第二章細胞的基本功能4

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1、生生 理理 學學 Physiology 生理學教研室生理學教研室 劉文彥劉文彥數值數值:骨骼肌約骨骼肌約-90;-90;神經約神經約-70-70;平滑肌約平滑肌約-55;-55;紅細胞約為紅細胞約為-10mV.-10mV.復習：復習：RP RP：主要是由：主要是由K K+外流外流形成的；接近形成的；接近K K+平衡電位平衡電位 注意：注意：極化極化:平穩的平穩的RPRP存在時膜電位存在時膜電位外正內負外正內負的狀態的狀態;超極化超極化:RP增大增大的過程或狀態；的過程或狀態；去極化去極化(除極化除極化):):RP減小減小的過程或狀態；的過程或狀態；反極化反極化:去極化至零電位后膜電位進一步變為

2、去極化至零電位后膜電位進一步變為正值正值;超射超射:膜電位膜電位高于零電位高于零電位的部分；的部分；復極化復極化:細胞膜去極化后再向細胞膜去極化后再向RPRP方向方向恢復恢復的過程。的過程。APAP上升支上升支APAP下降支下降支離子跨膜流動的條件：離子跨膜流動的條件：膜兩側對離子的膜兩側對離子的電化學驅動力電化學驅動力 （濃度差濃度差電位差電位差方向和速度方向和速度）膜對離子的膜對離子的通透性通透性 （膜上膜上離子通道離子通道隨機隨機開放開放和和關閉關閉的總和效應）的總和效應）Na Na+通道的特點：通道的特點：去極化程度越大，其開放的概率也越大，是去極化程度越大，其開放的概率也越大，是 電

3、壓依賴性電壓依賴性的；的；開閉是開閉是全或無全或無式的，并且開、閉之間的式的，并且開、閉之間的轉換轉換 速度非?？焖俣确浅？?至少存在至少存在關閉、激活和失活關閉、激活和失活三種功能狀態，三種功能狀態，其形成與分子內部存在兩種門控機制有關。其形成與分子內部存在兩種門控機制有關。（三）動作電位的傳播（三）動作電位的傳播 (不衰減不衰減)（1 1）無髓鞘的神經纖維：）無髓鞘的神經纖維：局部電流局部電流 圖圖2-16 2-16 無髓鞘神經纖維興奮的傳播原理無髓鞘神經纖維興奮的傳播原理動作電位前方動作電位前方電緊張電位電緊張電位的的波前波前（2 2）有髓鞘的神經纖維：）有髓鞘的神經纖維：跳躍式傳導跳躍

4、式傳導 (速度快速度快 節能節能)（四）縫隙連接（四）縫隙連接:6 6個個連接蛋白連接蛋白單體單體 (親水性孔道親水性孔道)神經、心肌、肝和晶狀體上皮細胞神經、心肌、肝和晶狀體上皮細胞等等 通常是通常是開放開放的的允許允許水溶性水溶性分子和分子和離子離子通過通過 膜的膜的電阻電阻很低很低APAP通過流經縫隙連接的通過流經縫隙連接的局部局部電流電流直接傳播到另一個細胞直接傳播到另一個細胞 意義意義：使相臨的細胞對某些信號作出：使相臨的細胞對某些信號作出協同反協同反應應,出現同步化活動。出現同步化活動。四、局部電位四、局部電位 (一一)概念概念 膜外膜外正電極正電極下下超極化電緊張電位超極化電緊張

5、電位 刺激很刺激很弱弱NaNa+通道通道未激活未激活 膜外膜外負電極負電極下下去極化電緊張電位去極化電緊張電位 刺激稍刺激稍強強少量少量NaNa+通道通道激活激活在電緊張電位基礎上在電緊張電位基礎上進一步去極化進一步去極化這種產生于膜的局部、較小的去極化反應稱為這種產生于膜的局部、較小的去極化反應稱為局部局部反應反應(local response)(local response)，產生的電位稱為，產生的電位稱為局部電位局部電位。（二）特點（二）特點 等級性等級性：不是不是“全或無全或無”式式的的電緊張擴布電緊張擴布：傳播距離增加：傳播距離增加 衰減衰減無不應期無不應期：時間總和時間總和或或空間

