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1、细胞的电活动 生物电 细胞在进行生命活动时都伴有电现象 称为生物电 膜内外离子浓度差 细胞的生物电是由一些带电离子跨细胞膜流动而产生的 表现为一定的跨膜电位 简称膜电位 膜内外正负电荷 电位 膜电位 静息电位动作电位机体所有的细胞都具有静息电位 而动作电位则仅见于神经细胞 肌细胞和部分腺细胞 生物电信号是细胞电活动的总和 静息电位 安静情况下细胞膜两侧存在的外正内负且相对平稳的电位差 称为静息电位 静息态产生机制 1 平衡电位2 通透性3 钠泵的作用 Nernst公式 离子的平衡电位EquilibriumPotential 离子通透性 钠泵的生电作用 影响静息电位水平的因素 1 细胞外液K 浓
2、度2 膜对K 和Na 的相对通透性3 钠泵的活动水平 动作电位 动作电位是指细胞在静息电位基础上接收有效刺激后产生的一个迅速的可向远处传播的膜电位波动 动作电位的形成过程 1 去极化刺激 GNa增大 Na 内流 膜去极化2 复极化达到峰值 GK延迟增大 K 外流 膜复极化 电压门控钠通道开放 动作电位的触发 阈强度 能使细胞产生动作电位的最小刺激强度称为阈强度阈刺激 相当于阈强度的刺激称为阈刺激 动作电位的传播 动作电位在同一细胞上的传播动作电位在细胞之间的传播 动作电位在同一细胞上的传播 提高动作电位传导速度的方法 有脊椎动物 髓鞘无脊椎动物 增加突出直径 电紧张电位 由于外加电流的作用 引
3、起细胞膜电位发生的变化 超极化或去极化 特点 被动反应 局限 分级性 电紧张性扩布 电紧张电位 电紧张电位的常数 时间常数 空间常数 增大电紧张电位的生成速度 减小 减小电紧张电位的衰减速度 增大 髓鞘的作用 髓鞘既有减小膜电容 又有增大膜电阻的作用 因此能够大大提高动作电位的传播速度 郎飞结 中转站 个数明显减少 还能减少能力消耗 动作电位在细胞之间的传播 缝隙连接是一种特殊的细胞间连接方式 可使动作电位在细胞之间直接传播 动作电位后Na K 梯度的重建 Na K pump Recharging process 第二章细胞的基本功能 二 一 选择题1 B2 D3 A4 C5 ABCDE6 A
4、E7 ABCDE二 名词解释1 全或无 现象 动作电位一经出现 其幅度就达到一定的数值 不因刺激的增强而随之增大 动作电位的这一特性称为全或无现象 三 填空1 复极化2 通道易化扩散 问答题 动作电位是细胞受刺激时细胞膜产生的一次可逆的 并且是可传导的电位变化 产生的机制为 阈刺激或阈上刺激使膜对Na 的通透性增加 Na 顺浓度梯度及电位差内流 使膜去极化 形成动作电位的上升支 Na 通道失活 而K 通道开放 K 外流 复极化形成动作电位的下降支 钠泵的作用 将进入膜内的Na 泵出膜外 同时将膜外多余的K 泵入膜内 恢复兴奋前时离子分布的浓度 骨骼肌神经 肌肉接头的结构 接头前膜接头后模 终板
5、膜 接头间隙突触囊泡乙酰胆碱N2型ACh受体阳离子通道 骨骼肌神经 肌肉接头的兴奋传递 人体中的钙 绝大部分存在于骨骼和牙齿 骨骼和牙齿的钙 是人体支架的主要构成成份 称为 骨钙 游离于骨骼和牙齿之外的钙 以离子状态或结合态存在于体液和组织中 虽然含量仅占人体总钙的1 但这部分钙对维持生命功能极其重要 医学上把血液中的钙称为 血钙 血钙与骨钙存在动态平衡 血钙减低 机体启动平衡机制 骨钙溶解入血以保证血钙浓度稳定 人体中的钙 细胞内外的钙离子浓度存在巨大差别 游离胞外的钙浓度是细胞内的钙浓度的1万倍 钙离子不能自由通过细胞膜 细胞膜上有专门供钙离子出入的钙离子通道 胞内胞外的巨大浓度差和专门的
6、通道控制 很容易理解钙离子流对细胞行为的重要性 游离钙离子的重要功能 维持神经和肌肉的的正常反应 促使伤口上的血液凝结 机体中多种酶需要钙激活 钙是机体第二信使 涉及到细胞的信号传递 意义巨大 突触囊泡 突触囊泡 突触囊泡膜上有大量的突触结合蛋白突触结合蛋白 是一类在细胞分泌过程中感受钙离子信号的蛋白质 存在于神经和内分泌细胞的囊泡膜上 被认为是细胞分泌过程中的主要Ca2 感受器 与Ca2 结合后触发囊泡的出胞 乙酰胆碱 乙酰胆碱在胞浆中合成 合成后由小泡摄取并贮存起来 乙酰胆碱是一种神经传递介质 能特异性地作用于各类胆碱受体可引起受体膜产生动作电位发挥生理作用后 被乙酰胆碱酯酶水解成胆碱和乙
