2神经肌肉的一般生理特性
超常期——相对不应期之后,兴奋恢复高于原有 水平,用阈下刺激就可引起兴奋
低常期——超常期之后,组织进入兴奋性较低时 期,只有阈上刺激才能引起兴奋
5、阈下总和——2个阈下刺激单独作 用时均不能引起兴奋,但当二者同时 或相继作用时,则可引起一次兴奋, 称之为阈下总和,前者为空间总和, 后者为时间总和。
(三)、引起兴奋的主要条件 1 一定的刺激强度
阈强度——刚能引起组织兴奋的刺激 强度
阈刺激——达到阈强度的有效刺激 阈上刺激——高于阈强度的刺激 阈下刺激——低于阈强度的刺激
2 一定的刺激作用时间 3 一定的强度变化率 :
指单位时间内强度变化的大小。 变化率越大,越易使组织兴奋。
4、强度---时间曲线
兴奋性的衡量指标:阈值
兴奋性∝1/阈值 例:
指 标 A肌肉
阈 值 0.7V
兴奋性
较大
B肌肉
1.2V 较小
(四)、组织兴奋后兴奋性的变化
第一次刺激(条件刺激) 第二次刺激(测试刺激)
(见课本P13图)
绝对不应期——组织兴奋后,在去极之后到复极 达到一定程度之前对任何强度的刺激均不产生反 应
相对不应期——绝对不应期之后,随着复极化的 继续,组织的兴奋性有所恢复,只对阈上刺激产 生兴奋
受体介导的入胞作用:有一部分入胞作用过程中,外来的
大分子团块首先被细胞膜上的受体蛋白质辨认而发生特异性结合后 引起,称之为受体介导的入胞作用
出胞作用(exocytosis): 指细胞内物质向膜外的转运过
程,主要见于细胞的分泌、神经递质的释放,细胞废物的排出等, 过程与出胞相反
三、信号分子对靶细胞的作用 机理
(横向移动) 功能:① 转运物质
② 传递信息 ③ 免疫标志
(三) 糖类
形式:糖蛋白或糖脂 功能:① 免疫标志
② 传递信息
二、细胞膜的物质运输功能 1、被动运输:
物质透过细胞膜由高浓度的一侧运送 到低浓度的一侧,不需要消耗能量, 为被动运输,包括单纯扩散和易化扩 散
单纯扩散: 一些脂溶性的物质,如CO2 ,
◆后电位——动作电位在复极后期发生的一些微小而缓慢的 电位波动,为后电位,包括负后电位和正后电位
2)由电压门控通道完成的跨膜信
号传递:电压门控通道受膜去极化水平的影响,
当膜去极化达到一定水平时,载体分子的构象发生变 化,通道被打开。 目前发现的至少有3种Na+通道、5种K+通道、3种 Ca2+通道。 主要分布: 神经轴突、骨骼肌、 心肌细胞的一般细胞膜 上。 作用: 产生动作电位
如:Na+通道由质量大的亚单位、两个 较小的1、2亚单位组成,其中亚单 位包括4个结构类似的结构域,在膜中 以螺旋形式存在,包绕成一个通道样 结构
6、电紧张——直流电通电过程中及断电后的短时 间内组织的兴奋性发生变化的现象为电紧张。
通电过程中阴极部位的组织兴奋性增高为阴极电 紧张,而阳极部位的组织兴奋性降低为阳极电紧 张;断电后即刻阳极部位的组织兴奋性升高为阳 极后加强,阴极部位的组织兴奋性降低为阴极后 压抑;
二、神经肌肉的跨膜电位
生物电现象:生物体在生命活动过程中所表现的 电现象(电位的变化)。 1763年 Galvani 发现青蛙的生物电; 1830年电流计产生,证明神经损伤电位, 新鲜的蛙坐骨神经的损伤电位约为30mv; 1939年起英国Hodgkin和Huxley对枪乌贼的 巨大神经轴突用胞内记录法证实静息电位的膜 学说 。
第二章 神经肌肉的一般生理特性
第一节 细胞的跨膜物质运输和信号传 递功能
第二节 神经肌肉的兴奋和兴奋性 第三节 神经冲动的产生与传导 第四节 兴奋由神经向肌肉的传递 第五节 肌肉收缩
第一节 细胞的跨膜物质运输 和信号传递功能
一、细胞膜的结构 二、细胞膜的物质运输功能 三、信号分子对靶细胞的作用机理
哺乳动物的神经、肌肉细胞的静息电位约 为 -70mV~-90mV。
形成机制:离子学说
(1)、膜内外离子分布差异(枪乌 贼巨轴突)
mMol
内
外
Na+ 50 460
K+ 400
10
Cl40-100
540
(2)、膜对上述离子的通透性为
Pk : PNa : Pcl=1:0.04:0.02
(3)、 在静息状态下,膜对Na+的通 透性小,而对K+的通透性较大,细胞 内外的K+浓度差推动K+从膜内向膜外 扩散,而负电荷的蛋白质不能外流, 使膜外积累正电荷,膜内积累负电荷, 产生外正内负的电位差,这种电位差 阻碍K+的外流。当膜内外K+浓度差 (K+外流动力)与电位差(K+外流阻力) 平衡时, K+跨膜净转运为零,形成外 正内负的平衡电位——静息电位。
3) 机械门控通道
机械刺激通过某种机制使机械感受器细胞膜上的通 道开放,产生感受器电位。
