細(xì)胞生理學(xué)時(shí)人體解剖生理學(xué)詳解演示文稿第一頁(yè)，共157頁(yè)。優(yōu)選細(xì)胞生理學(xué)時(shí)人體解剖生理學(xué)第二頁(yè)，共157頁(yè)。本章主要內(nèi)容第一節(jié)細(xì)胞膜的物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)功能

第二節(jié)細(xì)胞的跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)第三節(jié)細(xì)胞的生物電活動(dòng)第四節(jié)肌肉的收縮功能第三頁(yè)，共157頁(yè)。第一節(jié)細(xì)胞膜的物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)功能細(xì)胞膜（cellmembrane）/

質(zhì)膜細(xì)胞器膜

細(xì)胞膜的化學(xué)組成和排列形式蛋白質(zhì)（protein）、脂質(zhì)（lipid）和少量糖類55%42%3%功能活躍比例高，如小腸絨毛上皮細(xì)胞；功能簡(jiǎn)單比例低，如神經(jīng)纖維髓鞘的施萬(wàn)細(xì)胞。*蛋白質(zhì)：脂質(zhì)=4.6:1~

0.25:1第四頁(yè)，共157頁(yè)。

液態(tài)鑲嵌模型（fluidmosaicmodel）

Singer和Nicholson，1972年提出：細(xì)胞膜以液態(tài)脂質(zhì)雙層為基本骨架，不同結(jié)構(gòu)和功能的蛋白質(zhì)分子鑲嵌于其中，糖類分子與脂質(zhì)、蛋白質(zhì)結(jié)合后附在膜的表面。

第五頁(yè)，共157頁(yè)。第六頁(yè)，共157頁(yè)。細(xì)胞跨膜物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)的方式一、被動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)1.單純擴(kuò)散；2.易化擴(kuò)散二、主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)三、膜泡運(yùn)輸經(jīng)通道易化擴(kuò)散經(jīng)載體易化擴(kuò)散原發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)繼發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)出胞入胞轉(zhuǎn)運(yùn)方式：第七頁(yè)，共157頁(yè)。[CO2]i＞[CO2]o[O2]o＞[O2]i（一）單純擴(kuò)散(simplediffusion)概念:脂溶性小分子物質(zhì)由膜的高濃度一側(cè)向低濃度一側(cè)移動(dòng)的過(guò)程。*簡(jiǎn)單的物理擴(kuò)散一、被動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)第八頁(yè)，共157頁(yè)。單純擴(kuò)散進(jìn)行轉(zhuǎn)運(yùn)的特點(diǎn)①擴(kuò)散速率高②無(wú)飽和性③不依靠特殊膜蛋白質(zhì)的“幫助”④不需另外消耗能量

單純擴(kuò)散轉(zhuǎn)運(yùn)的物質(zhì)（脂溶性，小分子）：

O2、CO2、NH3、N2

、尿素、類固醇激素等。

*

H2O轉(zhuǎn)運(yùn)？

第九頁(yè)，共157頁(yè)。

葡萄糖、氨基酸很難經(jīng)單純擴(kuò)散轉(zhuǎn)運(yùn)；各種帶電離子不能經(jīng)單純擴(kuò)散轉(zhuǎn)運(yùn)第十頁(yè)，共157頁(yè)。（二）易化擴(kuò)散1.經(jīng)通道的易化擴(kuò)散（facialitateddifussionviachannel）[K+]i＞[K+]o[Na+]o＞[Na+]i概念：在通道蛋白的介導(dǎo)下，溶液中的Na+、K+、Ca2+等帶電離子順濃度梯度或電位梯度的跨膜擴(kuò)散。膜蛋白協(xié)助，順濃度或電位梯度。第十一頁(yè)，共157頁(yè)。通道轉(zhuǎn)運(yùn)的特性：1）快速（108個(gè)離子/s）；載體只有105個(gè)2）離子選擇性（Na+通道、K+通道、Ca2+通道、Cl-通道、陽(yáng)離子通道等）；*決定因素：通道內(nèi)孔道的口徑、電荷第十二頁(yè)，共157頁(yè)?；瘜W(xué)/配體門(mén)控通道（chemical/ligand-gatedionchannel）3）門(mén)控(gating)特性電壓門(mén)控通道（voltage-gatedionchannel）機(jī)械門(mén)控通道（mechanical-gatedionchannel）非門(mén)控通道如：鉀漏通道，持續(xù)開(kāi)放。第十三頁(yè)，共157頁(yè)。2.經(jīng)載體的易化擴(kuò)散（facilitateddiffusionviacarrier）轉(zhuǎn)運(yùn)物質(zhì)：葡萄糖(GL)、氨基酸(AA)、核苷酸等概念：在載體蛋白的介導(dǎo)下，水溶性小分子物質(zhì)順濃度梯度及電位梯度進(jìn)行的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)。*單一轉(zhuǎn)運(yùn)（uniport）如葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體

GLUT1：最基本的葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體；

GLUT4：受胰島素調(diào)節(jié)*聯(lián)合轉(zhuǎn)運(yùn)（co-transport）見(jiàn)繼發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)

第十四頁(yè)，共157頁(yè)。第十五頁(yè)，共157頁(yè)。載體轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制：結(jié)合-構(gòu)象變化-解離第十六頁(yè)，共157頁(yè)。載體轉(zhuǎn)運(yùn)特點(diǎn)：1）結(jié)構(gòu)特異性（載體與被轉(zhuǎn)運(yùn)物的結(jié)合結(jié)構(gòu)專一）；2）飽和現(xiàn)象（載體及結(jié)合位點(diǎn)數(shù)量有限）；3）競(jìng)爭(zhēng)性抑制（結(jié)構(gòu)類似物經(jīng)同一載體轉(zhuǎn)運(yùn)）Km：表示親和力、轉(zhuǎn)運(yùn)效率第十七頁(yè)，共157頁(yè)。物質(zhì)如何從低濃度向高濃度一側(cè)

跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)？第十八頁(yè)，共157頁(yè)。二、主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)（一）原發(fā)主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)(primaryactivetransport)

概念：細(xì)胞在泵蛋白(實(shí)質(zhì)是ATP酶)幫助下直接利用代謝能量（分解ATP）將離子逆濃度梯度或電位梯度跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)的過(guò)程。

特點(diǎn)：逆電-化學(xué)梯度進(jìn)行轉(zhuǎn)運(yùn)種類：Na+-K+泵；Ca2+泵；質(zhì)子泵第十九頁(yè)，共157頁(yè)。本質(zhì)：Na+-K+ATP酶Na+泵（Na+-K+泵）作用：逆濃度梯度轉(zhuǎn)運(yùn)Na+和K+，保持細(xì)胞內(nèi)高K+(30倍)、細(xì)胞外高Na+（10倍）第二十頁(yè)，共157頁(yè)。控制細(xì)胞容積，防止細(xì)胞水腫；為繼發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)（如葡萄糖、氨基酸的主動(dòng)吸收，Na+-H+交換和Na+-Ca2+交換等）提供動(dòng)力；為細(xì)胞生物電活動(dòng)提供條件（形成濃度梯度）；胞內(nèi)高K+是許多代謝反應(yīng)所必需（如蛋白合成）；鈉泵是生電泵，可直接影響靜息電位。*哇巴因或洋地黃類藥強(qiáng)心機(jī)制抑制鈉泵，促進(jìn)鈉-鈣交換。Na+-K+泵活動(dòng)的生理意義（耗能占20-30%）：第二十一頁(yè)，共157頁(yè)。（二）繼發(fā)主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)

（secondaryactivetransport）概念：利用原發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)（主要是Na+泵）建立的離子（如Na+）濃度差，在離子（如:Na+）順濃度差擴(kuò)散的同時(shí)將其他物質(zhì)逆濃度梯度或電位梯度進(jìn)行的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)，也稱聯(lián)合轉(zhuǎn)運(yùn)（co-transport）。分類：

