神經肌肉一般生理學演示文稿第一頁，共七十五頁。（優選）神經肌肉一般生理學第二頁，共七十五頁。細胞膜的結構與功能細胞膜的結構細胞膜的轉運功能第三頁，共七十五頁。細胞膜的結構雙層脂質分子：磷脂70%，膽固醇低于30%，少量鞘脂類；磷脂酰肌醇分布在靠胞漿側，參與信息傳遞蛋白質：表面Pr；結合Pr（整合Pr）20-30個疏水性AA，組成一個段落，形成α螺旋糖類：特異性的標志，作為抗原決定簇、受體識別部分起到分子語言作用（核苷酸堿基序列；氨基酸序列……）第四頁，共七十五頁。細胞膜的結構通道（channel）轉運帶電離子，數量多，與細胞調控復雜而精密有關通透性（permeability）：物質通過膜的難易程度通道是否開放通道開放的程度及數量兩側物質濃度差及電位差通道能否開放：電壓/化學/機械變化控制時間功能：不是轉運代謝物，而是離子流動引起電位變化，將外來信號轉變為細胞自身信號——電變化第五頁，共七十五頁。細胞膜的結構通道（channel）化學門控通道(chemically-gatedchannel)2α、β、γ、δ；5╳4α螺旋（第二個α螺旋是通道內壁），α亞單位是受體；nAchRGluRAspRGlyRGABAAR第六頁，共七十五頁。細胞膜的結構通道（channel）電壓門控通道(voltage-gatedchannel)α、β、β2；α為4個結構域，4×6α螺旋（第四個α螺旋接受電信號，2、3為內壁）機械門控通道(mechanically-gatedchannel)細胞間通道(intercellularchannel)6個亞單位，H+、Ca2+調控第七頁，共七十五頁。細胞膜的結構載體（carrier）高度特異性飽和性競爭性抑制第八頁，共七十五頁。細胞膜的結構細胞表面受體的種類與結構離子通道型受體：多亞基組成受體/離子通道復合體配體依賴性復合體nAchR；GluR；AspR；GlyR；GABAR；5-HTR；ATPR；(α)2βγδ五聚體，其中GABAAR為αβγδε五聚體，為Cl-通道電壓依賴性復合體

4區域×6跨膜片段，其中第四個片段為電位感受器第九頁，共七十五頁。細胞膜的結構細胞表面受體的種類與結構G蛋白耦聯受體單肽鏈7個疏水區形成7個α螺旋，II區Asp與配體結合，V-VI區與G結合具有酶活性受體（酶聯受體）酪氨酸激酶受體(PTK)PDGF、EGF、胰島素、NGF統稱為生長因子型神經肽受體絲/蘇氨酸激酶受體第十頁，共七十五頁。細胞膜的結構細胞表面受體的種類與結構具有酶活性受體（酶聯受體）鳥苷酸環化酶（Guanylycyclases,GC）GC分兩類：①跨膜蛋白；②胞內可溶性酶鈉尿激肽（natriureticpeptide）受體屬跨膜性受體

na-p→R→cGmp→PkG↑→K+通道磷酸化激活，K+外流第十一頁，共七十五頁。細胞膜的結構細胞表面受體的種類與結構具有酶活性受體（酶聯受體）鳥苷酸環化酶（Guanylycyclases,GC）

