细胞的基本功能3ppt课件

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1、第二章 细胞的根本功能.一、一、 细胞膜的构造和物质转运功能细胞膜的构造和物质转运功能 内容：内容： 1. 1.细胞膜的构造细胞膜的构造 2. 2.单纯分散单纯分散 3. 3.易化分散易化分散 4. 4.自动转运自动转运 5. 5.继发转运继发转运 6. 6.出胞和入胞出胞和入胞被动转运.“液液态镶嵌模型嵌模型 1 1、脂、脂质双分子双分子层为基架：膜具基架：膜具流流动性性 2 2、镶嵌蛋白嵌蛋白质：-螺旋或球形螺旋或球形构造、构造、 构型不同、功构型不同、功能不同能不同 3 3、糖、糖类在外表：与脂在外表：与脂质或蛋白或蛋白结合成合成 糖脂、糖蛋白、糖脂、糖蛋白、成成为 抗原抗原一、细胞膜的

2、化学组成和分子构造一、细胞膜的化学组成和分子构造.n 细胞膜脂质细胞膜脂质 磷脂类磷脂类7070n胆固醇胆固醇3030n鞘脂类少量鞘脂类少量n特点：双嗜性分子特点：双嗜性分子n 熔点低熔点低.n 细胞膜蛋白胞膜蛋白构造：构造：- - 螺旋或球形构造螺旋或球形构造存在方式存在方式n 外表蛋白：附着于膜的外表蛋白：附着于膜的内外表或外外表。内外表或外外表。 整合蛋白：整合蛋白：肽链一次或多次穿一次或多次穿越脂越脂质双双层n 如：如：载体、离子通道、体、离子通道、离子离子泵 3. 3.功能：功能： 细胞骨架、胞骨架、酶蛋白、蛋白、转运蛋运蛋白、白、n 受体蛋白受体蛋白n 细胞膜的糖胞膜的糖类n 以糖

3、脂、糖蛋白方式存在以糖脂、糖蛋白方式存在.二、膜的跨膜物质转运功能二、膜的跨膜物质转运功能n一单纯分散一单纯分散n二易化分散二易化分散n三自动转运三自动转运n四出胞和入胞四出胞和入胞被动转运被动转运.1.1.概念：脂溶性物概念：脂溶性物质顺浓度差度差经过细胞膜胞膜的的过程。程。2.2.影响要素：影响要素： 膜两膜两侧分子的分子的浓度差度差 膜膜对物物质的通透性的通透性 3.3.单纯分散物分散物质：O2O2、CO2CO2一单纯分散一单纯分散 Simple diffusionSimple diffusion.二易化分散facilitated diffusionn概念：不溶于或难溶于脂质的物质在细概

4、念：不溶于或难溶于脂质的物质在细胞膜构造中的特殊蛋白协助下顺浓度差胞膜构造中的特殊蛋白协助下顺浓度差经过细胞膜的过程。经过细胞膜的过程。n分类：分类：1.载体介导的易化分散载体介导的易化分散n 2.通道介导的易化分散通道介导的易化分散.1.经载体介导的易化分散 特征 : 1转运方向顺浓度梯度 2饱和景象膜上的载体和载体的结合位点是有限的 3载体与溶质的结合具有化学构造特异性 4化学构造类似的溶质经同一载体转运时会出现竞争性抑制.2.经通道易化分散n特征：离子选择性和门控特性n 1. 离子选择性:每种通道只对一种或几种离子有较高的通透特性，而对其它离子那么不易或不能经过。n 2.门控特性:通道对

5、离子的导通,表现为开放和封锁两种形状.处于激活形状的通道是开放的,处于失活形状的通道是封锁的.可分为:电压门控通道、化学门控通道和机械门控通道。.电压门控通道.n水的跨膜转运n水分子由浸透压低的一侧向浸透压高的一侧挪动。转运速度主要取决于对水的通透性n水通道：AQP水孔蛋白.易化分散共同特点：易化分散共同特点： 1 1、由高浓度到低浓度分散离子、由高浓度到低浓度分散离子 分散与电位差有关分散与电位差有关 2 2、转运蛋白与转运物质间有选择性、转运蛋白与转运物质间有选择性 3 3、转运蛋白的功能受环境要素的影、转运蛋白的功能受环境要素的影响响.n被动转运被动转运n单纯分散及经载体和通道介导的易化