6、總和空間總和 時間總和時間總和空間總和空間總和 圖圖2-12 2-12 局部電位和動作電位的產生與傳播局部電位和動作電位的產生與傳播注射電流注射電流示意刺激的性質和強度；示意刺激的性質和強度；電極電極A A 緊靠刺激部位，可同時記錄到局部電位緊靠刺激部位，可同時記錄到局部電位和動作電位；和動作電位；電極電極B B 距刺激電極距刺激電極5cm5cm，記錄到沿神經纖維傳播的動作電位，記錄到沿神經纖維傳播的動作電位 五、可興奮細胞及其興奮性五、可興奮細胞及其興奮性（一）興奮和興奮性概念的變遷（一）興奮和興奮性概念的變遷 活組織或細胞對刺激活組織或細胞對刺激（stimulusstimulus）發生反應

7、發生反應 的能力，稱為的能力，稱為興奮性興奮性（excitabilityexcitability），），而由刺激而由刺激 引起的反應，稱為引起的反應，稱為興奮興奮（excitationexcitation），），這是生理這是生理 學上學上最早最早關于興奮性和興奮的定義。關于興奮性和興奮的定義。其中的其中的刺激是因刺激是因，反應是果反應是果。在近代生理學中：在近代生理學中：興奮性興奮性是指細胞受到刺是指細胞受到刺激時產生動作電位的能力，而激時產生動作電位的能力，而興奮興奮就是指產生就是指產生了動作電位，或者說產生了動作電位才是興了動作電位，或者說產生了動作電位才是興奮。奮。神經神經 沖動沖動肌肉

8、肌肉 電電變化（變化（APAP）收縮收縮腺體腺體 分泌分泌 凡在接受凡在接受刺激刺激后能產生后能產生動作電位動作電位的細胞，的細胞，稱為稱為可興奮細胞可興奮細胞（excitable cellexcitable cell）或）或電可興電可興奮細胞奮細胞。電壓門控鈉通道電壓門控鈉通道 刺激刺激 動作電位動作電位 電壓門控鈣通道電壓門控鈣通道 （興奮）（興奮）（二）閾刺激（二）閾刺激 刺激刺激是指細胞所處是指細胞所處環境因素的變化。環境因素的變化。刺激的刺激的強度強度 刺激的刺激的持續時間持續時間 刺激刺激強度對時間的變化率強度對時間的變化率 閾強度閾強度(threshold intensity,(

9、threshold intensity,閾值閾值)：在刺激的：在刺激的持續持續 時間時間以及刺激以及刺激強度對時間的變化率強度對時間的變化率不變的情況不變的情況 下，剛能引起細胞興奮或產生動作電位的下，剛能引起細胞興奮或產生動作電位的最小刺最小刺 激強度激強度。閾刺激：閾刺激：相當于閾強度的刺激相當于閾強度的刺激 閾下刺激：閾下刺激：小于閾強度的刺激小于閾強度的刺激 閾上刺激：閾上刺激：大于閾強度的刺激大于閾強度的刺激 閾刺激或閾強度閾刺激或閾強度 衡量細胞興奮性的指標衡量細胞興奮性的指標 （三）細胞興奮后興奮性的變化（三）細胞興奮后興奮性的變化 小貼士小貼士:干擾細胞電活動的藥物及其應用干擾

