大量開放Na+順電化學差和膜內負電位的吸引再生式內流 Na+i、K+O激活Na+K+泵2.AP的產生機制:膜內負電位減小到零并變為正電位（AP上升支）Na+通道關

9、Na+內流停+同時K+通道激活而開放K順濃度差和膜內正電位的吸引K迅速外流膜內電位迅速下降，恢復到RP水平（AP下降支）Na+泵出、K+泵回，離子恢復到興奮前水平后電位結論：AP的上升支由Na內流形成，下降支是K外流形成的，后電位是NaK泵活動引起的。 AP的產生是不消耗能量的，AP的恢復是消耗能量的（NaK泵的活動）。 AP=Na的平衡電位。證明：Nernst公式的計算 AP達到的超射值（正電位值）相當于計算所得的ENa值。 應用Na通道特異性阻斷劑河豚毒后，內向電流全部消失（AP消失）。幾點說明： 1.刺激：在細胞膜內施加負相電流（或膜外施加正相電流）刺激時，會引起超極化，不會引發AP；相

10、反，會引起去極化，引發AP； 刺激分：閾刺激、閾上刺激、閾下刺激，前二者能使膜電位去極化達到閾電位引發AP；后者只能引起低于閾電位的去極化（即局部電位）不會引發AP。 2.閾電位：是激活電壓門控性Na+通道的臨界值。即閾電位先引發一定數量的Na+通道開放，Na+迅速大量內流后，再引發更多數量的Na+通道開放，爆發AP。 因此，當膜電位達到閾電位后，導致Na+通道開放與Na+內流之間出現再生性循環。三、細胞興奮后興奮性的變化（一)有關概念 興奮性：活組織或細胞對外界刺激發生反應的能力；或活組織或細胞對外界刺激產生AP的能力。 興奮：組織受刺激后由靜息活動或由活動弱強的過程。 抑制：組織受刺激后由

11、活動靜息或由活動強弱的過程。 刺激：能引起細胞或組織發生反應的所有內、外環境的變化。 反應：可興奮性組織對刺激的應答表現。（二) 細胞興奮后興奮性的變化 絕對不應期：無論多強的刺激也不能再次興奮的期間。 相對不應期：大于原先的刺激強度才能再次興奮期間。 超常期：小于原先的刺激強度便能再次興奮的期間。 低常期：大于原先的刺激強度才能再次興奮的期間。 組織興奮后興奮性變化的對應關系 分 期 興奮性 與AP對應關系 機 制絕對不應期 降至零 鋒電位 鈉通道失活相對不應期 漸恢復 負后電位前期 鈉通道部分恢復超常期 正常 負后電位后期 鈉通道大部恢復低常期 正常 正后電位 膜內電位呈超極化 四、局部興

12、奮概念： 閾下刺激引起的低于閾電位的去極化（即局部電位），稱局部反應或局部興奮。特點： 不具有“全或無”現象。其幅值可隨刺激強度的增加而增大。 電緊張方式擴布。其幅值隨著傳播距離的增加而減小。 具有總和效應：時間性和空間性總和。 時間性總和空間性總和五、興奮在同一細胞上的傳導（一）傳導機制：局部電流靜息部位膜內為負電位，膜外為正電位興奮部位膜內為正電位，膜外為負電位在興奮部位和靜息部位之間存在著電位差膜外的正電荷由靜息部位向興奮部位移動膜內的負電荷由興奮部位向靜息部位移動形成局部電流膜內：興奮部位相鄰的靜息部位的電位上升膜外：興奮部位相鄰的靜息部位的電位下降去極化達到閾電位，觸發鄰近靜息部位膜

13、爆發新的AP局部電流：（二）傳導方式：無髓鞘N纖維的興奮傳導為近距離局部電流；有髓鞘N纖維的興奮傳導為遠距離局部電流(跳躍式)。（三）傳導特點 1、生理完整性 2、雙向性 3、相對不疲勞性 4、絕緣性 5、不衰減性或“全或無”現象 復習思考題 1.靜息電位產生的原理是什么？如何證明？ 2.動作電位是怎么發生的？如何證明動作電位是鈉的平衡電位？ 3.發生興奮過程中，如何證明有興奮性的變化？為什么會發生這些變化？ 4.興奮是如何傳導的？影響傳導速度的因素有哪些？ 5.試比較局部電位和動作電位的區別。 6.刺激引起神經興奮的內因和外因是什么？ 7.絕對不應期是否指潛伏期？潛伏期是否等于引起興奮所需的

