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1、第二章 细胞的基本功能 第三节 生物电现象 （一）生物电现象的观察和记录方法（一）生物电现象的观察和记录方法 一、细胞的生物电现象及其产生机制一、细胞的生物电现象及其产生机制 Resting Potential （二）细胞的静息电位和动作电位 静息电位：细胞未受刺激时膜两侧的电位差。 动作电位： 细胞受刺激时，细胞膜在静 息电位基础上发生的一次迅速而 短暂的可扩布性电位。 （二）细胞的静息电位和动作电位 Action PotentialAction Potential 极 化:静息电位存在时膜两侧保持的内负外正的状态。 去极化:静息电位减小甚至消失的过程。 反极化:膜内电位由零变为正值的过程。
2、 超射值:膜内电位由零到反极化顶点的数值。 复极化:去极化、反极化后恢复到极化的过程。 超极化:静息电位增大的过程。 膜电位状态 AP的波形 AP的意义：兴奋的标志 AP的特点： （1）“全或无”现象 （2）不衰减传导 （3）脉冲性 膜 学 说 （三）生物电现象的产生机制 静息电位和钾平衡电位静息电位和钾平衡电位 NernstNernst公式公式: : 1、细胞内钾浓度高于细胞外， 安静时膜对钾的通透性较 大，故钾外流聚于膜外， 带负电的蛋白不能外流而 滞于膜内，使膜外带正电， 膜内带负电。 RP产生机制 2 2、当促使钾外流的钾浓度势能差同阻碍钾外流、当促使钾外流的钾浓度势能差同阻碍钾外流
3、的电势能差（钾外流导致的外正内负）相等的电势能差（钾外流导致的外正内负）相等 时，钾跨膜净移动量为零，故时，钾跨膜净移动量为零，故RPRP相当于相当于EkEk。 RPRP产生过程产生过程 锋电位和钠平衡电位锋电位和钠平衡电位 AP产生机制 1、上升支：细胞受刺激时，膜对钠的通透性增加， 钠平衡电位 2、下降支:钠通道关闭,钾通道开放,钾外流引起. 随后 钠泵工作,泵出钠、泵入钾,恢复膜两侧原浓度差. 电导及AP G G NaNa和和G G K K 变化曲线的特点：变化曲线的特点： 电压依从性，由去极 化激活， GNa激活早， 是AP上升支基础； 激活晚，是AP下降支 基础。 电压钳、膜片钳技术
4、 v内向电流、外向电流、配合不同阻断剂 v不同膜电位水平下，钠通道开放率 v但动作电位产生时，不需要直接刺激到最大 开放率 v达到临界值，即可产生正反馈 膜片钳实验: 观察通道状态 钠 电 流 兴奋的引起和兴奋的传导机制 （一）阈电位和锋电位的引起 阈电位：膜内负电位去极化到能引起动作电位的临界值。 v宏膜电流、钾漏通道（非门控通道） v钠通道三种状态：关闭、激活、失活 v恢复条件？速度？ v药物干预 局部兴奋：细胞受刺激时膜电位的轻微去极化 。 特性： 1 随阈下刺激增大而增大 2 电紧张性扩布 3 总和现象（时间性、空间性） 局部兴奋及其特性 局部反应 阈下刺激引起 钠通道少量开放 反应等
