2神经-肌肉一般生理学-08-3-6

null(二) 生理活动的调节 —— 稳态的维持 (二) 生理活动的调节 —— 稳态的维持 Neuro-endocrine-immuno modulation, NEIM 免疫系统具有极其精细的调节，以往认为不受神经调节。近10余年研究（放射自显影、放射受体分析法）证明： 免疫细胞上有递质和激素受体 a.类固醇激素受体；b.儿茶酚胺受体；c.组胺受体； d. 阿片肽受体；e.肽受体（VIP、TRH、GH、PRL、LH、FSH、SOM、SP、胰岛素、胰高血糖素） 如：① CRF→ACTH→糖皮质素→应激反应、免疫抑制； ② GH促进免疫细胞分化，加强其功能； ③ β-EP、M-Enk加强NK细胞产生细胞毒 ④ 交感神经—NA—α-R抑制免疫，副交感神经—Ach 加强免疫(二) 生理活动的调节 —— 稳态的维持 (二) 生理活动的调节 —— 稳态的维持 免疫系统调节神经内分泌 ﹡免疫细胞可产生ACTH、γ-EP、TSH、Enk样物质，目前发现有十几种，病毒感染、毒素刺激时产生。一是调节免疫系统，二是调节其他器官。 ﹡免疫细胞产生的淋巴因子调节神经内分泌。 如，① IL-1刺激下丘脑前部升高体温，神经细胞发育修复； ② IL-2具有CRF作用，免疫细胞→IL-2→糖皮质激素→免疫抑制； ③ 干扰素（INF）具有ACTH、β-EP、TSH、MSH样作用。(二) 生理活动的调节 —— 稳态的维持 (二) 生理活动的调节 —— 稳态的维持 神经、内分泌、免疫系统相互调节，共同维持稳态。 病毒、肿瘤、异体蛋白质等刺激，神经系统无法感受，而免疫系统对此十分敏感，通过释放各种免疫调节物及激素引起免疫系统对此作出反应，也调动神经、内分泌及全身各器官作出反应。因此，免疫系统不只是防御系统，还是感受和调节系统，感受神经不能感受的刺激，对全身各系统进行调节。 (二) 生理活动的调节 —— 稳态的维持 (二) 生理活动的调节 —— 稳态的维持 稳态是贯穿于生命科学的、具有普遍意义的一个基本概念，它揭示了生命活动的一个重要规律。稳态及其维持是生命活动所必须的，稳态并不意味着没有变化，因为稳态是调节机制的作用所向，可随时间的推移而变动。然而通过这种变化却仍保持在某种密的控制之下。全身各器官活动均参与了稳态的维持，神经、内分泌、免疫系统起着主导性作用。稳态维持的机制主要是负反馈。 (三) 生命活动的调节及其意义(三) 生命活动的调节及其意义正常的生命活动需要稳态，稳态的维持离不开调节 生命活动的核心是调节 调节的途径是多种多样的，但调节的靶标是细胞和基因，调节的实质是蛋白质和酶的量及其活性变化(四) 生理功能的调节控制 (四) 生理功能的调节控制 非自动控制系统 开环系统：控制部分不受受控部分的影响，刺激 决定反应，而反应不能改变控制部分活动。 反馈控制系统 前馈控制系统 监测装置 检测 工程第三方检测合同工程防雷检测合同植筋拉拔检测方案传感器技术课后答案检测机构通用要求培训 到干扰信息后发出前馈，作用于控 制系统，无反馈。 脑发出运动指令→肌收缩，前馈机制作用于脑， 影响、制约、调整脑，如大脑-小脑环路。总 结总 结生理学的全部内容包含了三个重要概念： function；regulation； homeostasis 生理学永恒的主题： excitability 生理学研究及生理活动遵循的基本原则： homeostasis←→excitation 生理学的观点: 生命活动的核心–- regulation 正常生命活动的基础与体现---homeostasis 总 结总 结生理学研究与学习的科学思想: system , integration and plasticity 生命活动的本质就是构成生命体的分子相互作用的过程 分子相互作用是高度有序的 量的变化、活性的变化、作用的次序高度有序依赖于严密的调节 分子生物学 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 用于生理科学研究对于 认识生命活动的本质与规律是十分重要的 总 结总 结如何学习生理学？ 生理学是从功能层面认识生命活动的规律,重构生命科学的知识体系.因此，内容十分繁杂，范围、深度很大，包含了生命科学的全部。