6、分单纯分散及经载体和通道介导的易化分散不耗能量；顺浓度梯度或电位梯度散不耗能量；顺浓度梯度或电位梯度n自动转运自动转运n分原发性和继发性自动转运耗费能量；分原发性和继发性自动转运耗费能量；逆浓度梯度或电位梯度逆浓度梯度或电位梯度.三自动转运n定义：细胞直接利用代谢产生的能量将物质逆浓度梯度或电位梯度进展跨膜转运的过程。n代表例子： Na-K-ATP酶NaK泵n分类：原发性和继发性.n化学本化学本质和功能特点和功能特点n Na+泵是是Na+/K+依依赖式式ATP酶，当，当细胞胞膜膜n 内内Na+和膜外和膜外K+浓度升高度升高时泵激活。激活。n 逆逆电-化学梯度化学梯度转运，耗运，耗费能量能量n

7、耦耦联转运运Na+和和K+n 每分解每分解1分子分子ATP，移出，移出3个个Na+至至细胞胞n 外，外，2个个K+移入移入细胞内。胞内。n 哇巴因抑制其作用哇巴因抑制其作用.Na-K-ATP酶NaK泵.(2)Na-K泵的生理意义 呵斥呵斥细胞内外离子分布不均是胞内外离子分布不均是细胞生物胞生物电活活动的前提；且胞内高的前提；且胞内高钾也是也是细胞代胞代谢活活动所必需的所必需的 防止胞内防止胞内钠升高，升高，维持胞持胞浆浸透浸透压和和细胞形状胞形状 逆逆浓度差度差电位差位差转运，建立起一种运，建立起一种势能能贮藏，藏，这种种势能是能是细胞内外胞内外Na-KNa-K等等顺着着浓度差和度差和电位差位

8、差挪挪动的能量来源的能量来源.继发性自动转运定义：物质在进展逆浓度梯度或电位梯度跨膜转运时，所需的能量并不直接来自ATP的分解，而是利用钠泵分解ATP释放能量建立起来的膜两侧Na的浓度势能差，这种间接利用ATP能量的自动转运过程成为继发性自动转运。.继发性自动转运肾小管的重吸收.自动转运自动转运被动转运被动转运需由细胞提供能量需由细胞提供能量不需外部能量不需外部能量逆电逆电-化学势差化学势差顺电顺电-化学势差化学势差使膜两侧浓度差更大使膜两侧浓度差更大使膜两侧浓度差更小使膜两侧浓度差更小.四出胞和入胞1.出胞是指胞质内大分子物质以分泌囊泡的方式排出细胞的过程。如：外分泌腺的分泌；突触囊泡的释放

9、2.入胞是指大分子物质或物质的团块借助于细胞膜构成吞噬泡或吞饮泡的方式进入细胞的过程，并分为吞噬和吞饮。吞饮又分为液相入胞和受体介导入胞.受体介导入胞.第二节第二节 细胞的跨膜信号转导功能细胞的跨膜信号转导功能.一、跨膜信号转导概念的提出一、跨膜信号转导概念的提出n不同方式的细胞接受外来多种多样的刺激信号并不同方式的细胞接受外来多种多样的刺激信号并引起相应反响时有明显的共性：引起相应反响时有明显的共性：n1.1.外界信号经过跨膜信号转导外界信号经过跨膜信号转导transmembrane transmembrane singnal transductionsingnal transduction

10、或跨膜信号传送或跨膜信号传送transmembrane signalingtransmembrane signaling过程来影响靶细胞过程来影响靶细胞n2.2.转导过程是经过几种类似的途径或方式实现的，转导过程是经过几种类似的途径或方式实现的，相应的蛋白质分子具有很大的同源性。相应的蛋白质分子具有很大的同源性。 .n配体：细胞间传送信息的物质通称为配配体：细胞间传送信息的物质通称为配体，包括各种神经递质、激素、细胞因体，包括各种神经递质、激素、细胞因子、气体分子子、气体分子n受体：是指存在于细胞膜或细胞内的特受体：是指存在于细胞膜或细胞内的特殊蛋白，能特异性识别生物活性分子殊蛋白，能特异性识