NO受體屬于胞內可溶性受體：NO→GC→cGmp↑

例：舒血管物質（乙酰膽堿、緩激肽）→血管內皮細胞Ca2+內流→Ca-CaM→激活NOS→Arg-NO↑→NO穿過內皮細胞到平滑肌細胞→cGmp↑→血管平滑肌舒張內皮細胞依賴性血管舒張是Ca2+胞內信號與cGmp胞內信號共同協調作用的結果：內皮細胞中Ca2+信號起作用，產生NO，平滑肌細胞中，cGmp信號起作用第十二頁，共七十五頁。細胞膜的轉運功能被動轉運(passivetransport)單純擴散（simplediffusion）易化擴散（facilitateddiffusion）載體介導（carriermediated）載體蛋白上有結合位點→載體蛋白變構，運到另一側→低濃度側分離特點：①高度結構特異性②飽和現象③競爭性抑制第十三頁，共七十五頁。細胞膜的轉運功能易化擴散通道介導（channelmediated）轉運帶電離子，數量多，這與細胞功能調控復雜而精密有關通透性：物質通過膜的難易程度取決于通道是否開放及開放的程度及數量取決于膜兩側的濃度差或電位差通道是否開放：①電壓/化學/機械變化；②時間功能：不是轉運代謝物，而是離子流動引起電位變化，將外來信號轉變為細胞自身信號——電變化第十四頁，共七十五頁。細胞膜的轉運功能主動轉運(activetransport)

原發性主動轉運(primaryactivetransport)Na-K泵：、亞單位組成的二聚體Pr，亞單位轉運Na+、K+，分解ATP。Na+泵有2個亞基，2個亞基，亞基有與離子、哇巴因（ouabain）結合位點，有ATP酶活性；但解離亞基，Na+泵失活。3Na+與泵結合，ATP酶激活，ATP分解，泵磷酸化，泵構象變化，3Na+移出胞外，2K+與泵結合，去磷酸化。第十五頁，共七十五頁。細胞膜的轉運功能主動轉運

原發性主動轉運Na-K泵啟動與活動強度：由胞內Na+、胞外K+較多引起。運轉3Na+：2K+，泵的活動用去細胞代謝能的20-30％功能：①胞內高K+，代謝反應所必須②限制過多Na+入胞，防止胞內高滲，水透入③勢能貯備第十六頁，共七十五頁。細胞膜的轉運功能主動轉運

繼發性主動轉運(secondaryactivetransport)：聯合轉運(cotransport)轉運體（transporter）：膜中特殊蛋白質Gs與Na+轉運：Gs轉運所需的能量不直接來自ATP，而來自Na+的高勢能——小腸吸收葡萄糖、氨基酸，單胺遞質重攝取，甲狀腺細胞聚碘等均屬于此第十七頁，共七十五頁。細胞膜的轉運功能出胞與入胞或轉運大分子物質團快

出胞：囊泡與質膜融合；

入胞：接觸，質膜形成內陷

受體介導入胞：膽固醇，運鐵蛋白，VitB12運輸Pr，部分多肽類→識別→與受體結合→移到有被小窩（稍有下凹，胞漿面多種Pr，形成高電子密度）→形成吞噬泡（胞漿面的Pr消失，可能又回到胞膜內側面形成有被小窩）→吞噬泡與胞內體融合（因為胞內體內低PH，受體與結合物分離）→所運物到細胞器→胞內體膜上的受體回到細胞膜→形成膜的再循環第十八頁，共七十五頁。細胞的跨膜信號轉導細胞跨膜轉導的類型跨膜信號轉導的途徑與機制跨膜信號轉導系統相互影響細胞通訊細胞信號轉導的基本特征第十九頁，共七十五頁。細胞跨膜轉導的類型雖然跨膜信號轉導涉及多種刺激信號，在多種細胞引發多種功能變化，但轉導途徑是有限的。轉導途徑一般有兩種：根據感受和傳導過程分根據受體存在的部位分第二十頁，共七十五頁。細胞跨膜轉導的類型

根據感受和傳導過程分為

具有特異感受結構的通道Pr完成的跨膜信號轉導化學門控通道：感受化學信號，引起通道變化5-HT-R、Glu-R、Asp-R、Gly-R、GABA-Rn-AchR：（α2βγδ，每個亞單位4個α螺旋，其第二個α螺旋構成通道內壁，α亞單位是配體結合部位）Ach-α→通道Pr構象變化→通道開放→Na+內流，K+外流第二十一頁，共七十五頁。細胞跨膜轉導的類型

根據感受和傳導過程分為

具有特異感受結構的通道Pr完成的跨膜信號轉導電壓門控通道：感受電壓信號，引起通道變化亞單位有4個結構域，每個結構域有6個螺旋MP變化→第4個螺旋帶正電的精、賴氨酸產生位移→通道開放（通道內壁由第2、3個螺旋構成）→Na+流動機械門控通道：感受機械信號，引起通道變化第二十二頁，共七十五頁。細胞跨膜轉導的類型