学习生理学应有系统的科学思想,严密的逻辑思维;应做到两个准确、两个灵活：即准确把握知识的框架体系，准确掌握基本概念；灵活运用基本概念、基本理论深入思考主要问题，灵活理解、思考主题内容（每章、节、单元均有主题内容），重组自己的知识体系。 总 结总 结全部内容按系统分章节，各章节有联系，先做到章节内知识体系的联系，后做到章节间的联系。 按知识模块分： ① 生理学的一般问题 ② 生命活动的调控：神经、内分泌 ③ 生物体的新陈代谢 ④ 生殖与生长发育细胞生理细胞生理生理学 第二章 内容提要内容提要以神经、骨骼肌细胞为例，按坐骨神经-腓肠肌标本来思考图：坐骨神经-腓肠肌标本肌肉收缩的原理和力学 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 现兴奋的传导和传递电信号的产生兴奋收缩偶联 细胞膜的结构与功能结构（转运功能，受体功能，信号转导） RP、AP内容提要内容提要细胞膜的结构与功能 结构；转运功能；受体功能；信号转导； 细胞电信号：resting potential；action potential 兴奋的传导 兴奋的传递 兴奋-收缩偶联 肌肉收缩原理 肌肉收缩的力学表现 在细胞水平认识生理学普遍现象与规律神经肌肉一般生理学神经肌肉一般生理学§1 细胞膜的结构与功能 §2 细胞的生物电现象 §3 细胞间的信息传递 §4 跨膜信号转导 §4 肌肉收缩第一节 细胞膜的结构与功能第一节 细胞膜的结构与功能生命科学学院动物生理教研室第一节 细胞膜的结构与功能第一节 细胞膜的结构与功能细胞膜的结构 细胞膜的转运功能一. 细胞膜的结构一. 细胞膜的结构双层脂质分子：磷脂70%，胆固醇低于30%，少量鞘脂类；磷脂酰肌醇分布在靠胞浆侧，参与信息传递 蛋白质：表面Pr；结合Pr（整合Pr）20-30个疏水性AA，组成一个段落，形成α螺旋 糖类：特异性的标志，作为抗原决定簇、受体识别部分起到分子语言作用（核苷酸碱基序列；氨基酸序列……）一. 细胞膜的结构一. 细胞膜的结构1. 通道（channel） 转运带电离子，数量多，与细胞调控复杂而精密有关 通透性（permeability）：物质通过膜的难易程度 通道是否开放 通道开放的程度及数量 两侧物质浓度差及电位差 通道能否开放： 电压/化学/机械变化控制 时间 功能： 不是转运代谢物，而是离子流动引起电位变化，将外来信号转变为细胞自身信号——电变化一. 细胞膜的结构一. 细胞膜的结构1. 通道（channel） 1）化学门控通道(chemically-gated channel) 2α、β、γ、δ；5 ╳ 4α螺旋（第二个α螺旋是通道内壁），α亚单位是受体；nAch R Glu R Asp R Gly R GABA AR一. 细胞膜的结构一. 细胞膜的结构1. 通道（channel） 2）电压门控通道 (voltage-gated channel) α、β、β2；α为4个结构域，4×6α螺旋（第四个α螺旋接受电信号，2、3为内壁）图：K电位门控通道一. 细胞膜的结构一. 细胞膜的结构1. 通道（channel） 3）机械门控通道(mechanically -gated channel) 内耳毛细胞 4）细胞间通道(intercellular channel) 6个亚单位，H+、Ca2+ 调控 一. 细胞膜的结构一. 细胞膜的结构 2. 载体（carrier） 高度特异性 饱和性 竞争性抑制 3. 泵 （pump) 膜上的载体蛋白，具有ATP酶的活性，能分解ATP提供能量一. 细胞膜的结构一. 细胞膜的结构4. 细胞表面受体的种类与结构 1）离子通道型受体：多亚基组成受体/离子通道复合体 nAch R；Glu R；Asp R；Gly R；GABA R；5-HT R；ATP R； (α)2βγδ五聚体，其中GABA AR为αβγδε五聚体，为Cl-通道 图：乙酰胆碱N型受体一. 细胞膜的结构一. 细胞膜的结构4. 细胞表面受体的种类与结构 2）G蛋白耦联受体 单肽链7个疏水区形成7个α螺旋，II区Asp与配体结合，V-VI区与G结合 3）具有酶活性受体（酶联受体） 酪氨酸激酶受体 (PTK) PDGF、EGF、胰岛素、NGF统称为生长因子型神经肽受体 丝/苏氨酸激酶受体 鸟苷酸环化酶（Guanyly cyclases, GC） 受体null鸟苷酸环化酶（GC）分两类：① 跨膜蛋白；② 胞内可溶性酶 钠尿激肽（natriuretic peptide）受体属跨膜性受体 na-p→R→cGmp→PkG↑→K+通道磷酸化激活，K+外流 NO受体属于胞内可溶性受体：NO→GC→cGmp↑ 例：舒血管物质（乙酰胆碱、缓激肽）→血管内皮细胞 Ca2+内流→Ca-CaM→激活NOS→Arg-NO↑→NO穿过内皮细胞到平滑肌细胞→cGmp↑→血管平滑肌舒张 二. 