同向轉(zhuǎn)運(yùn)（symport)逆向轉(zhuǎn)運(yùn)（aniport）

第二十二頁(yè)，共157頁(yè)。*抑制鈉泵：葡萄糖的主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)減弱或消失。第二十三頁(yè)，共157頁(yè)。三、膜泡運(yùn)輸——入胞和出胞

概念：一些大分子或顆粒物質(zhì)經(jīng)膜包裹后批量進(jìn)出細(xì)胞的過(guò)程。膜包裹、融合、離斷。形式：出胞和入胞特點(diǎn)：1）膜包裹，有面積改變；2）批量運(yùn)輸；3）需要更多蛋白介導(dǎo)；4）需要消耗能量。

第二十四頁(yè)，共157頁(yè)。吞噬：轉(zhuǎn)運(yùn)物質(zhì)為固體（一）入胞（endocytosis）指細(xì)胞外的大分子物質(zhì)或團(tuán)塊被細(xì)胞膜包裹后以囊泡方式進(jìn)入細(xì)胞的過(guò)程。有兩種方式：吞飲：轉(zhuǎn)運(yùn)物質(zhì)為液體巨噬細(xì)胞、中性粒細(xì)胞活動(dòng)運(yùn)鐵蛋白、低密度脂蛋白（LDL）轉(zhuǎn)運(yùn)*缺乏LDL受體→高膽固醇血癥第二十五頁(yè)，共157頁(yè)。（二）出胞（exocytosis）

概念：細(xì)胞內(nèi)大分子物質(zhì)以分泌囊泡的形式排出細(xì)胞的過(guò)程,如激素分泌、神經(jīng)遞質(zhì)釋放、消化液的分泌等。兩種形式：1）持續(xù)性小腸粘膜分泌粘液2）調(diào)節(jié)性神經(jīng)遞質(zhì)釋放，通常受Ca2+濃度的調(diào)節(jié)。第二十六頁(yè)，共157頁(yè)。本章主要內(nèi)容第一節(jié)細(xì)胞膜的物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)功能

第二節(jié)細(xì)胞的跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)第三節(jié)細(xì)胞的生物電活動(dòng)第四節(jié)肌肉的收縮功能第二十七頁(yè)，共157頁(yè)。

機(jī)體內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)態(tài)生命活動(dòng)的維持生物個(gè)體的生長(zhǎng)、發(fā)育生物物種的繁衍細(xì)胞之間信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)(信息交流)參與了多細(xì)胞生物所有生命活動(dòng)：信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)(細(xì)胞通訊)的重要性第二十八頁(yè)，共157頁(yè)。一、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)概述信號(hào)（signal）：能夠引起細(xì)胞功能發(fā)生改變的各種理化因素，可分為化學(xué)性（激素、遞質(zhì)、藥物等）和非化學(xué)性（聲、光、電、溫度等）。細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)（cellularsignaltransduction）：細(xì)胞對(duì)信號(hào)的識(shí)別和傳遞過(guò)程?？砂l(fā)生在細(xì)胞之間、細(xì)胞內(nèi)外以及細(xì)胞內(nèi)分子之間?？缒ば盘?hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)(Transmembranesignaling）：通過(guò)細(xì)胞膜上某些蛋白質(zhì)（受體）的識(shí)別和變構(gòu)作用，將細(xì)胞外信號(hào)以新的信號(hào)形式傳到膜內(nèi)，引發(fā)細(xì)胞功能改變的過(guò)程。第二十九頁(yè)，共157頁(yè)。配體（Ligand）能與受體發(fā)生特異性結(jié)合的活性物質(zhì)。配體種類：

水溶性配體或物理信號(hào)

脂溶性配體信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路第三十頁(yè)，共157頁(yè)。

細(xì)胞中具有接受和轉(zhuǎn)導(dǎo)信息功能的蛋白質(zhì)，

根據(jù)分布部位不同分為：膜受體、胞質(zhì)受體

和核受體。受體（Receptor）受體的三個(gè)必備條件：信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)

識(shí)別

結(jié)合生理效應(yīng)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路第三十一頁(yè)，共157頁(yè)。受體膜表面受體細(xì)胞內(nèi)受體離子通道受體G蛋白耦聯(lián)受體

酶耦聯(lián)受體

受體的分類胞質(zhì)受體核受體第三十二頁(yè)，共157頁(yè)?？缒ば盘?hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的三個(gè)共同特征：2.

信號(hào)眾多，但跨膜轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑有限而類似；

離子通道型受體介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、G蛋白耦聯(lián)受體介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、酶聯(lián)型受體介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)不同信號(hào)可使用相同信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑；一種信號(hào)可使用多種途徑；各種途徑之間相互聯(lián)系（Crosstalk）3.

信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過(guò)程具有信號(hào)放大功能1個(gè)細(xì)胞外信號(hào)分子→級(jí)聯(lián)反應(yīng)→幾千個(gè)功能蛋白分子活動(dòng)1.胞外信號(hào)通常不進(jìn)入胞內(nèi)，由膜受體接受信號(hào)；*胞漿受體、核受體（接受脂溶性信號(hào))第三十三頁(yè)，共157頁(yè)。生物信號(hào)放大效應(yīng)第三十四頁(yè)，共157頁(yè)?？缒ば盘?hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的幾種主要方式G蛋白耦聯(lián)受體介導(dǎo)的跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)離子通道型受體介導(dǎo)的跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)酶聯(lián)型受體介導(dǎo)的跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)第三十五頁(yè)，共157頁(yè)。一、G蛋白耦聯(lián)受體介導(dǎo)的跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)第三十六頁(yè)，共157頁(yè)。（一）G蛋白耦聯(lián)受體

(Gprotein-coupledreceptor，GPCR)結(jié)構(gòu)特征：一條多肽鏈、7個(gè)跨膜段（TM）;胞外有識(shí)別、結(jié)合配體的位點(diǎn)，胞內(nèi)有G蛋白結(jié)合的位點(diǎn)。功能：1）識(shí)別配體（如E，NE，TSH，ACh，視覺(jué)，味覺(jué)和嗅覺(jué)刺激）2）激活G蛋白也稱促代謝型受體，最大的受體家族（已知1000多種）。G蛋白結(jié)合域一、G蛋白耦聯(lián)受體介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)第三十七頁(yè)，共157頁(yè)。（二）G蛋白（鳥(niǎo)苷酸結(jié)合蛋白）

80年代，Rodbell、Gilman發(fā)現(xiàn)G蛋白，獲得1994年諾貝爾醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)；

分子結(jié)構(gòu)：20種以上，均由α、β和γ三個(gè)亞單位組成；100kDa左右；特性：α亞單位具有受體結(jié)合位點(diǎn)、效應(yīng)器酶結(jié)合位點(diǎn)、鳥(niǎo)苷酸結(jié)合位點(diǎn)和GTP酶活性。一、G蛋白耦聯(lián)受體介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)第三十八頁(yè)，共157頁(yè)。G蛋白激活:

α-GTP復(fù)合物和βγ二聚體的形成

第三十九頁(yè)，共157頁(yè)。（三）G蛋白效應(yīng)器分子（Gproteineffecter）2）效應(yīng)器酶

①腺苷酸環(huán)化酶（AC）催化ATP→cAMP;②磷脂酶C（PLC）催化磷脂酰肌醇→DG和IP3；③磷酸二酯酶（PDE）水解cAMP、cGMP；④磷脂酶A2（PLA2）1）離子通道（K+，Ca2+）一、G蛋白耦聯(lián)受體介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)第四十頁(yè)，共157頁(yè)。第四十一頁(yè)，共157頁(yè)。第一信使：遞質(zhì)、激素、細(xì)胞因子等胞外信號(hào)；（四）第二信使（secondmessenger）第二信使：第一信使經(jīng)跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)后產(chǎn)生的細(xì)胞內(nèi)信號(hào)分子，如cAMP、cGMP、IP3、DG、NO、Ca2+等.一、G蛋白耦聯(lián)受體介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)第四十二頁(yè)，共157頁(yè)。（五）蛋白激酶（proteinkinase，PK）*