11、别生物活性分子配体并与之结合，进而诱发生物效应。配体并与之结合，进而诱发生物效应。.二、跨膜信号转导方式二、跨膜信号转导方式n1 G1 G蛋白耦联受体介导的信号转导蛋白耦联受体介导的信号转导n2 2 酶耦联受体介导的信号转导酶耦联受体介导的信号转导n3 3 离子通道介导的信号转导离子通道介导的信号转导.1 G1 G蛋白耦联受体介导的信号转导蛋白耦联受体介导的信号转导n参与参与G G蛋白耦联受体介导的信号转导的信号分子：蛋白耦联受体介导的信号转导的信号分子：n膜受体膜受体 G G蛋白耦联受体蛋白耦联受体nGTPGTP结合蛋白结合蛋白G G蛋白蛋白nG G蛋白效应器：酶和离子通道蛋白效应器：酶和离

12、子通道n第二信使细胞外信号作用于细胞膜后产生的细胞内信第二信使细胞外信号作用于细胞膜后产生的细胞内信号分子号分子n蛋白激酶蛋白激酶.第二信使及其作用1.cAMP激活蛋白激酶APKA，PKA使酶蛋白或通道蛋白磷酸化2.IP3和DG3.cGMP激活cGMP依赖性Na+通道4.Ca2+激活依赖于Ca2+的钙调蛋白ACATPcAMPPLCPIP2IP3DG+IP3受体受体内内质网或肌网或肌浆网中网中Ca2+的的释放放化学门控的化学门控的Ca2+释放通释放通道道激活蛋白激激活蛋白激酶C(PKC)GCGTPcGMP.G G蛋白耦联受体介导的几种主要信号转导方式蛋白耦联受体介导的几种主要信号转导方式n1cA

13、MP-PKA途径.n2IP3-Ca2+途径3DG-PKC途径.n4G蛋白-离子通道途径nG蛋白可间接或直接经过第二信使调理离子通道的活动以进展信号的转导n例如：心肌M受体耦联Gi，激活Ach门控K通道.2 2 酶耦联受体介导的信号转导酶耦联受体介导的信号转导n1经过酪氨酸激酶受体介导的信号转导n具有酪氨酸激酶的受体n结合酪氨酸激酶的受体.n(2)经过鸟苷酸环化酶受体介导的信号转导 .3 离子通道介导的信号转导离子通道介导的信号转导n种类：种类：n化学门控通道化学门控通道n电压门控通道电压门控通道n机械门控通道机械门控通道跨膜电流跨膜电流带电离子跨膜挪动带电离子跨膜挪动细胞功能改动细胞功能改动通

14、通道道开开放放膜两侧电位改动膜两侧电位改动.第三节第三节 细胞的兴奋性和生物电景象细胞的兴奋性和生物电景象n刺激刺激n反响反响 兴奋n 抑制抑制n兴奋性性n可可兴奋组织.一、神经和骨骼肌细胞的生物电景象n神经肌肉标本神经肌肉标本n景象：刺激神经后可以看到肌肉一次快速景象：刺激神经后可以看到肌肉一次快速的缩舒的缩舒n结论：神经纤维受刺激处产生了电信号，结论：神经纤维受刺激处产生了电信号，以一定的速度传向肌肉，在肌肉外表产生类似以一定的速度传向肌肉，在肌肉外表产生类似的电变化，肌肉的缩舒发生在肌肉的电变化之的电变化，肌肉的缩舒发生在肌肉的电变化之后。后。n兴奋性：组织细胞对外界刺激产生反响的才干。

15、兴奋性：组织细胞对外界刺激产生反响的才干。n兴奋：组织细胞受外界刺激产生的反响。兴奋：组织细胞受外界刺激产生的反响。组织细胞受外界刺激产生动作电位的才干。组织细胞受外界刺激产生了动作电位.一生物电景象的察看和记录方法一生物电景象的察看和记录方法n1复合动作电位n2单细胞动作电位n 电压钳n 膜片钳.二细胞的跨膜静息电位和动作电位二细胞的跨膜静息电位和动作电位n胞膜两侧的电位差，称为跨膜电位，简称为膜电位。n 1静息电位n 2动作电位.1、静息电位、静息电位Resting Potential一概念 ：一切细胞，或兴奋细胞处于静息形状时的跨膜电位，称为静息电位。.二产活力制 细跑膜是一种具有选择性