细胞膜的转运功能 二. 细胞膜的转运功能 1. 被动转运(passive transport) 单纯扩散（simple diffusion） 易化扩散（facilitated diffusion） 载体介导（carrier mediated） 载体蛋白上有结合位点→载体蛋白变构，运到另一侧→低浓度侧分离 特点：① 高度结构特异性 ② 饱和现象 ③ 竞争性抑制二. 细胞膜的转运功能 二. 细胞膜的转运功能 易化扩散 通道介导（channel mediated） 转运带电离子，数量多，这与细胞功能调控复杂而精密有关 通透性：物质通过膜的难易程度 取决于通道是否开放及开放的程度及数量 取决于膜两侧的浓度差或电位差 通道是否开放： ①电压/化学/机械变化； ②时间 功能：不是转运代谢物，而是离子流动引起电位变化，将外来信号转变为细胞自身信号——电变化null二. 细胞膜的转运功能 二. 细胞膜的转运功能 2. 主动转运(active transport) 1) 原发性主动转运(primary active transport) Na-K泵：、亚单位组成的二聚体Pr，亚单位转运Na+、K+，分解ATP。 Na+泵有2个亚基，2个亚基，亚基有与离子、哇巴因（ouabain）结合位点，有ATP酶活性；但解离亚基，Na+泵失活。 3Na+与泵结合，ATP酶激活，ATP分解，泵磷酸化，泵构象变化，3Na+移出胞外,2K+与泵结合，泵去磷酸化,释放2K+ ，结合3Na+。二. 细胞膜的转运功能 二. 细胞膜的转运功能 2. 主动转运 Na-K泵：启动与活动强度：由胞内Na+、胞外K+较多引起。 运转3Na+：2K+，泵的活动用去细胞代谢能的20-30％ 功能： ① 胞内高K+，代谢反应所必须 ② 限制过多Na+入胞，防止胞内高渗，水透入 ③ 势能贮备二. 细胞膜的转运功能 二. 细胞膜的转运功能 2. 主动转运 2) 继发性主动转运(secondary active transport)： 联合转运 (cotransport) 转运体（transporter）： 膜中特殊蛋白质 Gs与Na+转运：Gs转运所 需的能量不直接来自ATP，而 来自Na+的高势能 ——小肠吸收葡萄糖、氨基酸，单胺递质重摄取，甲状腺细胞聚碘等均属于此二. 细胞膜的转运功能 二. 细胞膜的转运功能 3. 出胞与入胞或转运 大分子物质团快 出胞：囊泡与质膜融合； 入胞：接触，质膜形成内陷 受体介导入胞：胆固醇，运铁蛋白，Vit B12运输Pr，部分多肽类→识别→与受体结合→移到有被小窝（稍有下凹，胞浆面多种Pr，形成高电子密度）→形成吞噬泡（胞浆面的Pr消失，可能又回到胞膜内侧面形成有被小窝）→吞噬泡与胞内体融合（因为胞内体内低PH，受体与结合物分离）→所运物到细胞器→胞内体膜上的受体回到细胞膜→形成膜的再循环第二节 信号跨膜转导第二节 信号跨膜转导生命科学学院动物生理教研室第二节 信号跨膜转导第二节 信号跨膜转导细胞跨膜转导的类型 跨膜信号转导的途径与机制 跨膜信号转导系统相互影响 细胞通讯 细胞信号转导的基本特征一. 细胞跨膜转导的类型一. 细胞跨膜转导的类型虽然跨膜信号转导涉及多种刺激信号，在多种细胞引发多种功能变化，但转导途径是有限的。 转导途径一般有两种划分方法： 根据感受和传导过程分 根据受体存在的部位分一. 细胞跨膜转导的类型一. 细胞跨膜转导的类型(一) 根据感受和传导过程分为 1. 具有特异感受结构的通道Pr完成的跨膜信号转导 化学门控通道：感受化学信号，引起通道变化 5-HT-R、Glu-R、Asp-R、Gly-R、GABA-R n-Ach R： （α2βγδ，每个亚单位4个α螺旋，其第二个α螺旋构成通道内壁，α亚单位是配体结合部位） Ach-α→通道Pr构象变化→通道开放→Na+内流，K+外流一. 细胞跨膜转导的类型一. 