種類：

cAMP依賴性蛋白激酶（即蛋白激酶A，PKA）；Ca2+依賴性蛋白激酶（即蛋白激酶C，PKC）；cGMP依賴性蛋白激酶（即蛋白激酶G，PKG）。*

功能：

均為蛋白激酶，轉(zhuǎn)移ATP上的磷酸，使底物蛋白在絲氨酸/蘇氨酸位點(diǎn)上磷酸化，影響細(xì)胞功能。*蛋白磷酸酶：

使磷酸化蛋白發(fā)生去磷酸化，逆轉(zhuǎn)磷酸化效應(yīng)。絲氨酸/蘇氨酸蛋白磷酸酶主要有：蛋白磷酸酶I、IIA、IIB和IIC。一、G蛋白耦聯(lián)受體介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)第四十三頁(yè)，共157頁(yè)。代表性的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路

1.受體-G蛋白-AC-cAMP-PKA通路*Gs和Gi*放大效應(yīng)：1個(gè)配體/受體復(fù)合物激活100個(gè)Gs蛋白分子；1個(gè)AC催化生成許多cAMP；即1個(gè)細(xì)胞外信號(hào)分子誘導(dǎo)了幾百個(gè)第二信使分子。一、G蛋白耦聯(lián)受體介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)第四十四頁(yè)，共157頁(yè)。組織配體受體G蛋白膜效應(yīng)器細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)導(dǎo)效應(yīng)心肌腎上腺素β1GSAC↑c(diǎn)AMP-PKA-↑Ca2+通道收縮加強(qiáng)心肌乙酰膽堿M2GiAC↓cAMP-PKA-↓Ca2+通道收縮減弱受體-G蛋白-AC通路實(shí)例：一、G蛋白耦聯(lián)受體介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)第四十五頁(yè)，共157頁(yè)。2.受體-G蛋白-PLC通路（雙信號(hào)通路）PLC：磷脂酶CPIP2：二磷酸磷脂酰肌醇IP3：三磷酸肌醇DAG：二酰甘油PKC：蛋白激酶C

細(xì)胞增殖、分化細(xì)胞分泌、肌肉收縮一、G蛋白耦聯(lián)受體介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)第四十六頁(yè)，共157頁(yè)。二、酶聯(lián)型受體介導(dǎo)的跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)

酶耦聯(lián)受體G蛋白耦聯(lián)受體分子結(jié)構(gòu)中只有一個(gè)跨膜α螺旋；受體胞內(nèi)結(jié)構(gòu)域具有酶活性或與酶直接結(jié)合。第四十七頁(yè)，共157頁(yè)。（一）酪氨酸激酶受體（tyrosinekinasereceptor,TKR）信號(hào)通路受體特征：胞外段識(shí)別，胞漿側(cè)具有酪氨酸激酶結(jié)構(gòu)域。配體：大部分生長(zhǎng)因子（如表皮生長(zhǎng)因子、神經(jīng)生長(zhǎng)因子）。生物效應(yīng)涉及細(xì)胞生長(zhǎng)、增殖、分化和生存等緩慢過(guò)程。二、酶聯(lián)型受體介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)第四十八頁(yè)，共157頁(yè)。激活過(guò)程：受體二聚化；自身磷酸化（受體交叉磷酸化）；二、酶聯(lián)型受體介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)第四十九頁(yè)，共157頁(yè)。胞內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)：如Ras-MAPK途徑*無(wú)G蛋白參與、無(wú)第二信使二、酶聯(lián)型受體介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)第五十頁(yè)，共157頁(yè)。（二）酪氨酸激酶結(jié)合型受體信號(hào)通路（tyrosinekinase-associatedreceptor）配體：大部分細(xì)胞因子和部分肽類激素（干擾素、生長(zhǎng)激素、紅細(xì)胞生成素、催乳素等）功能活性：本身沒(méi)有蛋白激酶活性，與配體結(jié)合后可以在胞質(zhì)側(cè)結(jié)合并激活某種胞質(zhì)內(nèi)的酪氨酸激酶，使其磷酸化下游蛋白。胞內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)：如JAK-STAT途徑，受體→酪氨酸激酶JAK→酪氨酸激酶STAT

→

進(jìn)入胞核激活特定基因轉(zhuǎn)錄。二、酶聯(lián)型受體介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)第五十一頁(yè)，共157頁(yè)。（三）鳥(niǎo)苷酸環(huán)化酶受體信號(hào)通路受體特征：胞外識(shí)別；胞漿一側(cè)C端有鳥(niǎo)苷酸環(huán)化酶（GC）結(jié)構(gòu)域。配體：心房鈉尿肽（ANP）、腦鈉尿肽（BNP）功能：催化GTP生成第二信使cGMP

，繼而激活PKG，使底物蛋白絲氨酸/蘇氨酸磷酸化（同PKA、PKC）*細(xì)胞內(nèi)可溶性GC：NO的受體，使胞內(nèi)cGMP和PKG活性升高。

二、酶聯(lián)型受體介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)第五十二頁(yè)，共157頁(yè)。三、離子通道型受體介導(dǎo)的跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)

受體本質(zhì)：是離子通道，但同時(shí)具有受體功能，故稱化學(xué)門(mén)控通道、配體門(mén)控通道、或促離子型受體（inotropicreceptor)。骨骼肌終板膜上N2型ACh受體第五十三頁(yè)，共157頁(yè)。信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過(guò)程：化學(xué)信號(hào)（主要是遞質(zhì)）與通道蛋白上的位點(diǎn)結(jié)合、蛋白構(gòu)型改變、通道快速開(kāi)放、離子跨膜移動(dòng)、膜電位改變，

信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)特點(diǎn)：1）路徑簡(jiǎn)單；2）速度快（僅約0.5ms)細(xì)胞興奮或抑制。三、離子通道型受體介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)第五十四頁(yè)，共157頁(yè)。*電壓門(mén)控通道

--接受電信號(hào)的“受體”心肌T管膜上L型Ca2+通道開(kāi)放，外Ca2+內(nèi)流觸發(fā)內(nèi)Ca2+釋放，引起心肌收縮。神經(jīng)末梢電壓門(mén)控Ca2+通道開(kāi)放，Ca2+內(nèi)流引起遞質(zhì)釋放。三、離子通道型受體介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)第五十五頁(yè)，共157頁(yè)。機(jī)械門(mén)控通道--接受機(jī)械信號(hào)的“受體”如：血管壁平滑肌細(xì)胞的機(jī)械門(mén)控Ca2+離子通道；耳蝸毛細(xì)胞上的機(jī)械門(mén)控K+通道。三、離子通道型受體介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)第五十六頁(yè)，共157頁(yè)。本章主要內(nèi)容第一節(jié)細(xì)胞的跨膜物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)功能第二節(jié)細(xì)胞的跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)功能第三節(jié)細(xì)胞的生物電活動(dòng)第四節(jié)肌細(xì)胞的收縮功能第五十七頁(yè)，共157頁(yè)。生物電（bioelectricity）：細(xì)胞進(jìn)行功能活動(dòng)時(shí)伴隨的電現(xiàn)象。臨床檢查的生物電：心電圖、腦電圖、肌電圖、胃腸電圖和視網(wǎng)膜電圖等。

*器官或組織水平；細(xì)胞生物電：細(xì)胞水平生物電，在細(xì)胞膜兩側(cè)。跨膜電位（transmembranepotential）膜電位（membranepotential）