16、通透的半透膜，在膜内外离子分布不均一性的根底上，细胞膜对某种离子的通透性(即离子电导)发生改动将导致细胞膜两侧发生电位变化。.细胞内液离子浓度mmol/L细胞外液离子浓度mmol/LNa+12.0145.0K+155.04.0Cl3.8120.0A155.0 哺乳动物骨骼肌细胞内、外主要离子的浓度 .生成机理 静息电位的生成有两个要素： 其一是钠泵在向细胞膜外转运Na+的过程中，呵斥膜内负离子过剩； 其二，当膜处于静息形状下，钾通道开放，膜的gK+增高，因此，膜内的K+顺浓度梯度向膜外分散而产生膜内负离子过剩。还有，细胞膜外K+的浓度会影响静息电位程度.1 1、细胞内钾浓度高于细胞外，、细胞内

17、钾浓度高于细胞外，安静时膜对钾的通透性较大，安静时膜对钾的通透性较大，故钾外流聚于膜外，带负电的故钾外流聚于膜外，带负电的蛋白不能外流而滞于膜内，使蛋白不能外流而滞于膜内，使膜外带正电，膜内带负电。膜外带正电，膜内带负电。2 2、当促使钾外流的钾浓度势、当促使钾外流的钾浓度势能差同妨碍钾外流的电势能差能差同妨碍钾外流的电势能差钾外流导致的外正内负相钾外流导致的外正内负相等时，钾跨膜净挪动量为零，等时，钾跨膜净挪动量为零，故故RPRP相当于钾平衡电位。相当于钾平衡电位。.n其准确数值可按Nernst公式计算： R:气体常数 T:绝对温度 Z:离子价 F:法拉第常数R:气体常数 T:绝对温度 Z:

18、离子价 F:法拉第常数 计算值比测定值稍高，主要是静息时有少量Na+内移，抵消部分K+外移呵斥的电位差数值。.2、动作电位、动作电位n一概念n 细胞受刺激时，细胞膜在静息电位根底上发生的一次迅速而短暂的可扩布性电位。.二动作电位的时相 极极 化化 静息电位存在时膜两侧坚持的内负外静息电位存在时膜两侧坚持的内负外 正的形状。正的形状。去极化去极化 静息电位减小甚至消逝的过程。静息电位减小甚至消逝的过程。反极化反极化 膜内电位由零变为正值的过程。膜内电位由零变为正值的过程。超射值超射值 膜内电位由零到反极化顶点的数值。膜内电位由零到反极化顶点的数值。复极化复极化 去极化、反极化后恢复到极化的过程。

19、去极化、反极化后恢复到极化的过程。超极化超极化 静息电位增大的过程。静息电位增大的过程。.ApAp的特点的特点“全或无全或无(all-or-none) ：动作作电位一旦位一旦产生就到达最大生就到达最大值，其，其变化幅度不会因刺激的加化幅度不会因刺激的加强而增大，也就是而增大，也就是说，动作作电位要么不位要么不产生生(无无)，一旦，一旦产生就到达最大生就到达最大(全全)，这称称为“全或无全或无 ；可可扩播性：播性：动作作电位位产生后迅速向周生后迅速向周围扩播，直至整个播，直至整个细胞的胞的细胞胞膜都依次膜都依次产生生动作作电位；位；不衰减性不衰减性传导：在：在扩播播过程中，它的幅度不会由于程中，

20、它的幅度不会由于扩布布间隔的添加隔的添加而减小而减小.三产活力理钠平衡电位1 1、上升支：、上升支：细胞受刺激胞受刺激时，膜，膜对钠的通透性添的通透性添加，因膜外加，因膜外钠浓度高于膜内且受膜内度高于膜内且受膜内负电的吸的吸引，故引，故钠内流引起上升支直至内移的内流引起上升支直至内移的钠在膜内在膜内 构成的正构成的正电位足以阻止位足以阻止钠的的净移入移入时为止止ENa)ENa)。 河豚毒河豚毒2 2、下降支：、下降支：钠通道封通道封锁，钾通道开放，通道开放，钾外外 流引起。随后流引起。随后钠泵任任务，泵出出钠、泵入入钾， 恢复膜两恢复膜两侧原原浓度差。度差。 四乙胺四乙胺.去极化复极化.动作电