10、細胞電活動的藥物及其應用離子通道離子通道(靶點靶點)鈉通道阻斷劑鈉通道阻斷劑:抑制神經纖維抑制神經纖維APAP局麻局麻 抑制中樞神經元異常放電抑制中樞神經元異常放電治療癲癇治療癲癇 抑制抑制異常興奮環路中異常興奮環路中APAP終止快速心律失常終止快速心律失常鈣通道阻斷劑鈣通道阻斷劑:減少減少CaCa2+2+的流入的流入血管平滑肌舒張血管平滑肌舒張BPBP新型的鈣通道激動劑新型的鈣通道激動劑:激動心肌細胞鈣通道激動心肌細胞鈣通道強心藥強心藥 第四節第四節 肌細胞的收縮肌細胞的收縮 橫紋肌橫紋肌 平滑肌平滑肌 骨骼肌骨骼肌 心肌心肌 平滑肌平滑肌 隨意肌隨意肌 非隨意肌非隨意肌 根據根據功能功能特

11、性特性根據根據神經神經支配支配根據根據形態形態學特點學特點 一、橫紋肌一、橫紋肌 （骨骼肌骨骼肌和心?。┖托募。ㄒ唬┕趋兰∩窠洠ㄒ唬┕趋兰∩窠?肌接頭處興奮的傳遞肌接頭處興奮的傳遞 1 1結構基礎：結構基礎：(電鏡電鏡)2.2.傳遞過程傳遞過程 神經纖維動作電位神經纖維動作電位接頭前膜去極化接頭前膜去極化 電壓門控鈣通道開放電壓門控鈣通道開放 囊泡與接頭前膜融合、囊泡與接頭前膜融合、AChACh釋放釋放CaCa2+2+進入神經末梢進入神經末梢 AChACh結合并激活結合并激活AChACh受體通道受體通道 終板膜對終板膜對NaNa、K K 通透性通透性終板終板電位電位 肌膜動作電位肌膜動作電位

12、N-MN-M接頭處的興奮傳遞過程接頭處的興奮傳遞過程CaCa2 2通道開放通道開放CaCa2 2向膜內流動向膜內流動 囊泡與接頭前膜融合、囊泡與接頭前膜融合、AChACh釋放釋放 AChACh結合并激活結合并激活AChACh受體通道受體通道 終板膜對終板膜對NaNa、K K通透性通透性3.3.特點特點（1 1）單向傳遞；）單向傳遞；（2 2）時間延擱；）時間延擱；（3 3）1 1對對1 1的關系：的關系：AChACh釋放的量釋放的量;膽堿酯酶膽堿酯酶 （4 4）易受環境因素和藥物的影響。）易受環境因素和藥物的影響。肌無力綜合征肌無力綜合征自身免疫抗體自身免疫抗體CaCa2+2+通道通道 肉毒桿

13、菌毒素肉毒桿菌毒素接頭前膜接頭前膜AChACh釋放釋放 筒箭毒筒箭毒和和銀環蛇毒銀環蛇毒阻斷阻斷AChACh受體通道受體通道 重癥肌無力重癥肌無力自身免疫抗體自身免疫抗體AChACh受體通道受體通道 影響膽堿酯酶的作用：影響膽堿酯酶的作用：有機磷農藥有機磷農藥，新斯的明新斯的明抑制抑制膽堿酯酶膽堿酯酶活性活性4.4.注意注意 神經肌肉接頭處的信息傳遞是神經肌肉接頭處的信息傳遞是“電電-化學化學-電電”過過程程;一個囊泡中所含的一個囊泡中所含的ACh,ACh,稱為稱為一個量子的一個量子的AChACh,量子式釋放量子式釋放(quantal release)(quantal release);由一個由一個AChACh量子量子終板膜電位變化終板膜電位變化(微終板電位微終板電位););終板電位具有終板電位具有局部電位局部電位的特征。的特征。圖圖2-19 2-19 終板電位和微終板電位的記錄終板電位和微終板電位的記錄 實驗布置實驗布置不施加刺激時自發不施加刺激時自發出現的微終板電位出現的微終板電位B.終板區鄰近部位記錄到的終終板區鄰近部位記錄到的終板電位和動作電位板電位和動作電位