膜電位的種類：靜息電位、動(dòng)作電位、局部電位概述第五十八頁(yè)，共157頁(yè)。一、靜息電位（Restingpotential，RP）細(xì)胞在安靜狀態(tài)下（未受刺激時(shí)）存在于細(xì)胞膜內(nèi)、外兩側(cè)的電位差。（一）靜息電位概念大?。河眉?xì)胞內(nèi)負(fù)值大小表示。如，骨骼肌約-90mV，神經(jīng)纖維為-70～-90mV，平滑肌為-50～-60mV，紅細(xì)胞為-10mV等。第五十九頁(yè)，共157頁(yè)。極化

(polarization)：安靜狀態(tài)下細(xì)胞膜兩側(cè)外正內(nèi)負(fù)的穩(wěn)定狀態(tài)。去極化

(depolarization）：靜息電位的減小或細(xì)胞內(nèi)負(fù)值減小的過(guò)程或狀態(tài)。超極化

(hyperpolarization)：靜息電位的增大或細(xì)胞內(nèi)負(fù)值增大的過(guò)程或狀態(tài)。復(fù)極化(repolarization)：細(xì)胞膜去極化后再向靜息電位方向的恢復(fù)過(guò)程。反極化

(reversepolarization)

：與原極化狀態(tài)相反，膜兩側(cè)呈現(xiàn)內(nèi)正外負(fù)的狀態(tài)。超射（overshoot）：膜電位超過(guò)零電位的部分。

幾個(gè)與膜電位關(guān)聯(lián)的名詞：

第六十頁(yè)，共157頁(yè)。膜學(xué)說(shuō)（1902年，Bernstein）細(xì)胞內(nèi)外離子分布不同：（膜內(nèi)高K+，膜外高Na+）；細(xì)胞膜對(duì)離子的通透性不同：安靜時(shí)K+的通透性遠(yuǎn)大于（10-100倍）Na+（Bernstein起初認(rèn)為只對(duì)K+有通透性)

（二）靜息電位的產(chǎn)生機(jī)制因此:K+濃度差,促進(jìn)K+向外擴(kuò)散；電場(chǎng)力,排斥K+進(jìn)一步向外擴(kuò)散；電化學(xué)驅(qū)動(dòng)力等于零時(shí),K+凈移動(dòng)為零——K+平衡電位（EK）因此當(dāng)時(shí)推測(cè)：RP就是EK，RP是安靜情況下K+外流形成。第六十一頁(yè)，共157頁(yè)。離子平衡電位（EX）的計(jì)算（Nernst方程）:

表4﹣1槍烏賊大神經(jīng)和哺乳動(dòng)物骨骼肌細(xì)胞主要離子的濃度和平衡電位細(xì)胞外（mmol/L）胞質(zhì)（mmol/L）平衡電位（mV）靜息電位（mV）槍烏賊大神經(jīng)[Na+]44050+55

60[K+]20400

75[Cl

]56052

60有機(jī)負(fù)離子385哺乳動(dòng)物骨骼肌[Na+]14512+67

80[K+]4155

95[Cl

]1204

89有機(jī)負(fù)離子155第六十二頁(yè)，共157頁(yè)。證實(shí)：1、實(shí)際測(cè)量靜息電位RP（同計(jì)算的平衡電位Ek比較）

2、改變K+濃度差增加細(xì)胞外K+，RP減小。

槍烏賊巨軸突實(shí)驗(yàn)（1939，Hodgkin和Huxley）測(cè)得的RP數(shù)值（-60mV）和計(jì)算的EK(-75mV)非常接近。結(jié)論：RP確實(shí)是K+外流形成的。第六十三頁(yè)，共157頁(yè)。實(shí)際測(cè)得的靜息電位不是等于而是接近于（略小于）EK？細(xì)胞膜安靜時(shí)對(duì)Na+也有一定通透性！鈉-鉀泵活動(dòng)直接作用參與了靜息電位生成。

*貢獻(xiàn)<5%第六十四頁(yè)，共157頁(yè)。(三)靜息電位形成機(jī)制和影響因素小結(jié)：1)膜兩側(cè)離子濃度差是推動(dòng)離子跨膜擴(kuò)散的動(dòng)力；

*

細(xì)胞外K+增高（如高血鉀），靜息電位降低。2）膜對(duì)K+和Na+的相對(duì)通透性決定各自離子的貢獻(xiàn)；*RP接近EK；

*K+通透性增大，靜息電位增大；*Na+通透性增大，靜息電位減小3）鈉-鉀泵生電作用增大了細(xì)胞內(nèi)的負(fù)值。

*抑制鈉-鉀泵則使RP降低。第六十五頁(yè)，共157頁(yè)。二、動(dòng)作電位（actionpotential，AP）Theactionpotentialisarapiddepolarizationofthemembranepotential,whichcanbepropagatedoverthesurfaceofthecell.（一）動(dòng)作電位的概念

在靜息電位基礎(chǔ)上，細(xì)胞受到一個(gè)有效刺激后產(chǎn)生的一個(gè)迅速、可逆、可遠(yuǎn)距離傳播的電位波動(dòng)。第六十六頁(yè)，共157頁(yè)。二、動(dòng)作電位（actionpotential，AP）

（一）動(dòng)作電位的概念

變化過(guò)程：鋒電位（spikepotential）、后電位（after

potential）*意義：鋒電位是可興奮細(xì)胞興奮的標(biāo)志，觸發(fā)肌肉收縮、腺體分泌和遞質(zhì)釋放等。（后去極化電位）（后超極化電位）鋒電位第六十七頁(yè)，共157頁(yè)。1、其產(chǎn)生是“全或無(wú)”

(all-or-none)；適宜的刺激類型，刺激強(qiáng)度足夠大2、不衰減；局部電流是其傳導(dǎo)模式動(dòng)作電位的主要特征：3、脈沖式發(fā)放：

連續(xù)刺激不融合第六十八頁(yè)，共157頁(yè)。閾電位（thresholdpotential）概念：剛剛能夠引起Na+通道大量開(kāi)放（形成正反饋）、產(chǎn)生動(dòng)作電位的膜電位臨界值，也稱為燃點(diǎn)（通常較RP小10-20mV)。刺激(stimulus)刺激三要素：強(qiáng)度、時(shí)間、強(qiáng)度/時(shí)間變化率有效刺激—閾刺激或閾上刺激閾值（thresholdvalue）：剛剛引起動(dòng)作電位的最小刺激強(qiáng)度。動(dòng)作電位的觸發(fā)閾電位決定因素:1.Na+通道的密度；2.細(xì)胞外Ca2+水平第六十九頁(yè)，共157頁(yè)。1、其產(chǎn)生是“全或無(wú)”

(all-or-none)；適宜的刺激類型，刺激強(qiáng)度足夠大2、不衰減；局部電流是其傳導(dǎo)模式動(dòng)作電位的主要特征：3、脈沖式發(fā)放：

連續(xù)刺激不融合第七十頁(yè)，共157頁(yè)。動(dòng)作電位的傳播1.AP在同一細(xì)胞上的傳播：局部電流安全性：局部電流的刺激強(qiáng)度遠(yuǎn)大于膜的閾強(qiáng)度，因而能可靠地引起動(dòng)作電位。動(dòng)作電位幅度：取決于Na+電化學(xué)驅(qū)動(dòng)力郎飛結(jié)特征：裸露；電壓門(mén)控鈉通道密集。意義：提高傳導(dǎo)速度減少能量消耗2.有髓神經(jīng)纖維的傳導(dǎo)-跳躍式髓鞘區(qū)特征：多層細(xì)胞膜包裹；電壓門(mén)控Na+通道稀疏。第七十一頁(yè)，共157頁(yè)。第七十二頁(yè)，共157頁(yè)。3.動(dòng)作電位在細(xì)胞之間的傳播-縫隙連接