21、位的离子机制动作电位的离子机制上升支上升支下降支下降支正后电位正后电位膜对膜对Na+通透性添加通透性添加Na+Na+内流、膜去极化内流、膜去极化膜去极化达阈电位程度膜去极化达阈电位程度钠迅速内流，超射达钠迅速内流，超射达Na+平衡电位平衡电位 K+外流、复极化至静息电位程度外流、复极化至静息电位程度快快Na+通道失活、通道失活、 K+通透性添加通透性添加Na+ - K+Na+ - K+泵活动、恢复离子分布泵活动、恢复离子分布阈刺激阈刺激.AP.AP过程中细胞膜通透性的改动过程中细胞膜通透性的改动 ： 上升支：膜对上升支：膜对Na+Na+的通透性添加，超越对的通透性添加，超越对K+K+的通透的通

22、透性性 。 当内移的当内移的Na+Na+在膜内构成的正电位足以阻止在膜内构成的正电位足以阻止Na+Na+的净移入时，此时的膜两侧的电位差为的净移入时，此时的膜两侧的电位差为Na+Na+的平衡电位。的平衡电位。下降支：膜对下降支：膜对Na+Na+的通透性忽然减小，对的通透性忽然减小，对K+K+的的 通透性逐渐增大通透性逐渐增大负后电位：复极时快速外流的负后电位：复极时快速外流的K+K+蓄积在膜外侧蓄积在膜外侧暂时妨碍暂时妨碍K+K+外流外流正后电位：生电性钠泵活动正后电位：生电性钠泵活动 .二、兴奋的引起和兴奋在同一细胞上的传导二、兴奋的引起和兴奋在同一细胞上的传导一刺激引起兴奋的条件一刺激引起

23、兴奋的条件二阈电位与动作电位二阈电位与动作电位三阈下刺激、部分反响及其总和三阈下刺激、部分反响及其总和四细胞兴奋及其恢复过程中兴奋性四细胞兴奋及其恢复过程中兴奋性的周期变化及其本质的周期变化及其本质五兴奋在同一细胞上的传导五兴奋在同一细胞上的传导.一刺激引起兴奋的条件一刺激引起兴奋的条件n刺激和刺激和兴奋n 刺激；刺激； 兴奋 ；兴奋性性n刺激：刺激：细胞所胞所处环境要素的境要素的变化化n兴奋：APAPn兴奋性：可性：可兴奋细胞受刺激后胞受刺激后产生生动作作电位的位的才干才干.刺激的三要素：刺激的三要素： 1 1、强度度; 2; 2、时间; 3; 3、强度度- -时间变化率化率 在在坚持持强度

24、度时间变化率不化率不变的条件下，的条件下，如刺激如刺激继续时间不受限制，引起不受限制，引起组织兴奋所需所需的最小刺激的最小刺激强度称度称为基基强度。度。 用基用基强度作度作为刺激，引起刺激，引起细胞胞兴奋所需求所需求的最短的最短时间称称为利用利用时 两倍基两倍基强度的刺激引起度的刺激引起组织兴奋的最短刺的最短刺激激继续时间称称为时值。 .阈值：时间和强度-时间不变，最小刺激强度阈刺激：相当于阈强度的刺激n低于或高于阈强度的刺激，分别称为阈低于或高于阈强度的刺激，分别称为阈下刺激或阈上刺激下刺激或阈上刺激 n时值和基强度可以作为衡量组织兴奋性时值和基强度可以作为衡量组织兴奋性高低的目的高低的目的

25、n阈值是反映组织兴奋性高低的良好目的阈值是反映组织兴奋性高低的良好目的.二阈电位与动作电位二阈电位与动作电位n能产生动作电位时的膜电位程度，称为阈电位。无论能产生动作电位时的膜电位程度，称为阈电位。无论是电刺激或是神经递质的作用，都必需到达阈电位程是电刺激或是神经递质的作用，都必需到达阈电位程度：才干产生兴奋，即引起扩布性的动作电位。度：才干产生兴奋，即引起扩布性的动作电位。n可以导致膜对可以导致膜对Na+Na+通透性忽然增大的临界膜电位数值，通透性忽然增大的临界膜电位数值，称为阈电位称为阈电位 n在到达阈电位程度以前的刺激量，均称为阈下刺激。在到达阈电位程度以前的刺激量，均称为阈下刺激。不同