根據感受和傳導過程分為

R-G-效應器酶組成的跨膜信號轉導酶偶聯受體（TKR、Gc）完成的跨膜信號轉導系統第二十三頁，共七十五頁。細胞跨膜轉導的類型根據受體存在的部位分為

細胞內受體介導：Gc-R，類固醇激素，甲狀腺素

細胞膜受體介導離子通道受體化學門控通道酶聯受體第二十四頁，共七十五頁。跨膜信號轉導的途徑與機制離子通道受體化學門控受體Ach-NR，GABA-R，Glu-R，Gly-R，Asp-R，5-HR-R電壓門控通道化學門控通道第二十五頁，共七十五頁。跨膜信號轉導的途徑與機制G-蛋白偶聯受體受體：單肽鏈，7個疏水區形成7個螺旋，II區與配體結合，V、VI與G結合G蛋白：是一個家族，Gs、Gi/Go、Gt、Gq、Gg等不同細胞有可能G相同，有可能不同。Gt：視桿細胞；Go：腦內肌醇磷酸信號系統；Gg：味覺細胞。基本結構：100KD，、、三個亞基，主要是，既是GTP結合點，又是GTP酶。過去認為起錨釘作用，僅對亞基功能起調節作用，現在發現也可激活胞內靶分子。除調節AC、PLC、離子通道外，還可參與激活TKR轉導系統。也能與效應器酶結合，對亞基起協調拮抗作用。有些細胞毒素可修飾亞基，改變生理特性。

第二十六頁，共七十五頁。跨膜信號轉導的途徑與機制G-蛋白偶聯受體作用形式R-G

-GDP-ACH-R-G

-GTPAC+cAMPPKATPPR-G

-GDP-ACH-第二十七頁，共七十五頁。跨膜信號轉導的途徑與機制G-蛋白偶聯受體作用形式受體與配體結合，與解離，與GTP、AC結合R-H解離，GTP水解，上結合GTP，R與G解離，G與AC解離，酶抑制霍亂桿菌產生的霍亂毒素（肽），ADP-核糖轉移酶，使胞內NAD+上的ADP核糖基結合到亞基，修飾亞基，使與GTP結合，提高了GTP酶活性，cAMP成100倍增加，大量水分入腸腔，腹瀉。第二十八頁，共七十五頁。跨膜信號轉導的途徑與機制G-蛋白偶聯受體作用途徑配體是多種多樣的，配體與受體是特異的，G蛋白也有多種，最后的效果是看影響那種效應器酶（AC，PLC），產生哪種第二信使（激活那種cAMP、IP3、DG），激活哪種PK（PKA、CaMII、PKC、PKG）第二十九頁，共七十五頁。跨膜信號轉導的途徑與機制G-蛋白偶聯受體作用途徑①cGMPH-R-G

-GTPACcAMPPKAATPCa2+Ca2+-PKPKGH-R-G

-GTPPLCIP3+DGPIP2PKCCa2+Ca2+-CaMCaM-PK②第三十頁，共七十五頁。跨膜信號轉導的途徑與機制G-蛋白偶聯受體作用途徑CaMII在哺乳動物腦神經元突觸處十分豐富，是記憶路徑形成的一部分，失去此激酶，突變小鼠表現出記憶無能。第三十一頁，共七十五頁。跨膜信號轉導的途徑與機制

酪氨酸激酶受體及膜鳥苷環化酶受體酪氨酸激酶受體（Tyrosinekinasereceptor，TKR）受體膜內側肽鏈段就有磷酸激酶活性磷酸化位點是底物Pr中酪氨酸殘基也可引起自身磷酸化，其結果又激活受體的酪氨酸激酶第三十二頁，共七十五頁。跨膜信號轉導的途徑與機制