5、级性 有总和效应 衰减性传播 动作电位 阈(上)刺激引起 钠通道大量开放 “全或无” 无 非衰减性传播 局部反应与局部反应与APAP的区别的区别 传导：兴奋在同一细胞上传播的过程。 局部电流：已兴奋处和未兴奋处因电位差而引起的电荷移动。 兴奋在同一细胞上的兴奋在同一细胞上的传导机制传导机制 v局部电流、局部反应、局部反应、局部兴奋 有髓神经纤维传导兴奋的方式有髓神经纤维传导兴奋的方式跳跃式传导跳跃式传导 电紧张性扩布电紧张性扩布 分 期 兴奋性 反 应 绝对不应期 零 对任何刺激不起反应 相对不应期 低于正常 对阈上刺激起反应 超 常 期 稍高于正常 对阈下刺激可起反应 低 常 期 稍低于正常
6、 对阈上刺激起反应 （三）组织兴奋及其恢复过程中（三）组织兴奋及其恢复过程中兴奋性的变化兴奋性的变化 绝对不应期 相对不应期 超常期 低常期 意义： 连续刺激不能引起AP的融合. 决定AP产生的最大次数. 绝对不应期 AP产生的最大频率=1/绝对不应期 （理论值） v相对不应期+超常期=负后电位 v低常期=正后电位 第四节第四节 肌细胞的收缩功能肌细胞的收缩功能 神经肌肉接头结构神经肌肉接头结构 传递过程： 神经-骨骼肌接头处的兴奋传递 AP轴突末梢钙通道开放钙内流 ACh释放(量子释放)、扩散；与终板膜化学门控 通道结合 通道开放钠内流为主/钾外流终 板电位后者扩布使邻近肌膜去极化达阈电位
7、AP。 神经肌肉接头兴奋传递过程神经肌肉接头兴奋传递过程 递质分解 二、骨骼肌的微细结构 （一）肌原纤维和肌小节 肌原纤维 肌小节： 1/2明带+暗带+1/2明带 （二）肌管系统 纵管及横管 ;三联管 肌管的作用 横 管：传AP至肌细胞深部 纵 管：贮存、释放、聚积钙 三联管：兴奋- 收缩耦联部位 骨骼肌的收缩机制 （一）肌丝的分子组成 粗肌丝：由肌凝蛋白组成 横桥特性： 1、与肌纤蛋白结合，扭动、解离、 复位、再结合. 2、有ATP酶活性 细肌丝： 由肌纤蛋白、原肌凝蛋白和肌钙蛋白质组成 肌丝滑行过程 肌膜AP经横管传至三联管终池释放钙肌浆钙 增多肌钙蛋白与钙结合而变 构原肌凝蛋白变构、解抑
8、横桥与肌纤蛋白结合并分解 ATP 横桥内扭、解离、复位、再结合不断循环将细肌 丝拖向M线肌小节缩短（收缩）； 钙泵将钙泵入终池肌浆钙减少肌钙蛋白脱下 钙而变构原肌凝蛋白变构并 重建阻抑细肌丝滑回原位（舒张）。 骨骼肌的兴奋-收缩耦联 概念：将电兴奋和肌丝滑行联系起来的过程。 过程: 1 电兴奋通过横管传到肌纤维深部 2三联管传递信息 3肌浆网对钙的释放和再聚积 三联管 信息传递 1、钙内流 触发 2、IP3触发 三、骨骼肌收缩的外部三、骨骼肌收缩的外部 表现和力学分析表现和力学分析 （一）前负荷对肌肉收缩的影响 前负荷：肌肉收 缩前遇到的负荷 。 前负荷 前负荷对肌肉收缩的影响 1、在一定范围内，前负荷愈大，初长度愈长，收缩力愈强； 2、最适初长度时，肌肉收缩能使肌肉产生最大张力； 3、前负荷过大，初长度过长，收缩力降低。 后负荷对肌肉收缩的影响 后负荷：肌肉收缩时才遇到的负荷。 后 负 荷 影 响 1、先产生张力，后出现缩短，缩短发生后张力不再增加。 2、后负荷愈大，张力愈大，缩短出现愈迟，缩短的初速度 和总长度愈小。 肌肉收缩能力对肌肉收缩的影响 概念：能影响肌肉收缩效果的肌肉内部功能状态 。 收缩能力收缩效果 收缩能力收缩效果 单收缩和复合收缩 单收缩：肌肉受低频刺激而出现的独立收缩。 复合收缩：肌肉受高频刺激而出现的叠加收缩。