例:听觉毛细胞、肌梭等
各种门控通道完成的跨膜信号转导特点: (1)速度相对较快 (2)对外界作用出现反应的位点较局限。
2、与G蛋白偶联进行信号传递
G蛋白(鸟苷酸结合蛋白 ): 由、β、γ三个亚单位构成
外界化学因子与受体结合(1)——激活 与其耦联的G蛋白(2),G蛋白的-亚 单位与其他两种亚单位分离,并结合 GTP——作用于效应器酶(3)(如 cAMP酶)——第二信使含量增加并发挥 作用。
3、原癌基因作为第三信号参 与跨膜信号传递
第二信使激活一类核蛋白(称之为第三信使, 即刻早期基因,属于原癌基因家族)——核 蛋白与靶基因的特异序列结合——发挥转录 因子的作用。
第二节 神经肌肉的兴奋和兴 奋性
一、神经和肌肉的兴奋性
(一)、刺激与反应
刺激: 引起机体活动状态发生变化的任何环 境变化因子。
1、损伤电位——将电位计一端置于神经—
肌肉的表面,另一端置于损伤部位,测得 损伤部位为负,完整部位为正的电位。
2、静息电位——细胞在静息状态下,存在于
细胞膜两侧的外正内负的电荷状态
细胞安静时的膜电位表现为膜外为正、膜 内为负的状态,称为极化状态。
蛙、枪乌贼的神经、肌肉细胞的静息电位 约为 -50mV~-70mV。
疏水性非极性基团
(长烃链)
脂质双分子层特点:
① 液态(同层横向移动的流动性) ② 稳定性
意义:细胞可以承受相当大的张力和外形 改 变而不破裂;而且即使膜结构有时发
生一些较小的断裂,也可以自动融合而修 复,仍保持膜的完整性。
脂质双分子层功能:① 屏障作用 ② 传递信息
(二)蛋白质
结构: α螺旋或球形 特点:流动性
易化扩散的影响因素:
①膜两侧物质浓度差和电位差 ②膜上载体的数量或通道开放的数量
载体介导的易化扩散: 在膜高浓度侧载体选择性的与
某物结合,引起构象发生变化,载体移向细胞膜低浓度一 侧是,与结合物分离
特点:结构特异性高;有饱和现象;有竞争性抑制现象。
通道介导的易化扩散: 瞬间是通道激活与失活,离子
在实验中,我们改变作用时间,观 察在不同的作用时间下,刚刚能引 起肌肉收缩所需的最小强度,然后 以作用时间为横轴,以强度为纵轴 作一曲线,即得强度---时间曲线 (近似于等边双曲线)
由图可见,对一个有效刺激,强度和时间成反比关系。 基强度 :无论作用时间多长,引起组织兴奋的最小刺激强度. 时值 : 在强度时间曲线上,两倍于基强度时的作用时间。
细胞静息电位主要是K+外流所形成。
证明: (1)、Nernst 公式
RT Co
E=——— ln ——
nF Ci
R 气体常数,为8.31焦耳
T 绝对温度,为273+摄氏温度
n 离子价数,
F 法拉第常数,为96500
Co外/Ci内 为膜内外离子浓度,(K+)
当温度为37℃时得公式:
Ek= 59.5 Log [K+]o/[K+]i (mV)
一、细胞膜的结构
液态相嵌模型(fluid mosaic model)
以液态的脂质双分子层为基架,其 中镶嵌着具有不同分子结构和不同 生理功能的球形蛋白质
还有少量的糖蛋白和糖脂,可作 为细胞识别的结合点。
(一)脂质双分子层
构成:由双嗜性脂质分子两两相对 排列成双分子层
亲水性极性基团 (磷酸和碱基)
不同形式的外界信号作用于细胞时,通 常并不进入细胞或直接影响细胞内过程, 而是作用于细胞膜表面,通过引起膜结 构中的一种或数种特殊蛋白质分子的变 构作用,将外界环境变化的信息以新的 信号形式传递到膜内,再引发被作用细 胞相应的功能改变,包括细胞出现电反 应或其它功能改变。
1、由本身带有离子通道的受体蛋白质进 行跨膜信号传递
1)由化学门控通道完成的跨膜信号传递
化学物质控制: 递质、 激素等 主要分布:肌细胞的终板膜、神经细胞的突触
后膜及某些嗅、味感受细胞的膜中。 作用:产生局部电位
化学门控通道直接受神经末梢释放的神经 递质等化学物质的控制。如N型乙酰胆碱受 体的通道由1、2、、、五个亚单位组 成梅花状通道样结构,其中1、2与Ach 具有较高的特意性结合能力
②维持正常细胞 体积
③建立势能贮备
主动转运与被动转运的区别
主动转运
被动转运
需由细胞提供能量 逆电-化学势差 使膜两侧浓度差更大
不需外部能量 顺电-化学势差 使膜两侧浓度差更小
3、入胞与出胞作用
入胞作用(endocytosis): 大分子物质进入细胞时,
先与膜接触,经膜凹陷、包裹、脱离等进入细胞的过程,称之为入 胞作用,包括吞噬作用(颗粒)和胞饮作用(液体)
顺浓度梯度差移动
特点:有一定特异性,但没有载体严格;可以处于开放或关闭的不同功 能状态,其通透性变化快, 通道开闭取决于膜电位或化学信号
通道介导的易化扩散