细胞跨膜转导的类型电压门控通道：感受电压信号，引起 通道变化亚单位有4个结构域，每个 结构域有6个螺旋MP变化→第4个 螺旋带正电的精、赖氨酸产生位移→ 通道开放（通道内壁由第2、3个螺 旋构成）→Na+流动 机械门控通道：感受机械信号 ，引起通道变化一. 细胞跨膜转导的类型一. 细胞跨膜转导的类型 2. R-G-效应器酶组成的跨膜信号转导 3. 酶偶联受体（ TKR、Gc）完成的跨膜信号转导系统一. 细胞跨膜转导的类型一. 细胞跨膜转导的类型(二) 根据受体存在的部位分为 1. 细胞内受体介导：Gc-R，类固醇激素，甲状腺素 2. 细胞膜受体介导 离子通道受体 G-蛋白偶联受体 酶偶联受体二. 跨膜信号转导的途径与机制二. 跨膜信号转导的途径与机制1. 离子通道受体 (化学门控通道) Ach-NR，GABA-R，Glu-R， Gly-R，Asp-R，5-HR-R 2. G-蛋白偶联受体 单肽链，7个疏水区形成7个螺旋，II区与配体结合，V、VI与G结合二. 跨膜信号转导的途径与机制二. 跨膜信号转导的途径与机制G蛋白：是一个家族，Gs、Gi/Go、Gt、Gq、Gg等 不同细胞有可能G相同，有可能不同。Gt：视杆细胞；Go：脑内肌醇磷酸信号系统；Gg：味觉细胞。 基本结构： 100KD，、、三个亚基，主要是，既是GTP结合点，又是GTP酶。 过去认为起锚钉作用，仅对亚基功能起调节作用，现在发现也可激活胞内靶分子。① 调节AC、PLC、离子通道,对亚基起协调拮抗作用外，② 参与激活TKR转导系统。有些细胞毒素可修饰亚基，改变生理特性。 二. 跨膜信号转导的途径与机制二. 跨膜信号转导的途径与机制2. G-蛋白偶联受体 作用形式null二. 跨膜信号转导的途径与机制二. 跨膜信号转导的途径与机制2. G-蛋白偶联受体 作用形式 受体与配体结合，与解离，与GTP、AC结合 R-H解离，GTP水解，上结合GDP，R与G解离，G与AC解离，酶抑制 霍乱杆菌产生的霍乱毒素（肽），ADP-核糖转移酶，使胞内NAD+上的ADP核糖基结合到亚基，修饰亚基，使与GTP结合，提高了GTP酶活性，cAMP成100倍增加，大量水分入肠腔，腹泻。 二. 跨膜信号转导的途径与机制二. 跨膜信号转导的途径与机制2. G-蛋白偶联受体 作用途径 配体是多种多样的，配体与受体是特异的， G蛋白也有多种，最后的效果是看影响哪种效应器酶（AC，PLC），产生哪种第二信使（cAMP、IP3、DG），激活哪种PK（PKA、CaMII、PKC、PKG）二. 跨膜信号转导的途径与机制二. 跨膜信号转导的途径与机制2. G-蛋白偶联受体 作用途径②二. 跨膜信号转导的途径与机制二. 跨膜信号转导的途径与机制2. G-蛋白偶联受体 作用途径 CaM-PKII在哺乳动物脑神经元突触处十分丰富，是记忆路径形成的一部分，失去此激酶，突变小鼠表现出记忆无能。二. 跨膜信号转导的途径与机制二. 跨膜信号转导的途径与机制3. 酪氨酸激酶受体及膜鸟苷环化酶受体 1) 酪氨酸激酶受体（Tyrosine kinase receptor，TKR） 受体膜内侧肽链段就有磷酸激酶活性 磷酸化位点是底物Pr中酪氨酸残基 也可引起自身磷酸化，其结果又激活受体的酪氨酸激酶 酪氨酸激酶受体（Tyrosine kinase receptor，TKR）与结合酪氨 酸激酶的受体或受体相关酪氨酸激酶（receptor-associated tyrosine kinase ）不同二. 跨膜信号转导的途径与机制二. 跨膜信号转导的途径与机制3. 酪氨酸激酶受体及膜鸟苷环化酶受体 2) 鸟苷酸环化酶受体（GC-R） 受体具有鸟苷酸环化酶的作用GTPH-RcGMPPKGnull第二信使和蛋白激酶 第二信使有：cAMP/ cGMP/IP3 / DG / Ca2+ PK有：PKA / PKG / CaMPK / PKC / Ca2+-PK二. 跨膜信号转导的途径与机制二. 跨膜信号转导的途径与机制4. 原癌基因（proto-oncogen）与跨膜信号转导 与信号转导有关的Pr（Receptor、G等）是原癌基因表达产物 第二信使→PK→激活原癌基因→第三信使→目的基因 原癌基因是广泛存在于细胞基因组内的高度保守的基因，有数百种。 原癌基因在细胞的 正常生长、分化，作为核内信使参与细胞内信号传递，在生命活动中起着极为重要的作用。 跨膜信号传递的Pr、受体、G、PK、生长因子、营养因子都是原癌基因编码和表达的产物。 