（1）縫隙連接組成：六個(gè)連接蛋白（connexin)形成一個(gè)連接子(connexon)，每側(cè)膜上的連接子端端相連，形成縫隙連接(gapjunction)（細(xì)胞間通道，親水性孔道）。允許小分子（<1KD）的水溶性物質(zhì)和離子通過(guò)。（2）縫隙連接意義：細(xì)胞之間興奮直接傳播，實(shí)現(xiàn)多細(xì)胞的同步活動(dòng)，如神經(jīng)元之間（電突觸）。心肌、部分平滑肌、神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞及肝組織也有。第七十三頁(yè)，共157頁(yè)?？p隙連接第七十四頁(yè)，共157頁(yè)。1、其產(chǎn)生是“全或無(wú)”

(all-or-none)；適宜的刺激類型，刺激強(qiáng)度足夠大2、不衰減；局部電流是其傳導(dǎo)模式動(dòng)作電位的主要特征：3、脈沖式發(fā)放：

連續(xù)刺激不融合第七十五頁(yè)，共157頁(yè)。內(nèi)向電流（inwardcurrent）引起去極化；

如，陽(yáng)離子內(nèi)流（如Na+和Ca2+內(nèi)流）

陰離子外流（如Cl-外流）外向電流（outwardcurrent）引起復(fù)極化或超極化；

如，陽(yáng)離子外流（如K+外流）或陰離子內(nèi)流（Cl-內(nèi)流）膜電位波動(dòng)是帶電離子跨膜凈移動(dòng)形成的；（二）動(dòng)作電位的產(chǎn)生機(jī)制（鋒電位）

第七十六頁(yè)，共157頁(yè)。

膜學(xué)說(shuō)：離子電流的方向和速度取決于：①離子在膜兩側(cè)受到的驅(qū)動(dòng)力，即膜兩側(cè)離子分布不同，[Na+]o>[Na+]i；[K+]i>[K+]o；②膜對(duì)離子通透性不同。細(xì)胞受到有效刺激時(shí)，Na+通透性一過(guò)性增強(qiáng)，隨后，K+通透性增強(qiáng)。

動(dòng)作電位去極化和復(fù)極化分別是內(nèi)向和外向電流形成的。第七十七頁(yè)，共157頁(yè)。離子跨膜擴(kuò)散需具備兩個(gè)條件：離子的電-化學(xué)驅(qū)動(dòng)力；膜對(duì)離子的通透性（膜電導(dǎo)）第七十八頁(yè)，共157頁(yè)。1．離子的電-化學(xué)驅(qū)動(dòng)力及其變化

概念：離子的電化學(xué)驅(qū)動(dòng)力是濃度差和電位差兩個(gè)驅(qū)動(dòng)力的代數(shù)和，大小等于膜電位與該離子平衡電位的差值（Em-Ex）。驅(qū)動(dòng)力大?。翰钪翟酱螅?qū)動(dòng)力越大；驅(qū)動(dòng)力方向：正值為外向，負(fù)值為內(nèi)向。第七十九頁(yè)，共157頁(yè)。電化學(xué)驅(qū)動(dòng)力

假定靜息電位Em為–70mV，EK和ENa分別為–90mV和+60mV，那么：●對(duì)K+的驅(qū)動(dòng)力為Em-EK=-70mV-（-90mV）=+20mV（向外）●對(duì)Na+的驅(qū)動(dòng)力為Em-ENa=-70mV-（+60mV）=-130mV（向內(nèi)）

在靜息電位條件下，Na+受到的內(nèi)向驅(qū)動(dòng)力很大，一旦膜對(duì)Na+的通透性增大，將出現(xiàn)很強(qiáng)的去極化的內(nèi)向電流。

第八十頁(yè)，共157頁(yè)。假定膜電位Em為+30mV，EK和ENa分別為+120mV和-30mV，那么：

●對(duì)K+的驅(qū)動(dòng)力為Em-EK=+30mV-（-90mV）=+120mV（向外）●對(duì)Na+的驅(qū)動(dòng)力為

Em-ENa=+30mV-（+60mV）=-30mV（向內(nèi)）

在靜息電位條件下，K+受到的外向驅(qū)動(dòng)力很大，一旦膜對(duì)K+的通透性增大，將出現(xiàn)很強(qiáng)的引起復(fù)極化的外向電流。

電化學(xué)驅(qū)動(dòng)力第八十一頁(yè)，共157頁(yè)。電化學(xué)驅(qū)動(dòng)力第八十二頁(yè)，共157頁(yè)。離子跨膜擴(kuò)散需具備兩個(gè)條件：離子的電-化學(xué)驅(qū)動(dòng)力；膜對(duì)離子的通透性（膜電導(dǎo)）第八十三頁(yè)，共157頁(yè)。2．細(xì)胞膜通透性的變化對(duì)于帶電離子，膜電導(dǎo)就是膜對(duì)離子的通透性。

動(dòng)作電位期間膜電導(dǎo)的變化是利用電壓鉗（voltageclamp）技術(shù)測(cè)定的。它的基本原理是歐姆定律。即在鉗制（固定）膜電位的條件下測(cè)定膜電流，并利用電流值與鉗制的電位值計(jì)算出膜電導(dǎo)。因此，記錄的膜電流變化就相當(dāng)于膜電導(dǎo)的變化。

INa=GNa·（Em-ENa）IK=GK·（Em-EK）（1）電壓鉗技術(shù)與膜電導(dǎo)的測(cè)定第八十四頁(yè)，共157頁(yè)。測(cè)定膜電導(dǎo)根據(jù)：GX=IX/(Em-EX)

電壓鉗及其測(cè)定膜電導(dǎo)的基本原理：

通過(guò)一個(gè)反饋電路向膜內(nèi)注入電流，迫使膜電位始終與指令電位保持一致。如此，便可在膜電位被鉗制（固定）于任何一個(gè)給定水平的狀態(tài)下記錄膜電流的變化，此時(shí)測(cè)定的膜電流Im就可以反映膜電導(dǎo)G的變化。固定驅(qū)動(dòng)力？--電壓鉗（votageclamp)第八十五頁(yè)，共157頁(yè)。膜學(xué)說(shuō)：

Na+通透性一過(guò)性增強(qiáng)；隨后，K+通透性增強(qiáng)。證明：（1）測(cè)定超射值（+20~+40mv），ENa=+60mv，二者很接近；（2）離子取代后測(cè)定AP；

用葡萄糖（1949年，Hodgkin和Huxley）或氯化膽堿替代細(xì)胞外的NaCl；2．細(xì)胞膜通透性的變化第八十六頁(yè)，共157頁(yè)。

改變細(xì)胞外液Na+濃度（如用葡萄糖替代細(xì)胞外液中的Na+），可觀察到動(dòng)作電位幅度隨細(xì)胞外液中Na+濃度降低而減??；因此，細(xì)胞內(nèi)外Na+濃度差是影響動(dòng)作電位幅度的關(guān)鍵因素。

考題：什么是影響動(dòng)作電位幅度的主要因素？降低細(xì)胞外液中Na+濃度對(duì)動(dòng)作電位的影響。第八十七頁(yè)，共157頁(yè)。膜學(xué)說(shuō)：

Na+通透性一過(guò)性增強(qiáng)；隨后，K+通透性增強(qiáng)。證明：（1）測(cè)定超射值；（2）離子取代后測(cè)定AP；用葡萄糖（1949年，Hodgkin和Huxley）或氯化膽堿替代細(xì)胞外的NaCl；（3）放射性核素24Na+定量研究；（4）直接測(cè)定細(xì)胞的膜電導(dǎo)利用電壓鉗技術(shù)2．細(xì)胞膜通透性的變化第八十八頁(yè)，共157頁(yè)。電壓鉗測(cè)定結(jié)果（槍烏賊巨軸突）：去極化→內(nèi)向電流→外向電流說(shuō)明：去極化引起了膜電導(dǎo)變化