酪氨酸酶受體及膜鳥苷環化酶受體鳥苷環化酶受體（GC-R）第二信使有：cAMP/cGMP/IP3/DG/Ca2+PK有：PKA/PKG/CaMK/PKC/Ca2+-PKGTPH-RcGMPPKG第三十三頁，共七十五頁。跨膜信號轉導的途徑與機制

原癌基因（proto-oncogen）與跨膜信號轉導與信號轉導有關的Pr（Receptor、G等）是原癌基因表達產物第二信使→PK→激活原癌基因→第三信使→目的基因原癌基因是廣泛存在于細胞基因組內的高度保守的基因，有數百種。原癌基因在細胞的正常生長、分化，作為核內信使參與細胞內信號傳遞，在生命活動中起著極為重要的作用。第三十四頁，共七十五頁。跨膜信號轉導的途徑與機制

原癌基因（proto-oncogen）與跨膜信號轉導第二信使→PK→激活原癌基因→第三信使→目的基因跨膜信號傳遞的Pr、受體、G、PK、生長因子、營養因子都是原癌基因編碼和表達的產物。各種細胞外信息要激活核內基因表達，首先激活原癌基因→表達產物（作為第三信使）→激活特定靶基因表達第三十五頁，共七十五頁。跨膜信號轉導的途徑與機制

原癌基因（proto-oncogen）與跨膜信號轉導第二信使PK激活原癌基因→第三信使→目的基因配體（第一信使）R-G-第二信使（cAMP、Ca2+）PK

細胞內反應（胞漿內瞬時反應）原癌基因（c-fos、c-jun）轉錄mRNA到胞漿翻譯成Fos、Jun、磷Pr入核作為第三信使靶基因表達，產生較長遠影響的Pr（核內長時程效應）第三十六頁，共七十五頁。跨膜信號轉導的途徑與機制

原癌基因（proto-oncogen）與跨膜信號轉導第二信使PK激活原癌基因→第三信使→目的基因由第二信使誘導的原癌基因稱為即刻早期基因(immediate-earlygenes，IEG），這類基因對外界信號物質（遞質、激素、沖動）在數分鐘內作出快速表達反應。原癌基因產物有多種功能，只有核內磷酸化了的Pr.才能發揮第三信使的作用，將短暫信號轉為長時程反應第三十七頁，共七十五頁。跨膜信號轉導系統相互影響

R-G-酶第二信使PK影響離子通道通道→Ca2+→PKG蛋白之間相互影響：Gi-直接抑制AC，Gi-?與Gs-結合阻斷Gs-第三十八頁，共七十五頁。跨膜信號轉導系統相互影響

同一信號，不同部位傳遞途徑不同Ach→N-M：離子通道受體Ach→心肌：R-G-酶Ach→M：a：以cAMP為第二信使b：以IP3、DG為第二信使第三十九頁，共七十五頁。細胞通訊（總結）細胞通訊：細胞之間的信號傳遞；跨膜信號轉導細胞跨膜信號轉導通路根據受體存在的部位分為兩類細胞內受體：GC，類固醇細胞膜受體介導離子通道受體G蛋白耦聯受體酶聯受體：PTK（receptorTyrosinekinase）GC第四十頁，共七十五頁。細胞通訊細胞之間的信號傳遞以神經-肌肉接頭為例第四十一頁，共七十五頁。細胞信號轉導的基本特征多途徑、多層次的細胞信號轉導途徑具有會聚和發散的特點各種受體識別各自配體，會聚后激活一個共同的效應酶同一配體，激活不同的效應酶，導致多樣化細胞應答細胞信號轉導即具有專一性，又有作用機制的相似性受體與配體結合專一性多配體，只有少數幾個第二信使介導，表現出相似性第四十二頁，共七十五頁。信號放大與適度調控，啟動與終止并存微量配體產生巨大效應受體數量上升/下降；磷酸化/去磷酸化，G結合GTP/GDP，信使產生/下降細胞對長時間信號刺激產生適應受體數目下降受體－配體親和力下降，受體對配體敏感性下降——受體脫敏/鈍化受體下游信號蛋白變化，通路受阻細胞信號轉導的基本特征第四十三頁，共七十五頁。各信號轉導途徑相互作用，形成網絡系統（signalnetworksystem）通道：Ca2+-CaM-PKG、第二信使、PK也可作用于通道細胞信號轉導的基本特征第四十四頁，共七十五頁。細胞的生物電現象靜息電位動作電位興奮性周期變化興奮的傳導第四十五頁，共七十五頁。靜息電位靜息電位（restingtransmembranepotential，RP）