26、的兴奋细胞，阈电位程度也不同不同的兴奋细胞，阈电位程度也不同 。.n阈电位：细胞本身膜电位数值阈电位：细胞本身膜电位数值n阈刺激：是从外部加给细胞的刺激强度阈刺激：是从外部加给细胞的刺激强度. 刺激作用的机制n刺激 膜的除极 N a+内流Na+通道开放阈电位.三阈下刺激、部分反响及其总和三阈下刺激、部分反响及其总和n部分反响：细胞受阈下刺激时膜电位的细微去部分反响：细胞受阈下刺激时膜电位的细微去极化。少量极化。少量Na+通道激活而产生的细微去极通道激活而产生的细微去极化化 n 特点：特点：n 1.衰减性衰减性 部分反响，总是局限于刺激的部部分反响，总是局限于刺激的部分，其去极化的幅度可随阈下刺

27、激强度的大小分，其去极化的幅度可随阈下刺激强度的大小而增减，随着扩布间隔的添加而迅速衰减和消而增减，随着扩布间隔的添加而迅速衰减和消逝。逝。n 2总和总和 先后多个或相邻多处的阈下刺激所先后多个或相邻多处的阈下刺激所引起的部分反响可叠加总和，分别称为时间总引起的部分反响可叠加总和，分别称为时间总和与空间总和。当部分反响的总和景象开展到和与空间总和。当部分反响的总和景象开展到一定程度时，便可引起产生动作电位。一定程度时，便可引起产生动作电位。n 3.在阈下刺激范围内，它可随刺激的加强而在阈下刺激范围内，它可随刺激的加强而增大增大.部分反响部分反响 阈下刺激引起下刺激引起钠通道少量开放通道少量开放

28、无无“全或无全或无有有总和效和效应 衰减性衰减性传播播动作作电位位 阈(上上)刺激引起刺激引起钠通道大量开放通道大量开放 “全或无全或无 无无不减衰性不减衰性传播播部分反响与部分反响与AP的区别的区别.四细胞兴奋及其恢复过程中兴奋性的四细胞兴奋及其恢复过程中兴奋性的周期变化及其本质周期变化及其本质绝对不应期absolute refractory period相对不应期relative refactory period超凡期低常期.动作电位的组成及其兴奋性周期的对应关系100%兴兴奋奋性性绝对不不应期期相相对不不应期期超超凡凡期期低低常常期期锋电位锋电位负后电位负后电位正后电位正后电位.兴奋性周

29、期性变化的本质兴奋性周期性变化的本质n胞膜离子通道存在三种功能形状：n备用n激活n失活.( (五五) ) 兴奋在同一细胞上的传导机制兴奋在同一细胞上的传导机制n传导机制机制n 兴奋部位与部位与临近未近未兴奋部位之部位之间构成部分构成部分n电流，以部分流，以部分电流作流作为刺激，使刺激，使临近部近部位相位相继n产生新的生新的动作作电位而位而扩布直至神布直至神经末梢。末梢。n影响影响传导速度的要素速度的要素n 髓鞘物髓鞘物质：腾跃式式传导，更快更，更快更节能能n 纤维直径：直径越大，直径：直径越大，电阻越小，阻越小，传导速度越快速度越快.- - - - - - - - - - - - - - -

30、- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - ABC 神神经纤维某某处受受阈上刺上刺激激产生生动作作电位，位，该处由静由静息息时的内的内负外正形状外正形状变为内内正外正外负，而其相，而其相邻的神的神经段段仍仍处于内于内负外正形状。外正形状。 因此，在因此，在兴奋段和相段和相邻的的未未兴奋段段间存在存在电位差，位差，电荷挪荷挪动构成部

31、分构成部分电流：流：膜内：膜内：兴奋段段未未兴奋段；段； 膜外膜外 ：未：未兴奋段段兴奋段段未未兴奋段去极化达段去极化达阈电位，位，诱发动作作电位，未位，未兴奋段段兴奋。.动作电位的两种传导方式.第四节第四节 肌肉收缩功能肌肉收缩功能.一、骨骼肌的微细构造一、骨骼肌的微细构造一肌原纤维和肌小节一肌原纤维和肌小节 ( (二二) )肌管系统肌管系统.一肌原纤维和肌小节一肌原纤维和肌小节.明带明带Z线线暗带暗带H带带M线线肌小节：肌原纤维上相邻两肌小节：肌原纤维上相邻两条条Z Z线之间的区域，是肌肉线之间的区域，是肌肉收缩和舒张的最根本单位。收缩和舒张的最根本单位。.肌小肌小节=2=2个个 明明带+