離子電流的分離（藥理學(xué)）：Na+通道特異性阻斷劑--河豚毒（圖C）（tetrodotoxin,TTX）；K+通道特異性阻斷劑--四乙胺（圖D）（tetraethylammonium,TEA）說(shuō)明：去極化引起GNa一過(guò)性增大和GK的逐漸增大。（2）鈉電導(dǎo)和鉀電導(dǎo)的變化第八十九頁(yè)，共157頁(yè)。1.電壓依賴性：

GNa和GK隨著去極化幅度的增大而增大。意義：使動(dòng)作電位去極化過(guò)程呈現(xiàn)正反饋，直至動(dòng)作電位幅度接近ENa。膜電導(dǎo)的電壓和時(shí)間依賴性2.時(shí)間依賴性：GNa：快速、一過(guò)性增大；GK:緩慢持續(xù)增大。意義：順序形成去極化和復(fù)極化。正反饋回路第九十頁(yè)，共157頁(yè)。3膜電導(dǎo)改變的實(shí)質(zhì)---離子通道開(kāi)閉

Hodgkin提出離子通道的概念；Neher和Sakmann證實(shí)！1991年NobelPrize。（1）單通道離子電流的記錄膜片鉗（patchclamp）技術(shù)：

基本原理與電壓鉗相同（反饋電路），不同之處在于微電極鉗制和記錄的僅僅是電極尖端的一小片膜，有可能記錄到單個(gè)離子通道電流。第九十一頁(yè)，共157頁(yè)。第九十二頁(yè)，共157頁(yè)。單通道電流特征：1.開(kāi)放和關(guān)閉兩個(gè)狀態(tài)，轉(zhuǎn)換快；2.幅度pA（10-12安培）級(jí)（正態(tài)分布）；3.開(kāi)放和關(guān)閉時(shí)間隨機(jī)（指數(shù)分布）；記錄指標(biāo)：平均幅度、平均開(kāi)放時(shí)間、平均關(guān)閉時(shí)間、開(kāi)放概率。

第九十三頁(yè)，共157頁(yè)。（2）單通道電流與全細(xì)胞（宏膜）電流的關(guān)系：I=i×Po×N

N：?jiǎn)瓮ǖ篱_(kāi)放數(shù)目；

Po：?jiǎn)瓮ǖ篱_(kāi)放概率；

i：?jiǎn)瓮ǖ离娏鳎妼?dǎo)）

第九十四頁(yè)，共157頁(yè)。（3）離子通道的功能狀態(tài)H-H工作模型（Hodgkin和Huxley）：

K+通道

一個(gè)閘門(mén)（n）、兩種狀態(tài)（靜息、延遲激活）Na+通道

兩個(gè)閘門(mén)（m和h）、三種狀態(tài)（靜息、激活、失活）第九十五頁(yè)，共157頁(yè)。備用態(tài)復(fù)活第九十六頁(yè)，共157頁(yè)。動(dòng)作電位形成機(jī)制小結(jié)：

有效的去極化刺激→GNa迅速增加→

Na+內(nèi)流→膜迅速去極化至峰值（鋒電位升支）；(正反饋)GNa減小，GK增大→

K+外流→膜復(fù)極化（鋒電位降支）。

*復(fù)極化的主要因素：GNa減?。℅K增大可加速）第九十七頁(yè)，共157頁(yè)。動(dòng)作電位形成小結(jié)第九十八頁(yè)，共157頁(yè)。1.可興奮細(xì)胞興奮（excitation）：在現(xiàn)代生理學(xué)中，興奮就是動(dòng)作電位（名詞）或動(dòng)作電位的產(chǎn)生過(guò)程（動(dòng)詞）?？膳d奮細(xì)胞(excitablecell)：受刺激后能產(chǎn)生動(dòng)作電位的細(xì)胞，生理學(xué)將神經(jīng)細(xì)胞、肌細(xì)胞和部分腺細(xì)胞，稱為可興奮細(xì)胞。*可興奮細(xì)胞具有電壓門(mén)控Na+通道，受刺激后首先發(fā)生的共同反應(yīng)就是產(chǎn)生動(dòng)作電位。（三）可興奮細(xì)胞和興奮性周期性變化第九十九頁(yè)，共157頁(yè)。衡量組織興奮性高低的指標(biāo)-閾強(qiáng)度（閾值）2.興奮性興奮性（excitability）：可興奮細(xì)胞接受刺激產(chǎn)生動(dòng)作電位的能力或特性。閾強(qiáng)度（thresholdintensity）：將刺激時(shí)間和強(qiáng)度/時(shí)間變化率固定后，能使組織發(fā)生興奮的最小刺激強(qiáng)度，也稱閾值。興奮性=1/閾值第一百頁(yè)，共157頁(yè)。細(xì)胞興奮后興奮性的周期性變化：

1）有效不應(yīng)期（EffectiveRefractivePeriod，ERP）

絕對(duì)不應(yīng)期（absoluterefractoryperiod,ARP）：0期~3期-55mv不產(chǎn)生AP，多大刺激強(qiáng)度也不能再次興奮（Na+通道處于失活狀態(tài)）。意義：鋒電位不發(fā)生疊加；

局部反應(yīng)期（localresponseperiod）：3期-55~-60mv

不產(chǎn)生AP，只有微弱的去極化膜電位（少量Na+通道復(fù)活）

2）相對(duì)不應(yīng)期（relativlerefractoryperiod,RRP）：3期-60~-80mv

閾刺激不能、但閾上刺激可引起動(dòng)作電位（部分Na+通道復(fù)活）。3）超常期（supernormalperiod,

SP）：3期-80~-90mv負(fù)后電位閾下刺激可引起興奮（大部分Na+通道已復(fù)活，膜電位距閾電位近）。4）低常期（subnormalperiod）：正后電位，超常期之后興奮性再次輕度減低，閾上刺激可興奮（膜電位距離閾電位較遠(yuǎn)）。第一百零一頁(yè)，共157頁(yè)。細(xì)胞興奮后興奮性的周期性變化：第一百零二頁(yè)，共157頁(yè)。三電緊張電位和局部電位（一）細(xì)胞膜和胞質(zhì)的被動(dòng)電學(xué)特性（膜電容、膜電阻、軸向電阻）平行板電容器:細(xì)胞膜脂質(zhì)雙層將細(xì)胞內(nèi)外液隔開(kāi),類似于平行板電容器。電容（c）是指容納電場(chǎng)的能力?？啥x為加于電容器上的每1v電壓（V）所積聚的電荷量（Q）。C=Q/V=εS/4πkdε-介電常數(shù)s-正對(duì)面積k-靜電力常量d-平行板間的距離S與C正相關(guān)d與C負(fù)相關(guān)1、膜電容（Cm)

1μF/cm2第一百零三頁(yè)，共157頁(yè)。膜電位（Vm）：離子通道開(kāi)放對(duì)膜電容充電或放電形成C=Q/V靜息電位形成中，只需細(xì)胞向外擴(kuò)散0.004%的K+。不會(huì)擾亂膜兩側(cè)離子的濃度梯度。d-平行板間的距離（6nm）；細(xì)胞膜的面積越大，細(xì)胞的總電容也越大。（一）細(xì)胞膜和胞質(zhì)的被動(dòng)電學(xué)特性

1、膜電容（Cm)