RP的概念、記錄、表示概念：靜息狀態下（細胞在未受到外來刺激），細胞膜兩側的電位差稱靜息電位。記錄：用微電極測量電位。表示：一般將膜外電位規定為0；膜內電位小于膜外電位，為負值。哺乳動物神經纖維的RP為-70~-90mV。不同細胞或同一細胞在不同狀態下RP不同。第四十六頁，共七十五頁。靜息電位

RP產生原理[K+]o<[K+]i膜對K+選擇性通透證明Hodgkin用槍烏賊巨大神經纖維測量的與Nernst公式計算的接近改變膜內外K+濃度差，RP變化與Nernst公式相吻合……四乙胺（TEA）

第四十七頁，共七十五頁。動作電位動作電位（actionpotential，AP）

興奮的標志

AP的概念概念：在足夠大的刺激作用下，在RP的基礎上產生的一種可傳導的電位波動。也稱為神經沖動。

有關名稱、概念：極化：RP的外正內負的狀態稱極化狀態；去極化：反極化：復極化：超極化：第四十八頁，共七十五頁。動作電位

AP的記錄細胞內記錄：細胞外記錄：單相AP雙相AP第四十九頁，共七十五頁。動作電位

AP產生的條件刺激強度刺激強度（閾強度）閾刺激：閾上刺激；閾下刺激（局部電位）傳至5mm時幾乎消失電緊張電位（50％以下的閾強度）時間：時間-強度曲線強度/時間變化率第五十頁，共七十五頁。動作電位

AP特點“全或無”局部電位的特點反應具有等級性：刺激強度↑，幅度↑；傳導衰減總和（空間、時間總和）無不應期

第五十一頁，共七十五頁。動作電位

AP產生的原理

Bernstein膜學說；Hodgkin，Huxley離子學說AP的overshoot與Na+內流量有關，服從Nernst公式改變細胞內的Na+濃度，對AP的影響：[Na+]o與細胞興奮性關系極為密切，是興奮性的一個基本問題Overton，將蛙肌置于低于正常Na+10％的任氏液中，該肌失去興奮性Hodgkin，Katz用Gs、氯化膽堿代替胞外NaCl，對AP影響明顯，對RP無明顯影響Hodgkin，用軸漿灌流，K2SO4代軸漿不影響AP，用Na+代K+，AP迅速阻滯第五十二頁，共七十五頁。動作電位

AP產生的原理Hodgkin，用24Na標記，一次沖動有3.7pmol/cm2Na+凈內流，2.5pmol/cm2K+外流Hodgkin電壓鉗技術Neher和Sakmann（1975）膜片鉗技術膜內電壓(a)可調鉗制電壓(b)同時輸送到反饋放大器(c)，放大器將偏差電流輸到軸突內(d)，以此電流補償，維持MP恒定b測電流adc第五十三頁，共七十五頁。動作電位

AP產生的原理第五十四頁，共七十五頁。動作電位

AP產生的原理

總結：……閾刺激，Na+通道開放（TP水平），Na+內流到ENa+水平，內流是再生性的AP產生：Na+內流，也有K+外流，到后期K+外流加大，所以AP幅度由gNa和gk共同決定；復極化由K+引起關于復極化的K+是電壓門控通道還是Ca2+、Na+激活500Na+個/m2膜內流，可產生100mvAP，一次沖動引起[Na+]i變化1/10萬，用二硝基苯酚，氰化鈉使Na-K泵失活，離子濃度可維持其產生幾萬到幾十萬次沖動第五十五頁，共七十五頁。動作電位