14、最短刺激作用時間？ 8.神經干上某點發生興奮后，除向前傳導外，能否逆傳？為什么？ 9.試比較改變刺激強度，單一神經纖維與神經干的動作電位變化？為什么？ 10.血K+濃度對興奮性、RP和AP有何影響？11、以下關于細胞膜離子通道的敘述,正確的是( )A.在靜息狀態下,Na、K離子通道都處于關閉狀態B.細胞受刺激剛開始去極化時,鈉離子通道就大量開放C.在動作電位去極相,鉀離子通道也被激活,但出現較慢D.鈉離子通道關閉,出現動作電位的復極相E.鈉、鉀離子通道被稱為化學依從性通道12、刺激閾指的是( )A.刺激強度不變,引起組織興奮的最適作用時間B.刺激時間不變,引起組織發生興奮的最小刺激強度C.用最

15、小刺激強度,剛剛引起組織興奮的最短作用時間D.刺激時間不限,能引起組織興奮的最適刺激強度E.刺激時間不限,能引起組織最大興奮的最小刺激強度CB 第四部分 NM(神經肌肉)接頭處的興奮傳遞1、N-M接頭的結構 接頭前膜：囊泡內含 ACh,并以囊泡為單位釋放ACh（稱量子釋放）。 接頭間隙：約50-60nm。 接頭后膜：又稱終板膜。存在ACh受體（N2受體），能與ACh發生特異性結合。無電壓性門控性鈉通道。接頭間隙2.N-M接頭處的興奮傳遞過程當神經沖動傳到軸突末膜Ca2通道開放，膜外Ca2向膜內流動接頭前膜內囊泡移動、融合、破裂，囊泡中的ACh釋放(量子釋放)ACh與終板膜上的N2受體結合，受體

16、蛋白分子構型改變終板膜對Na、K (尤其是Na)通透性終板膜去極化終板電位（EPP）EPP電緊張性擴布至肌膜去極化達到閾電位爆發肌細胞膜動作電位N-M接頭處的興奮傳遞過程膜Ca2通道開放，膜外Ca2向膜內流動接頭前膜內囊泡移動、融合、破裂，囊泡中的ACh釋放(量子釋放)ACh與終板膜上的N2受體結合，受體蛋白分子構型改變終板膜對Na、K (尤其是Na)通透性 3.N-M接頭處的興奮傳遞特征: （1）是電-化學-電的過程：N末梢APACh受體EPP肌膜AP （2）具1對1的關系： 接頭前膜傳來一個AP，便能引起肌細胞興奮和收縮一次（因每次ACh釋放的量，產生的EPP是引起肌膜AP所需閾值的3-4

17、倍）。 神經末梢的一次AP只能引起一次肌細胞興奮和收縮（因終板膜上含有豐富的膽堿酯酶，能迅速水解ACh）。 4.影響N-M接頭處興奮傳遞的因素： （1）阻斷ACh受體：箭毒和銀環蛇毒，肌松劑（馳肌碘）。 （2）抑制膽堿酯酶活性：有機磷農藥，新斯的明。 （3）自身免疫性疾病：重癥肌無力（抗體破壞ACh受體），肌無力綜合癥（抗體破壞N末梢Ca2+通道）。 （4）接頭前膜Ach釋放：肉毒桿菌中毒。 5.EPP的特征：無“全或無”現象；無不應期；有總和現象；EPP的大小與Ach釋放量呈正相關。 第五部分 骨骼肌細胞的收縮一 肌絲的分子組成及其特性2.肌小節: 是肌細胞收縮的基本結構和功能單位。 =1/

18、2明帶暗帶1/2明帶 = 2條Z線間的區域1.肌管系統： 橫管系統：T管（肌膜內凹而成。肌膜AP沿T管傳導）。 縱管系統：L管（也稱肌漿網。肌節兩端的L管稱終池，富含Ca2+)。 三聯管：T管+終池23.肌原纖維： 粗肌絲: 由肌球或稱肌凝蛋白組成，其頭部有一膨大部橫橋:能與細肌絲上的結合位點發生可逆性結合;具有ATP酶的作用,與結合位點結合后,分解ATP提供橫橋扭動（肌絲滑行）和作功的能量。 細肌絲:肌動蛋白：表面有與橫橋結合的位點，靜息時被原肌球蛋白掩蓋；原肌球蛋白：靜息時掩蓋橫橋結合位點；肌鈣蛋白：與Ca2+結合變構后,使原肌球蛋白位移，暴露出結合位點。 1.興奮-收縮耦聯 2.肌絲滑行