第一百零四頁(yè)，共157頁(yè)。（一）細(xì)胞膜和胞質(zhì)的被動(dòng)電學(xué)特性2、膜電阻（Rm）

脂質(zhì)雙層幾乎絕緣（106~109歐姆）；離子通道和轉(zhuǎn)運(yùn)體的插入使膜電阻下降，實(shí)際生物膜電阻只有103歐姆。

膜電導(dǎo)（Gm）：膜電阻的倒數(shù)，反映膜對(duì)離子的通透性。3、軸向電阻（Ri）

以細(xì)長(zhǎng)的神經(jīng)纖維或肌纖維為例。d-直徑L-長(zhǎng)度

d越小，L越大，軸向電阻就越大。第一百零五頁(yè)，共157頁(yè)。細(xì)胞膜等效電路：并聯(lián)的阻容耦合電路每一小片膜上都有各自的膜電容(Cm)和膜電阻(Rm)，彼此由膜內(nèi)的縱向電阻（Ri）相連。第一百零六頁(yè)，共157頁(yè)。（二）電緊張電位概念：兩個(gè)重要參數(shù)：時(shí)間常數(shù)（t）：

t越小，電緊張電位產(chǎn)生的速度越快?？臻g常數(shù)（l）：

l越大，電緊張電位傳播的范圍越大。

由膜的被動(dòng)電學(xué)特性決定其空間分布（隨距離延長(zhǎng)而指數(shù)性衰減）和時(shí)間變化的膜電位稱為電緊張電位?？缒る娏麟S傳播距離逐漸減小軸向電流隨傳播距離逐漸減??；膜電位隨傳播距離逐漸減少；63%第一百零七頁(yè)，共157頁(yè)。極性正電極下方：超極化電緊張電位，負(fù)電荷的移動(dòng)；負(fù)電極下方：去極化電緊張電位，正電荷的移動(dòng)。特征等級(jí)性電位；衰減性傳導(dǎo)；電位可融合。（二）電緊張電位第一百零八頁(yè)，共157頁(yè)。1、局部電位概念閾下刺激激活少量Na+通道后，由少量Na+內(nèi)流引起膜的輕度去極化，也稱局部興奮*疊加在去極化的電緊張性電位基礎(chǔ)上；*局部去極化后,K+

外向驅(qū)動(dòng)力增大、K+外流對(duì)抗Na+內(nèi)流。低于1/3閾強(qiáng)度的刺激→電緊張性電位；再稍大強(qiáng)度的閾下刺激可引起→局部電位（三）局部電位記錄電極1記錄電極2

-

+

-----第一百零九頁(yè)，共157頁(yè)。2.局部電位的特點(diǎn)：1)等級(jí)性電位：反應(yīng)幅度呈“等級(jí)”性，沒(méi)有“全或無(wú)”特征；2)衰減性傳導(dǎo)：傳導(dǎo)呈衰減式，即電緊張擴(kuò)布（不超過(guò)1mm）；3)沒(méi)有不應(yīng)期，反應(yīng)可以總和：空間總和（spatialsummation）：多個(gè)相距較近的局部興奮同時(shí)產(chǎn)生的疊加。時(shí)間總和(temporalsummation)：連續(xù)刺激產(chǎn)生的多個(gè)局部興奮先后產(chǎn)生的疊加。第一百一十頁(yè)，共157頁(yè)。3.局部電位的類型：

*興奮性局部電位：骨骼肌終板電位；神經(jīng)元興奮性突觸后電位；感覺(jué)末梢發(fā)生器電位。*抑制性局部電位：神經(jīng)元抑制性突觸后電位；感光細(xì)胞感受器電位。第一百一十一頁(yè)，共157頁(yè)。本章主要內(nèi)容第一節(jié)細(xì)胞的跨膜物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)功能

第二節(jié)細(xì)胞的跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)功能第三節(jié)細(xì)胞的生物電活動(dòng)

第四節(jié)肌細(xì)胞的收縮功能第一百一十二頁(yè)，共157頁(yè)。第四節(jié)肌細(xì)胞的收縮

骨骼肌隨意肌心肌不隨意肌平滑肌不隨意肌人體肌肉組織的分類第一百一十三頁(yè)，共157頁(yè)。第一百一十四頁(yè)，共157頁(yè)。（一）骨骼肌神經(jīng)-肌接頭處的興奮傳遞神經(jīng)-肌接頭的結(jié)構(gòu)特征

接頭前膜（突觸小泡，每個(gè)小泡約含有1萬(wàn)個(gè)ACh分子）

終板膜或接頭后膜（接頭皺褶、ACh受體即N2型ACh受體陽(yáng)離子通道，皺褶的開(kāi)口處）。

接頭間隙（50nm，膽堿酯酶）一、橫紋肌第一百一十五頁(yè)，共157頁(yè)。2.神經(jīng)-肌接頭處的興奮傳遞過(guò)程（電-化學(xué)-電）：神經(jīng)沖動(dòng)到達(dá)軸突末稍，接頭前膜去極化電壓門(mén)控Ca2＋通道開(kāi)放，Ca2＋內(nèi)流囊泡向接頭前膜移動(dòng)、融合、破裂，ACh釋放ACh與終板膜上N2受體結(jié)合、受體蛋白分子構(gòu)型改變終板膜對(duì)Na＋、K＋和Ca2+通透性↑Na＋內(nèi)流使終板膜去極化→EPPEPP電緊張性擴(kuò)布至周圍肌膜去極化達(dá)到閾電位肌細(xì)胞膜爆發(fā)動(dòng)作電位AChEEPP：終板電位第一百一十六頁(yè)，共157頁(yè)。2.神經(jīng)-肌接頭處的興奮傳遞過(guò)程（電-化學(xué)-電）第一百一十七頁(yè)，共157頁(yè)。有機(jī)磷酸酯類物質(zhì)中毒膽堿酯酶抑制劑使膽堿能神經(jīng)的一次沖動(dòng)引發(fā)Ach的釋放，由于膽堿酯酶被抑制，引起乙酰膽堿蓄積，導(dǎo)致先興奮后衰竭的一系列的毒蕈堿樣、煙堿樣和中樞神經(jīng)系統(tǒng)等癥狀。第一百一十八頁(yè)，共157頁(yè)。興奮傳遞的特點(diǎn)：1.神經(jīng)-肌肉接頭處的信息傳遞通過(guò)“電-化學(xué)-電”的單向傳遞形式。Ca2+的進(jìn)入量決定著突觸小泡釋放的數(shù)目。終板電位（EPP）產(chǎn)生的關(guān)鍵因素：

ACh和α-亞單位結(jié)合后結(jié)構(gòu)改變導(dǎo)致Na+內(nèi)流增加。第一百一十九頁(yè)，共157頁(yè)。2.興奮傳遞是1對(duì)1的。

終板膜本身沒(méi)有電壓門(mén)控鈉通道，不產(chǎn)生動(dòng)作電位。每次神經(jīng)沖動(dòng)引起的ACh釋放量足以使產(chǎn)生的終板電位總和達(dá)到鄰近肌膜電壓門(mén)控鈉通道的閾電位水平，使肌細(xì)胞產(chǎn)生一次可沿整個(gè)肌細(xì)胞膜傳導(dǎo)的動(dòng)作電位。興奮傳遞的特點(diǎn)：第一百二十頁(yè)，共157頁(yè)。3.ACh合成部位與釋放：合成部位：軸漿中儲(chǔ)存：突觸小泡內(nèi)量子：每個(gè)突觸小泡中儲(chǔ)存的ACh量（“小包”ACh），通常是相當(dāng)恒定的,

稱為一個(gè)量子的ACh。靜息狀態(tài)下，前膜自發(fā)釋放1次ACh/min，使終板膜電位微小變化。興奮傳遞的特點(diǎn)：第一百二十一頁(yè)，共157頁(yè)。量子釋放(quantalrelease)：

由一個(gè)ACh量子（囊泡）為單位的釋放稱為量子釋放。微終板電位（miniatureendplatepotential，MEPP）

一個(gè)ACh量子式釋放引起的終板膜電位變化。

MEPP幅度平均0.4mV。

當(dāng)Ca2+內(nèi)流進(jìn)入軸突末梢時(shí)，大量的突觸小泡幾乎同步釋放ACh，引起的MEPP發(fā)生疊加形成EPP，平均幅度50mV。