各种细胞外信息要激活核内基因表达，首先激活原癌基因→表达产物（作为第三信使）→激活特定靶基因表达二. 跨膜信号转导的途径与机制二. 跨膜信号转导的途径与机制配体（第一信使）R-G-第二信使 （cAMP、Ca2+） PK 细胞内反应 （胞浆内瞬时反应）原癌基因 （c-fos、c-jun）转录mRNA到胞浆翻译成Fos、 Jun、磷Pr入核作为第三信使靶基因表达，产生较长远影响的Pr （核内长时程效应）二. 跨膜信号转导的途径与机制二. 跨膜信号转导的途径与机制4. 原癌基因（proto-oncogen）与跨膜信号转导 第二信使→PK→激活原癌基因→第三信使→目的基因 由第二信使诱导的原癌基因称为即刻早期基因(immediate-early genes，IEG），这类基因对外界信号物质（递质、激素、冲动）在数分钟内作出快速表达反应。 原癌基因产物有多种功能，只有核内磷酸化了的Pr.才能发挥第三信使的作用，将短暂信号转为长时程反应nullH-R-G-AC→cAMP→PKA→CREB(cAMP response element binding protein) →目的基因 原癌基因与CREB ? CREB为核内调节转录因子，通过自身磷酸化调节转录功能。在痛觉研究中， CREB磷酸化能诱导c-fos表达，是c-fos表达的必要条件； c-fos表达不仅是神经元功能活动的指标，而且直接参与伤害性感受的产生和调制。（Ji RR et al, J Nuerosci. 1977,17(5):1776-1785; Guo Y, Dissertation for doctoral degree(Xi’an Jiaotong University),2009 JUN核蛋白的转录调节效应要与DNA上的CRE/CREB作用来调节靶基因的转录三. 跨膜信号转导系统相互影响三. 跨膜信号转导系统相互影响1. R-G-酶第二信使PK影响离子通道2. 通道→Ca2+→PK 3. G蛋白之间相互影响：Gi-直接抑制AC，Gi-۰与Gs-结合阻断Gs-三. 跨膜信号转导系统相互影响三. 跨膜信号转导系统相互影响4. 同一信号，不同部位传递途径不同 Ach→N / M-R：离子通道受体/ G-受体 Ach→心肌M-R：R-G-酶 作用与同一受体，效应器酶不同，第二信使不同 Ach→M-R：a：以cAMP为第二信使 b：以IP3、DG为第二信使细胞通讯（总结）细胞通讯（总结）细胞通讯：细胞之间的信号传递；跨膜信号转导 细胞跨膜信号转导通路 离子通道受体 G蛋白耦联受体 酶联受体 ：PTK（receptor Tyrosine kinase） GC细胞通讯细胞通讯细胞之间的信号传递 以神经-肌肉接头为例细胞信号转导的基本特征细胞信号转导的基本特征多途径、多层次的细胞信号转导途径具有会聚和发散的特点 各种受体识别各自配体，会聚后激活一个共同的效应酶 (会聚) 同一配体，激活不同的效应酶，导致多样化细胞应答 (发散) 细胞信号转导即具有专一性，又有作用机制的相似性 受体与配体结合专一性 多配体，只有少数几个第二信使介导，表现出相似性细胞信号转导的基本特征细胞信号转导的基本特征信号放大与适度调控，启动与终止并存 微量配体产生巨大效应 受体数量上升/下降；磷酸化/去磷酸化;G结合GTP/GDP; 信使产生/下降 细胞对长时间信号刺激产生适应 受体数目下降 受体－配体亲和力下降，受体对配体敏感性下降——受体脱敏/钝化 受体下游信号蛋白变化，通路受阻细胞信号转导的基本特征细胞信号转导的基本特征各信号转导途径相互作用，形成网络系统（signal network system） 通道：Ca2+-CaM-PK G、第二信使、PK也可作用于通道思考题思考题通道和受体的类型及其特点 信号转导的类型与途径 信号转导的特征 信号转导在生命活动中的意义第三节 细胞的生物电现象第三节 细胞的生物电现象生命科学学院动物生理教研室第三节 细胞的生物电现象第三节 细胞的生物电现象静息电位 动作电位 兴奋性周期变化 兴奋的传导一. 静息电位一. 静息电位 静息电位（resting transmembrane potential，RP） 1. RP的概念、 记录 混凝土 养护记录下载土方回填监理旁站记录免费下载集备记录下载集备记录下载集备记录下载 、表示 概念：静息状态下（细胞在未受到外来刺激），细胞膜两侧的电位差称静息电位。 