32、1+1个暗个暗带.n肌丝：电子显微镜下，肌小节的明带和肌丝：电子显微镜下，肌小节的明带和暗带包含有细的、纵向平行陈列的丝状暗带包含有细的、纵向平行陈列的丝状构造，称为肌丝构造，称为肌丝n粗肌丝粗肌丝n细肌丝细肌丝.( (二二) )肌管系统肌管系统.n横管横管T T管：管：传导ApAp至肌肉深部至肌肉深部 n纵管管L L管：末梢膨大管：末梢膨大为终池，能池，能储存、存、释放、回收放、回收钙 n3. 3. 三三联体构造：每一横管和来自两体构造：每一横管和来自两侧肌肌小小节的的纵管管终池构成，是骨骼肌池构成，是骨骼肌兴奋- -收收缩耦耦联的关的关键部位。部位。.二、骨骼肌的兴奋收缩偶联二、骨骼肌的兴

33、奋收缩偶联n以膜的电变化为特征的兴奋和以肌纤维机械变以膜的电变化为特征的兴奋和以肌纤维机械变化为根底的收缩联络起来的中介过程：化为根底的收缩联络起来的中介过程：n电兴奋经过横管系统向电兴奋经过横管系统向 肌细胞的深处传导肌细胞的深处传导n三联体构造处的信息传送三联体构造处的信息传送n肌质网中的肌质网中的Ca2+释放入胞浆以及释放入胞浆以及Ca2+由胞由胞浆向肌质网的再积聚浆向肌质网的再积聚.骨骼肌的兴奋收缩偶联骨骼肌的兴奋收缩偶联AP传至横管传至横管横管膜上特殊蛋白量变构横管膜上特殊蛋白量变构 解除阻塞作用解除阻塞作用终池膜终池膜Ca2+通道开放通道开放Ca2+大量进入肌浆大量进入肌浆肌浆内肌

34、浆内Ca2+浓度迅速升浓度迅速升高高肌肉收缩肌肉收缩AP过后过后 激活肌浆网上的钙泵激活肌浆网上的钙泵Ca2+逆浓度差转运逆浓度差转运肌浆内肌浆内Ca2+Ca2+浓度迅速降低浓度迅速降低肌肉舒张肌肉舒张.三、骨骼肌收缩的分子机制三、骨骼肌收缩的分子机制n“滑行学说sliding theory：肌肉收缩时肌细胞内的肌丝并未缩短，只是细肌丝向粗肌丝滑行，使相邻的各Z线相互接近，肌小节长度变短，从而导致肌原纤维以致整个肌细胞和整块肌肉的收缩。肌肉的收缩和舒张均耗能。.一肌丝的分子组成与横桥运动一肌丝的分子组成与横桥运动粗肌丝：肌凝蛋白粗肌丝：肌凝蛋白 ( (肌球蛋白肌球蛋白) )细肌丝：肌纤蛋白细肌

35、丝：肌纤蛋白 肌动蛋白、肌动蛋白、 原肌凝蛋白原肌凝蛋白 原肌球蛋白、原肌球蛋白、 肌钙蛋白肌钙蛋白.横横桥特性：特性：1 1 与肌与肌纤蛋白蛋白结合，扭合，扭动、解、解离、复位、再离、复位、再结合合. . 2 2 有有ATPATP酶活性活性.Ca2+和肌和肌钙蛋白的蛋白的结合合诱发横横桥与与肌肌纤蛋白之蛋白之间的相互作用表示的相互作用表示图.肌小肌小节缩短短改改动横横桥头部与臂部的部与臂部的结合力量合力量横横桥向向M线扭扭动拖拖动细肌肌丝向粗肌向粗肌丝中央方向滑行中央方向滑行横横桥头部迅速与部迅速与结合位点分合位点分别，恢，恢复与粗肌复与粗肌丝主干垂直的方位主干垂直的方位横横桥头部与下一部与