AP產生的原理

Bernstein膜學說RP：K+選擇性通透達到EK刺激：選擇性通透性變化，所有離子通透性都暫時增加，膜的極化狀態破壞，膜電位為零（去極化）；去極化后，隨即出現膜選擇性通透的恢復，復極化1939，H.J.Curtis，K.S.Cole在美國，A.L.Hodgkin，A.F.Huxley在英國分別發明了微電極，證明了MP由-60mv~+40mv。1949，Hodgkin根據測定的結果，對Bernstein膜學說提出修正，提出離子學說（鈉學說）第五十六頁，共七十五頁。動作電位

AP產生的原理

★幾點說明：Thresholdpotential：能引起Na+通道開放并出現再生性循環，導致Na+通道大量而迅速開放的臨界電位水平在TP以前，也有一些Na+通道開放，只是去極化程度小關于超極化：提出Na-K泵因細胞內Na+堆積過多而過渡增強，生電性Na-K泵作用引起超極化。CuytonA.C.在1996年第9版《Textbookofmedicalphysiology》中提出是由于K+通道開放增強持續時間較長，K電導高于靜息狀態所致第五十七頁，共七十五頁。興奮性周期變化絕對不應期：0.5-2ms相對不應期：3ms超常期：12ms低長期：70ms（蛙有髓神經纖維：絕對不應期2ms，產生AP次數500次/s）興奮性周期性變化與通道的狀態有關第五十八頁，共七十五頁。興奮的傳導局部電流學說相對不疲勞；絕緣性特點雙向；不衰減；第五十九頁，共七十五頁。興奮的傳導有髓神經纖維與無髓神經纖維比較不同纖維傳導速度不同肌梭傳入Nf：70120m/s（A，I）無髓痛覺Nf：1m/s（C，IV）心肌：蒲氏細胞4m/s；心室肌細胞1m/s；房室交界0.02m/s第六十頁，共七十五頁。肌肉收縮神經-肌肉接頭處興奮的傳遞肌肉的細微結構及肌絲的分子裝配肌肉收縮興奮-收縮偶聯骨骼肌收縮的外部表現和力學分析平滑肌第六十一頁，共七十五頁。神經-肌肉接頭處興奮的傳遞結構終板膜間隙（4050nm）終板膜第六十二頁，共七十五頁。神經-肌肉接頭處興奮的傳遞傳遞學說的發展1877，Reymond，神經末梢產生化學物質，與肌肉作用，引起興奮1936，Dale，受到1921年Loewi的影響刺激運動神經，Ach釋放肌小動脈灌流Ach，肌收縮有機磷農藥，新斯的明、毒扁豆堿抑制AchE箭毒、銀環蛇毒阻斷n-AchR1955，Katz，終板膜微電泳，引起EPP，抗膽堿脂酶藥物，延長EPP（endplatepotential）時間第六十三頁，共七十五頁。神經-肌肉接頭處興奮的傳遞傳遞過程

Ap—遞質—Ap特點單向易受化學因素影響第六十四頁，共七十五頁。神經-肌肉接頭處興奮的傳遞注意要點囊泡量子式釋放200~300個囊泡/AP，107Ach，產生正常的EPP(50mv)，需要250個小泡EPP是引起肌細胞膜到TP的3~4倍1：1EPP是局部電位，電緊張擴布，相鄰膜產生APAP→Ca2+→遞質釋放量2.0ms內可將Ach清除第六十五頁，共七十五頁。肌肉的細微結構及肌絲的分子裝配細微結構肌原纖維與肌小節肌小節長度變化范圍1.53.5m，粗肌絲1.5m，M線兩側各0.1m處無橫橋，細肌絲1.02m肌管系統在Z線處形成橫管，肌漿網在橫管處形成終末池第六十六頁，共七十五頁。肌肉的細微結構及肌絲的分子裝配肌絲分子裝配粗肌絲200300個分子Myosin，頭既能結合ATP，又有ATP酶的作用，14.3nm伸出一對，42.9nm重復伸出第六十七頁，共七十五頁。肌肉的細微結構及肌絲的分子裝配肌絲分子裝配細肌絲actintropomyosinTn