记录：用微电极测量电位。 表示：一般将膜外电位 规定 关于下班后关闭电源的规定党章中关于入党时间的规定公务员考核规定下载规定办法文件下载宁波关于闷顶的规定 为0；膜内电位小于膜外电位，为负值。哺乳动物神经纤维的RP为-70~-90mV。不同细胞或同一细胞在不同状态下RP不同。一. 静息电位一. 静息电位2. RP产生原理 [K+]o < [K+]i 膜对K+选择性通透 3. 证明 Hodgkin用枪乌贼巨大神经纤维测量的与Nernst公式计算的接近( Em = R.T / n.F x ln[ ]o / [ ]I )m 改变膜内外K+浓度差，RP变化与Nernst公式相吻合…… 四乙胺（TEA） 二. 动作电位二. 动作电位动作电位（action potential，AP） 兴奋的标志 1. AP的概念 概念：在足够大的刺激作用下，在RP的基础上产生的一种可传导的电位波动。也称为神经冲动。 有关名称、概念： 极化 (polarization) ： RP的外正内负的状态称极化状态； 去极化(de-)： 反转极化(reversal-)：(超射overshoot) 复极化(re-) ： 超极化(hyper-)：二. 动作电位二. 动作电位有关名称、概念： 阈电位(Threshold potential) 锋电位(spike potential) 后电位(afterpotential)二. 动作电位二. 动作电位2. AP的记录 细胞内记录： 细胞外记录： 单相AP 双相AP二. 动作电位二. 动作电位3. AP产生的条件 刺激参数 刺激强度 （阈强度） 阈刺激： 阈上刺激； 阈下刺激（局部电位）传至5mm时几乎消失 电紧张电位（50％以下的阈强度） 时间：时间-强度曲线 强度/时间变化率二. 动作电位二. 动作电位4. AP特点 “全或无” 局部电位的特点 反应具有等级性：刺激强度↑，幅度↑； 传导衰减 总和（空间、时间总和） 无不应期 二. 动作电位二. 动作电位5. AP产生的原理 Bernstein膜学说 RP：K+选择性通透达到EK 刺激：选择性通透性变化，所有离子通透性都暂时增加，膜的极化状态破坏，膜电位为零（去极化）；去极化后，随即出现膜选择性通透的恢复，复极化 1939，H.J.Curtis，K.S.Cole在美国，A.L.Hodgkin，A.F.Huxley在英国分别发明了微电极，证明了MP由-60mv ~ +40mv。1949，Hodgkin根据测定的结果，对Bernstein膜学说提出修正，提出离子学说（钠学说）二. 动作电位二. 动作电位5. AP产生的原理 Hodgkin，Huxley离子学说 AP的overshoot与Na+内流量有关，服从Nernst公式 改变细胞内的Na+浓度，对AP的影响： [Na+]o与细胞兴奋性关系极为密切，是兴奋性的一个基本问题 Overton将蛙肌置于低于正常Na+10％的任氏液中，该肌失去兴奋性 Hodgkin，Katz用Gs、氯化胆碱代替胞外NaCl，对AP影响明显，对RP无明显影响 Hodgkin，用轴浆灌流，K2SO4代轴浆不影响AP，用Na+代K+，AP迅速阻滞二. 动作电位二. 动作电位5. AP产生的原理 Hodgkin，用24Na标记，一次冲动有3.7pmol/cm2 Na+净内流，2.5 pmol/cm2 K+外流 Hodgkin电压钳技术 Neher和Sakmann（1975）膜片钳技术膜内电压(a)可调钳制电压(b)同时输送到反馈放大器(c)，放大器将偏差电流输到轴突内(d)，以此电流补偿，维持MP恒定b测电流adc二. 动作电位二. 动作电位5. AP产生的原理二. 动作电位二. 动作电位5. AP产生的原理 离子学说 阈刺激→RP→TP→Na+通道开放→去极化→反极化→ENa+→ Na+通道关闭→K+通透性增加→K+外流→复极化→超极化→RP二. 动作电位二. 动作电位5. AP产生的原理 几点应注意的问题: 阈刺激，Na+通道开放（TP水平），Na+内流到ENa+水平，内流是再生性的 AP产生：Na+内流，也有K+外流，到后期K+外流加大，所以AP幅度由gNa和gk共同决定；复极化由K +引起 关于复极化的 K+是电压门控通道还是Ca2+、 Na+激活 500 Na+个/m2膜内流，可产生100mv AP，一次冲动引起[Na+]i变化1/10万，用二硝基苯酚，氰化钠使Na-K泵失活，离子浓度可维持其产生几万到几十万次冲动二. 