19、二 骨骼肌收縮機制1.興奮-收縮耦聯 三個主要步驟： 肌膜電興奮的傳導:指肌膜產生AP后,AP由橫管系統迅速傳向肌細胞深處，到達三聯管和肌節附近。 三聯管處的信息傳遞：（尚不很清楚） 肌漿網（縱管系統）中Ca2+的釋放:指終池膜上的鈣通道開放，終池內的Ca2+ 順濃度梯度進入肌漿，觸發肌絲滑行，肌細胞收縮。 Ca2+是興奮-收縮耦聯的耦聯物按任意鍵飛入橫橋擺動動畫肌節縮短=肌細胞收縮牽拉細肌絲朝肌節中央滑行橫橋擺動橫橋與結合位點結合，分解ATP釋放能量原肌球蛋白位移，暴露細肌絲上的結合位點Ca2+與肌鈣蛋白結合肌鈣蛋白的構型終池膜上的鈣通道開放終池內的Ca2+進入肌漿2.肌絲滑行運動神經沖動傳

20、至末梢N末梢對Ca2+通透性增加 Ca2+內流入N末梢內接頭前膜內囊泡向前膜移動、融合、破裂ACh釋放入接頭間隙 ACh與終板膜受體結合受體構型改變終板膜對Na+、K+(尤其Na+)的通透性增加產生終板電位(EPP)EPP引起肌膜AP肌膜AP沿橫管膜傳至三聯管終池膜上的鈣通道開放終池內Ca2+進入肌漿Ca2+與肌鈣蛋白結合 引起肌鈣蛋白的構型改變原肌凝蛋白發生位移暴露出細肌絲上與橫橋結合位點橫橋與結合位點結合激活ATP酶作用,分解ATP橫橋擺動牽拉細肌絲朝肌節中央滑行肌節縮短=肌細胞收縮小結：骨骼肌收縮全過程1.興奮傳遞 2.興奮-收縮（肌絲滑行）耦聯 肌絲滑行幾點說明: 1.肌細胞收縮時肌原

21、纖維的縮短,并不是肌絲本身縮短,而是細肌絲向肌節中央(粗肌絲內)滑行。因相鄰Z線靠近,即肌節縮短；暗帶長度不變,即粗肌絲長度不變；從Z線到H帶邊緣的距離不變,即細肌絲長度不變; 明帶和H帶變窄。 2.橫橋的循環擺動，細肌絲向肌節中央(粗肌絲內)滑行，滑行中由于肌肉的負荷而受阻，便產生張力。 3.橫橋的循環擺動在肌肉中是非同步地，從而肌肉產生恒定的張力和連續的縮短。 4.橫橋循環擺動的參入數目及擺動速率，是決定肌肉縮短程度、速度和肌張力的關鍵因素。 三 骨骼肌舒張機制興奮-收縮耦聯后肌膜電位復極化終池膜對Ca2+通透性肌漿網膜Ca2+泵激活肌漿網膜Ca2+Ca2+與肌鈣蛋白解離原肌凝蛋白復蓋的橫

22、橋結合位點骨骼肌舒張四、骨骼肌收縮的形式(一)收縮形式 1.單收縮與復合收縮: 單收縮：肌肉受到一次刺激，引起一次收縮和舒張的過程。 復合收縮:肌肉受到連續刺激，前一次收縮和舒張尚未結束， 新的收縮在此基礎上出現的過程。 不完全強直收縮:當新刺激落在前一次收縮的舒張期,所出現的強而持久的收縮過程稱之。 完全強直收縮: 當新刺激落在前一次收縮的縮短期,所出現的強而持久的收縮過程稱之。 機制:強直收縮是各次單收縮的機械疊加現象( 并非動作電位的疊加，動作電位始終是分離的)，所以,強直收縮的收縮幅度和收縮力比單收縮大。 2.等長收縮與等張收縮 等長收縮:肌肉收縮時,只有張力增加而長度不變的收縮,稱為等長收縮。 等張收縮:肌肉收縮時,只有長度縮短而張力不變的收縮,稱為等張收縮。 注：等長收縮和等張收縮與肌肉收縮時所遇到的負荷大小有關: 當負荷小于肌張力時,出現等張收縮； 當負荷等于或大于肌張力時,出現等長收縮； 正常人體骨骼肌的收縮大多是混合式的,而且總是等長收縮在前,當肌張力增加到超過后負荷時,才出現等張收縮。復習思考題 1.為何將神經肌肉接頭ACh的釋放成為量子釋放？有何實驗證據？ 2.為何終板電位無超射現象？ 3.試述神經肌肉接頭傳遞的過程及其特點。 4.何謂肌小節？肌小節中有哪些成分？ 5.何謂興奮-收縮偶聯？其結構基礎是什么？Ca2+起何作用？幾種收縮