7、酸 而失活 使终板膜恢复到接受新兴奋传递的状态 N2型ACh受体阳离子通道 N2型ACh受体阳离子通道是一种化学门控通道 当与ACh结合后 发生构象变化及通道的开放 引起Na K 和Ca2 的跨膜流动它们的跨膜流动造成终板膜的去极化 并以终板电位的形式将信号传给周围肌膜 引发肌膜的兴奋和肌细胞的收缩 从而实现ACh的信号跨膜转导 ACh的量子式释放 接头前膜一次动作电位引发的终板电位 EPP 是由大量囊泡同时释放引起的微终板电位 MEPP 总和而形成的 肌细胞的收缩 人体的肌肉组织可分为骨骼肌 心肌和平滑肌三类其中骨骼肌和心肌统称为横纹肌依据受神经支配和控制的差异 肌肉组织可分为随意肌和非随意
8、肌 肌肉收缩 横纹肌细胞的结构特征 横纹肌细胞收缩机制 横桥周期 1 横桥分解ATP为ADP和Pi 部分能量用于复位 此时对肌动蛋白具有高亲和力 2 Ca2 与肌钙蛋白结合 肌动蛋白暴露结合点 与横桥结合 3 横桥构象改变 头部向桥臂方向扭动 拖动细肌丝向M线方向滑行 同时 ADP和Pi被解离 4 横桥再次结合ATP 导致对肌动蛋白亲和力降低而分离 肌肉收缩需要ATP和Ca2 上一节讲到骨骼肌动作电位那么 骨骼肌动作电位是如何为肌细胞提供ATP和Ca2 的呢 横纹肌细胞的兴奋 收缩耦联 将横纹肌细胞产生动作电位的电兴奋过程与肌丝滑行的机械收缩联系起来的中介机制或过程 称为兴奋 收缩耦联 骨骼肌
9、细胞的动作电位与神经细胞动作电位十分相似 形成机制相同 心肌细胞的动作电位依细胞类型不同而异 肌管系统 L 型钙通道 L typecalciumchannel 是一种电压依赖性钙通道的类型钙通道 T管膜或肌膜中的L型钙通道与JSR膜中的钙释放通道相对应 兴奋 收缩耦联 肌丝滑行过程 影响横纹肌收缩效能的因素 负荷肌肉收缩能力收缩的总和等 平滑肌 平滑肌是构成气道 消化道 血管 泌尿生殖器等器官的主要组织成分 这些器官不仅依赖平滑肌的紧张性收缩来对抗重力或外加负荷 保持器官的正常形态 并借助于平滑肌收缩而实现其运动功能 平滑肌属于非随意肌 其舒缩活动受自主神经的调控 平滑肌分类 单个单位平滑肌多
10、单位平滑肌 平滑肌与横纹肌的区别 无肌节结构 不显横纹没有Z盘粗肌丝结构不同于横纹肌 以相反的方向在不同方位上伸出横桥 没有内陷T管 收缩缓慢 平滑肌收缩的触发因子 平滑肌收缩因子也是Ca2 电 机械耦联Ca2 主要来源于细胞外药物 机械耦联不产生动作电位 药物直接诱发胞质中Ca2 浓度的升高 心脏的电生理学及其生理特征 与神经 骨骼肌相比 心肌细胞动作电位的特点是持续时间长 形态复杂 心肌细胞分类 根据组织学和电生理学特点 工作细胞 包括心房肌和心室肌 它们有稳定的静息电位 主要执行收缩功能 自律细胞 包括窦房结 房室结 房室束和浦肯野细胞 它们组成心内特殊传导系统 大多数没有稳定的静息电位
11、 并可自动产生节律性兴奋 心肌细胞分类 根据动作电位去极化的快慢及其产生机制 快反应细胞 去极化速度快 幅度大 复极化过程缓慢 分时相 慢反应细胞 去极化速度慢 幅度小 复极化过程缓慢 不分时相 心脏各部分心肌细胞的跨膜电位 心脏的起搏点 在心脏自律组织中 以窦房结P细胞的自律性为最高 每分钟约70次 产生兴奋并控制整个心脏活动的自律组织通常是自律性最高的窦房结 故窦房结是心脏活动的正常起搏点 由窦房结起搏而形成的心脏节律称为窦性节律 窦房结P细胞的动作电位 心肌的传导性 心肌的传导性是指心肌细胞具有传导兴奋的能力或特性 相邻心肌细胞之间以闰盘相连接 从而实现细胞间的兴奋传导 兴奋在心脏内的传导 窦房结 心房肌 房室结 房室束 浦肯野纤维 心室肌 心室肌细胞动作电位 心肌收缩特点 心肌和骨骼肌同属横纹肌 心肌细胞的收缩也由动作电位触发 也通过兴奋 收缩耦联使肌丝滑行而引起 特点 1 同步收缩2 不发生强直收缩3 对细胞外Ca2 依赖性P48 人有了知识 就会具备各种分析能力 明辨是非的能力 所以我们要勤恳读书 广泛阅读 古人说 书中自有黄金屋 通过阅读科技书籍 我们能丰富知识 培养逻辑思维能力 通过阅读文学作品 我们能提高文学鉴赏水平 培养文学情趣 通过阅读报刊 我们能增长见识 扩大自己的知识面 有许多书籍还能培养我们的道德情操 给我们巨大的精神力量 鼓舞我们前进