动作电位二. 动作电位5. AP产生的原理 ★几点说明： Threshold potential：能引起Na+通道开放并出现再生性循环，导致Na+通道大量而迅速开放的临界电位水平 在TP以前，也有一些Na+通道开放，只是去极化程度小 关于超极化：提出Na-K泵因细胞内Na+堆积过多而过渡增强，生电性Na-K泵作用引起超极化。Cuyton A.C.在1996年第9版《Textbook of medical physiology》中提出是由于K+通道开放增强持续时间较长，K电导高于静息状态所致 三. 兴奋性周期变化三. 兴奋性周期变化绝对不应期：0.5-2ms 相对不应期：3ms 超常期：12ms 低常期：70ms （蛙有髓神经纤维：绝对不应期2ms，产生AP次数500次/s ） 兴奋性周期性变化与通道的状态有关(备用/激活/失活)四. 兴奋的传导四. 兴奋的传导（一）局部电流学说四. 兴奋的传导四. 兴奋的传导（一）局部电流学说 1. 兴奋部位与未兴奋部位之间在膜同侧出现电位差 2. 由于电位差而形成局部电流 其方向: 膜内: 兴奋部位→未兴奋部位 膜外:未兴奋部位→兴奋部位 3. 未兴奋部位膜电位 降低到阈电位，产生动作电位 兴奋的传导：AP产生, 消失, 再产生……, 不断向前推进 特点: ①双向性; ②不衰减; ③相对不疲劳；④绝缘性四. 兴奋的传导四. 兴奋的传导（二）有髓神经纤维与无髓神经纤维比较 不同纤维传导速度不同 肌梭传入Nf：70120 m/s （ A，I） 无髓痛觉Nf：1 m/s （ C ，IV） 心肌：蒲氏细胞 4 m/s；心室肌细胞 1 m/s；房室交界 0.02 m/s第四节 肌肉收缩第四节 肌肉收缩生命科学学院动物生理教研室第四节 肌肉收缩第四节 肌肉收缩神经-肌肉接头处兴奋的传递 肌肉的细微结构及肌丝的分子装配 肌肉收缩 兴奋-收缩偶联 骨骼肌收缩的外部表现和力学分析 平滑肌一. 神经-肌肉接头处兴奋的传递一. 神经-肌肉接头处兴奋的传递1. 结构 终末膜 间隙（4050nm） 终板膜一. 神经-肌肉接头处兴奋的传递一. 神经-肌肉接头处兴奋的传递2. 传递学说的发展 1877，Reymond，神经末梢产生化学物质，与肌肉作用，引起兴奋 1936，Dale，受到1921年Loewi的影响 刺激运动神经，Ach释放 肌小动脉灌流Ach，肌收缩 有机磷农药，新斯的明、毒扁豆碱抑制AchE 箭毒、银环蛇毒阻断n-AchR 1955，Katz，终板膜微电泳，引起EPP，抗胆碱脂酶药物，延长EPP（end plate potential）时间一. 神经-肌肉接头处兴奋的传递一. 神经-肌肉接头处兴奋的传递3. 传递过程 Ap— 递质—Ap 4. 特点 单向 易受化学因素影响 时间延搁，由神经冲动到EPP产生，0.5-1.0ms一. 神经-肌肉接头处兴奋的传递一. 神经-肌肉接头处兴奋的传递5. 注意要点 囊泡量子式释放 200~300个囊泡/AP，107Ach，产生正常的EPP (50mv)，需要250个小泡 EPP是引起肌细胞膜到TP的3~4倍 1：1 EPP是局部电位，电紧张扩布，相邻膜产生AP AP→Ca2+→递质释放量 2.0ms内可将Ach清除二. 肌肉的细微结构及肌丝的分子装配二. 肌肉的细微结构及肌丝的分子装配1. 细微结构 肌原纤维与肌小节 肌小节长度变化范围1.53.5m ; 粗肌丝1.5m，M线两侧各0.1m处无横桥; 细肌丝1.02m 肌管系统 在Z线处形成横管，肌浆网在横管处形成终末池肌原纤维，肌管系统肌原纤维，肌管系统二. 肌肉的细微结构及肌丝的分子装配二. 肌肉的细微结构及肌丝的分子装配2. 肌丝分子装配 粗肌丝 200300个分子Myosin(Ms)，头既能结合ATP，又有ATP酶的作用，14.3nm伸出一对，42.9nm重复伸出二. 肌肉的细微结构及肌丝的分子装配二. 肌肉的细微结构及肌丝的分子装配 肌丝分子装配 细肌丝 Actin(At) Tropomyosin(Tm) Tn-C：结合 Ca2+ troponin Tn-I：传递信息，并与At结合 Tn-T：与Tm连接 三. 肌肉收缩三. 