36、下一结合位点合位点结合合肌肌浆中的中的Ca2+浓度忽然度忽然达达阈值肌肌钙蛋白蛋白结合足合足够的的Ca2+肌肌钙蛋白蛋白变构构原肌凝蛋白原肌凝蛋白变构、移位构、移位暴露肌暴露肌纤蛋白上的蛋白上的结合位点合位点横横桥不断不断发扬ATP酶的的作用，分解作用，分解ATP供能供能横横桥与与结合合位点位点结合合二肌丝滑行的根本过程二肌丝滑行的根本过程.肌肌浆中的中的Ca2+浓度度肌肌钙蛋白与蛋白与Ca2+分分别肌肌钙蛋白与原肌凝蛋蛋白与原肌凝蛋白构型构型恢复白构型构型恢复肌肌纤蛋白上的蛋白上的结合位点被覆盖合位点被覆盖横横桥头部不能与部不能与结合位点合位点结合合细肌肌丝从粗肌从粗肌丝中退出并复位中退出并

37、复位肌肉舒肌肉舒张综上所述，触上所述，触发和和终止肌止肌丝滑行的关滑行的关键是是Ca2+与肌与肌钙蛋白的蛋白的结合和分合和分别，即，即Ca2+的的浓度是高度是高还是低。是低。Ca2+的的浓度度变化与骨骼肌化与骨骼肌的的兴奋收收缩偶偶联有关。有关。 肌肉滑行的构造根底是肌肉滑行的构造根底是粗粗细肌肌丝各蛋白各蛋白质的构造的构造和特性；横和特性；横桥ATP酶分解分解ATP为之供能；而整个之供能；而整个过程触程触发和和终止的关止的关键是是Ca2+与肌与肌钙蛋白的蛋白的结合和合和分分别，即，即Ca2+的的浓度是高度是高还是低。是低。.四、骨骼肌收缩的外部表现和力学分析四、骨骼肌收缩的外部表现和力学分析

38、n一骨骼肌收缩的外部表现一骨骼肌收缩的外部表现n二骨骼肌收缩的力学分析二骨骼肌收缩的力学分析.一骨骼肌收缩的外部表现一骨骼肌收缩的外部表现n1.等张收缩和等长收缩等张收缩和等长收缩n等张收缩：肌肉收缩时长度明显缩短，等张收缩：肌肉收缩时长度明显缩短，但张力一直不变但张力一直不变n等长收缩：肌肉收缩时长度不会缩短，等长收缩：肌肉收缩时长度不会缩短，但肌肉张力增大但肌肉张力增大.n2 2 单收缩和强直收缩单收缩和强直收缩n单收缩：肌肉受低频刺激而出现的独立单收缩：肌肉受低频刺激而出现的独立收缩。收缩。n强直收缩：肌肉受高频刺激而出现的叠强直收缩：肌肉受高频刺激而出现的叠加收缩。加收缩。.不同不同频

39、率的延率的延续刺激刺激对骨骼肌收骨骼肌收缩的影响的影响. 二骨骼肌收缩的力学分析二骨骼肌收缩的力学分析1 前负荷：肌肉收前负荷：肌肉收缩前遇到的负荷。缩前遇到的负荷。.前负荷前负荷.前负荷对肌肉收缩的影响前负荷对肌肉收缩的影响1 1、在一定范围内，前负荷愈大，、在一定范围内，前负荷愈大，初长度愈长，收缩力愈大；初长度愈长，收缩力愈大；2 2、最适初长度时，肌肉收缩能使、最适初长度时，肌肉收缩能使肌肉产生最大张力；肌肉产生最大张力；3 3、前负荷过大，初长度过长，收、前负荷过大，初长度过长，收缩力降低。缩力降低。.2 后负荷对肌肉收缩的影响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：肌肉收缩时才遇到的负荷。.后负荷影响后负荷影响1 1 先产生张力，后出现缩短，缩先产生张力，后出现缩短，缩短发生后张力不再添加。短发生后张力不再添加。2 2 后负荷愈大，张力愈大，缩短后负荷愈大，张力愈大，缩短出现愈迟，缩短的初速度和总长出现愈迟，缩短的初速度和总长度愈小度愈小 .3 肌肉收缩才干对肌肉收缩的影响肌肉收缩才干对肌肉收缩的影响概念：能影响肌肉收缩效果的肌肉概念：能影响肌肉收缩效果的肌肉内部功能形状。内部功能形状。 主要取决于兴奋收缩耦联期间主要取决于兴奋收缩耦联期间胞浆内胞浆内Ca2+的程度和肌球蛋白的程度和肌球蛋白ATP酶活性酶活性.