產(chǎn)生一個(gè)正常的EPP需釋放大約125個(gè)突觸小泡中的神經(jīng)遞質(zhì)。第一百二十二頁(yè)，共157頁(yè)。神經(jīng)遞質(zhì)呈量子式釋放：運(yùn)動(dòng)神經(jīng)末梢興奮后，可將一個(gè)囊泡中所含的Ach一次性釋放入接頭間隙的過(guò)程。（quantalrelease)證實(shí)：1）比較微終板電位（MEPP）與終板電位

（EPP）幅度：

誘發(fā)性EPP總是自發(fā)性MEPP的整數(shù)倍！第一百二十三頁(yè)，共157頁(yè)。2）電鏡觀察：囊泡與囊泡釋放。第一百二十四頁(yè)，共157頁(yè)。終板膜不產(chǎn)生AP；神經(jīng)沖動(dòng)和肌肉興奮具有1對(duì)1的關(guān)系。生理?xiàng)l件下一個(gè)EPP需要多少個(gè)量子釋放？量子數(shù)=EPP幅度（50mV)MEPP幅度(0.4mV）=125（個(gè)）EPP幅度=MEPP幅度×釋放的量子數(shù)第一百二十五頁(yè)，共157頁(yè)。第一百二十六頁(yè)，共157頁(yè)。Ca2+興奮-收縮耦聯(lián)第一百二十七頁(yè)，共157頁(yè)。

終池內(nèi)的Ca2+濃度約比肌質(zhì)高數(shù)千倍，膜上有鈣釋放通道（Ca2+releasechannel），或稱ryanodine受體（ryanodinereceptor,RYR），與其相對(duì)的T管膜或肌膜上有L型鈣通道（L-typeCa2+channel）重要結(jié)構(gòu)橫管：T管（肌膜內(nèi)凹而成）縱管：肌質(zhì)網(wǎng)，末端稱連接肌質(zhì)網(wǎng)（JSR）或終池（骨骼肌）三聯(lián)管：T管+兩側(cè)終池第一百二十八頁(yè)，共157頁(yè)。（二）橫紋肌細(xì)胞的興奮-收縮耦聯(lián)*L型Ca2+通道無(wú)Ca2+內(nèi)流，內(nèi)鈣釋放經(jīng)電-機(jī)械耦聯(lián)完成，屬于構(gòu)象變化引起鈣釋放。Ca2+泵活動(dòng)，終池Ca2+回收動(dòng)作電位經(jīng)T管擴(kuò)布至三聯(lián)管處；T管L型Ca2+通道構(gòu)象變化終池膜上Ca2+通道（RYR1）開(kāi)放終池Ca2+釋放胞漿Ca2+水平↑，觸發(fā)肌肉收縮胞漿Ca2+水平↓，肌肉舒張第一百二十九頁(yè)，共157頁(yè)。心肌興奮-收縮耦聯(lián)的特殊點(diǎn)：1）鈣引起的鈣釋放(calciuminducedcalciumrelease,CICR)

；L型Ca2+通道有Ca2+內(nèi)流，占總量10-20%；JSR膜上的RYR2對(duì)Ca2+敏感，引起JSR中Ca2+釋放。*心肌的收縮依賴于細(xì)胞外的Ca2+！2）鈣回收途徑多：LSR膜上鈣泵；肌膜上鈣泵；肌膜上Na+/Ca2+交換體*肌肉舒張也是主動(dòng)過(guò)程！第一百三十頁(yè)，共157頁(yè)。第一百三十一頁(yè)，共157頁(yè)。（三）橫紋肌細(xì)胞的結(jié)構(gòu)特征1、肌原纖維和肌節(jié)肌細(xì)胞內(nèi)有上千條直徑1-2μm，縱向平行排列的肌原纖維。肌原纖維由粗、細(xì)肌絲構(gòu)成，形成明暗交替的橫紋。將橫紋肌電興奮和機(jī)械收縮聯(lián)系起來(lái)的中介過(guò)程。第一百三十二頁(yè)，共157頁(yè)。肌節(jié)：相鄰兩Z線之間的區(qū)段。肌節(jié)是肌肉收縮和舒張的基本單位。M線Z線Z線興奮-收縮耦聯(lián)發(fā)生的部位第一百三十三頁(yè)，共157頁(yè)。2.肌絲的分子結(jié)構(gòu)：粗肌絲:

肌球蛋白/肌凝蛋白（myosin）；

球狀部（頭部）和與它相連的一小段桿狀部分（橋臂），一起由肌絲中向外伸出，形成橫橋，每條粗肌絲上伸出的橫橋約有300~400個(gè)。橫橋排列：6列，與6條細(xì)肌絲對(duì)應(yīng)。第一百三十四頁(yè)，共157頁(yè)。①ATP酶活性結(jié)合、分解ATP，使橫橋垂直處于高勢(shì)能狀態(tài)（獲能）；②結(jié)合和擺動(dòng)與細(xì)肌絲上肌動(dòng)蛋白結(jié)合位點(diǎn)結(jié)合、變構(gòu)并向M線方向擺動(dòng)。結(jié)合擺動(dòng)解離復(fù)位〔Ca2+〕↑ATPADP+PiATP水解橫橋周期橫橋（cross-bridge）特性:第一百三十五頁(yè)，共157頁(yè)。橫橋周期周期長(zhǎng)短：20~200ms，影響收縮速度；激活數(shù)量：影響張力；活動(dòng)不同步：平穩(wěn)連續(xù)。第一百三十六頁(yè)，共157頁(yè)。肌鈣蛋白（troponin）：球形、3個(gè)亞單位：TnT、TnI和TnC。TnC可與4個(gè)鈣離子結(jié)合后，TnI與肌動(dòng)蛋白結(jié)合力減弱，解除原肌球蛋白位阻效應(yīng)。細(xì)肌絲:肌動(dòng)蛋白/肌纖蛋白（actin)：球形單體，雙螺旋鏈，橫橋結(jié)合位點(diǎn)，屬收縮蛋白。原肌球蛋白/原肌凝蛋白（tropomyosin）：索條狀，雙螺旋，靜息時(shí)具有“位阻效應(yīng)”。第一百三十七頁(yè)，共157頁(yè)。（三）橫紋肌細(xì)胞的結(jié)構(gòu)特征

3、肌管系統(tǒng)橫管或T管（Ttubule）縱管或L管（Ltubule），即肌質(zhì)網(wǎng)（saroplasmicreticulum,SR），

縱行肌質(zhì)網(wǎng)（longitudinalSR,LSR），LSR膜上有鈣泵，可將胞漿中的鈣泵回至肌質(zhì)網(wǎng)中。

連接肌質(zhì)網(wǎng)（junctionalSR,JSR），在骨骼肌也稱為終池（terminalcisterna）。骨骼肌中80%的T管與其兩側(cè)的終池形成三聯(lián)管（triad）結(jié)構(gòu)。其膜上含有鈣釋放通道，也稱ryanodine受體（RYR）。第一百三十八頁(yè)，共157頁(yè)。骨骼肌細(xì)胞有兩套獨(dú)立的肌管系統(tǒng)第一百三十九頁(yè)，共157頁(yè)。（四）橫紋肌細(xì)胞的收縮機(jī)制M線Z線Z線H帶暗帶明帶明帶肌肉收縮時(shí)，只有明帶和H帶發(fā)生變化，暗帶不變。收縮單位——肌小節(jié)第一百四十頁(yè)，共157頁(yè)。橫紋肌的收縮機(jī)制-肌絲滑行理論內(nèi)容：肌肉的收縮和舒張均通過(guò)粗、細(xì)肌絲在肌節(jié)內(nèi)的相