肌肉收缩[Ca2+]i：10-7→10-5M 静息时，Ms头多肽链呈负电性，排斥ATP，Ca2+消除负电性后，结合ATP，1个ATP，50~100 A° Ca2+泵转运，舒张，分解1个ATP，转运2个Ca2+ 肌肉收缩原理 —— 滑行理论四. 兴奋-收缩偶联四. 兴奋-收缩偶联AP经T管到深部 三联管传递信息 Ca2+释放 T管上Ca2+通道肽链与SR上Ca2+道相对，类似足蛋白连接，AP引起Ca2+道变构，SR上Ca2+道开放 （IP3诱导Ca2+释放） 心肌和骨骼肌不同，主要是由于T管膜L-Ca2+道与终末池膜上RYR受体（ Ca2+通道受体）不同null四. 兴奋-收缩偶联四. 兴奋-收缩偶联L-Ca2+道 也称DHPR，由5个亚单位组成，形成孔道的是1，4个结构域，46螺旋（S1-S6），S4对电位变化敏感，去极化，S4移动，由S4移动到通道开放，所需时间大于AP时程，故无Ca2+内流，只能是电诱发Ca2+释放；心肌则不然 RYR Ca2+释放通道。分布于骨骼肌的是RYR1，心肌是RYR2四. 兴奋-收缩偶联四. 兴奋-收缩偶联因 骨骼肌：L-Ca2+：RYR＝1：1； 心肌为1：7~10 S4移动到L-Ca2+道开放时间：骨骼肌需几百ms，心肌立即。 故 骨骼肌和心肌释放Ca2+机制不同，主要是L- Ca2+道，RYR分子特性不同；骨骼肌L-Ca2+通道启动慢，RYR1受电压控制；心肌L-Ca2+道启动快，RYR2受Ca2+控制。五. 骨骼肌收缩的外部表现和力学分析五. 骨骼肌收缩的外部表现和力学分析1. 影响因素 前负荷 前负荷—初长度—收缩力 长度张力曲线 [最适前负荷，最适初长度(2~2.2um)，最大收缩力] 后负荷 后负荷—肌张力↑—速度↓ 张力-速度曲线 前负荷 + 后负荷 张力、速度↑ 五. 骨骼肌收缩的外部表现和力学分析五. 骨骼肌收缩的外部表现和力学分析1. 影响因素 收缩能力 肌肉本身功能状态 ATP供能，Ca2+供应； E-C耦联的各环节，Pr，横桥功能特性改变五. 骨骼肌收缩的外部表现和力学分析五. 骨骼肌收缩的外部表现和力学分析2. 收缩的外部表现 单收缩、收缩的复合（AP永远是分离的，肌肉收缩可以融合） 根据复合的程度 舒张期尚未结束——不完全强直收缩 收缩期尚未结束——完全强直收缩，且收缩幅度是单收缩的4倍 临界融合频率：350-30次/s不等六. 平滑肌六. 平滑肌1. 结构 有类似肌丝结构，但不平行、无序 致密体，类似于Z线Pr At是骨骼肌的两倍，Ms只有1/4 最适初长度400m 无典型三联管，外Ca2+进入，肌浆网释放 细肌丝无肌钙蛋白六. 平滑肌六. 平滑肌2. 平滑肌的收缩 平滑肌收缩所用Ca2+有相当一部分来自与胞外,与SR释放的Ca2+共同构成兴奋-收缩偶联期间的Ca2+升高 平滑肌收缩时, Ms与At的结合是由胞浆中的肌球蛋白轻链激酶(myosin light chain kinase, MLCK)使Ms头部磷酸化而引起六. 平滑肌六. 平滑肌3. 收缩原理 Ca2+↑→ Ca2+-CaM → Ms激酶（MLCK）→Ms头磷酸化(ATP分解）→Ms头构象改变→Ms头与At结合; Ca2+降低→Ms激酶失活→Ms在磷酸酶作用下脱磷酸→横桥解离→舒张 收缩缓慢，横桥激活时间较长,摆动的速度只有骨骼肌的1/10—1/300 平滑肌紧张性收缩：[Ca2+]和Ms头磷酸化，维持在最大值的20-30％，Ms头去磷酸化时，横桥ATP酶活性降低，横桥周期延长。Ms与At作用时间也长六. 平滑肌六. 平滑肌4. 种类 多单位平滑肌（multi-unit smooth muscle） 细胞活动各自独立，受外来神经激素调节 竖毛肌、虹膜肌、大血管平滑肌 单一单位平滑肌（single-unit smooth muscle） 类似心肌，活动形式类似合胞体，具有自律性 胃肠，子宫，输尿管 小A、V平滑肌多单位，但有自律性；膀胱平滑肌无自律性，但牵拉时又产生整体反应，列入单一单位平滑肌六. 平滑肌六. 平滑肌5. 神经调控 植物神经 双重 单一 协同 拮抗 内在神经丛 曲张体 — 靶细胞之间的距离： 80~100nm习 题习 题复习题 刺激坐骨神经，引起骨骼肌收缩的全过程 作业题 刺激、AP、RP、TP、锋电位、兴奋、兴奋性之关系 从N-M接头传递和跨膜信号转导，谈谈细胞通讯过程;信号转导在生命活动中的意义null