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1、生生 理理 学学第一章 绪论第一节 生理学概述一、生理学的研究对象和任务生理学（physiology）是一门研究机体生命活动各种现象及其功能活动规律的科学。人体生理学（humanphysiology）是研究人体机能活动及其规律的科学。二、生理学与医学的关系心电生理的研究有助于临床对心律失常、心肌缺血的认识，经导管射频消融技术（RFCA）治疗某些心律失常经皮冠腔内成形术（PTCA）治疗冠心病胰岛素与NobelPrize生理学为现代医学提供了重要的科学理解基础，治疗和疾病过程的研究又有助于对正常生理功能的理解生理学与医学各科的关系生理学研究的3个水平细胞及分子水平、器官和系统水平、整体水平（一）细
2、胞及分子水平的研究（二）器官和系统水平（三）整体水平第二节生理学的常用研究方法动物实验慢性实验（chronicexperiment）和急性实验（acuteexperiment）急性实验分为在体（invivo）实验和离体（invitro）实验理论生理学（theoreticalphysiology）的诞生：模拟人体功能的仿真学，数学模型第三节 生命活动的基本特征基本特征新陈代谢（metabolism）兴奋性（excitability）适应性（adaptability）生殖（reproduction）新陈代谢（metabolism）物质代谢合成代谢分解代谢能量代谢能量转换利用兴奋性（excitabi
3、lity）在生理学上，能引起机体反应的内外环境变化称为刺激（stimulus），机体应答刺激所产生的变化称为反应（response）接受刺激后能迅速产生某种特定生理反应的组织称为可兴奋组织。机体组织在接受刺激的一反应时，其表现可以有两种形式:：一种是由相对静止变为显著的运动状态，或原有的活动由弱变强，称为兴奋（excitation），另一种表现形式是由运动转为相对静止，或活动由强变弱，称为抑制（inhibition）刺激引起反应的条件：足够的刺激强度，足够的刺激时间和适当的刺激强度时间变化率阈 强 度 (threshold intensity)简 称 阈 值（threshold）阈下刺激、阈上
4、刺激，最适刺激活组织细胞接受刺激产生反应（动作电位）的能力称为兴奋性（excitability）兴奋性1/阈值适应性机体按环境变化调整自身生理功能的过程：适应（adaption）以 适 应 变 化 的 能 力 称 为 适 应 性（adaptability）生理性适应和行为性适应生殖生殖（reproduction）机体生命活动的一种基本特征第四节机体的内环境、稳态和生物规律一、内环境和稳态 机体生存的外界环境称为外环境（external environment），包括自然环境和社会环境。体内各种组织细胞直接生存的环境称内环境（internal environment）。人体内的液体总称为体液bo
5、dy fluid，其总量约占体重的6O。分布在细胞内的液体称为细胞内液intracellular fluid生理学中的内环境通常指细胞外液。 homeostasis稳态内环境的相对稳定状态平衡的一种相对恒定状态。生物节律一定时间规律周而复始地出现的生命活动的变化，叫节律性变化，而变化的节律叫生物节律（biorhythm）第五节 生理功能的调节一、自身调节自身调节（autoregulation）是指某些细胞或组织器官凭借本身内在特性，而不依赖神经调节和体液调节，对内环境变化产生特定适应性反应的过程。特点：调节强度较弱，影响范围小，且灵敏度较低如：肾血流量的调节二、体液调节体液调节（humoral
6、regulation）是指机体的某些组织细胞所分泌的特殊的化学物质，通过体液途径到达并作用于靶器官，调节靶器官生理活动的一种调节方式。旁分泌（paracrine）自分泌调节（autocrine）神经内分泌（neuroendocrine）人体内也有很多内分泌腺的活动接受来自神经和体液的双重调节，称“神经体液调节”，如：壁细胞体液调节的特点：作用缓慢而持久，作用面较广泛，调节方式相对恒定细胞间信息传递方式模式图三、神经调节机体内许多生理功能是由神经系统的活动调节完 成 的 ， 称 为 神 经 调 节 （ nervousregulation）.反射（reflex）是神经调节的基本方式反射活动的结构基
7、础为反射弧（reflexarc）,由感受器、传入神经、中枢、传出神经和效应器组成特点是反应迅速，起作用快，调节精确。神经反射包括非条件反射（unconditionedreflex）和条件反射（conditionedreflex）反射弧第六节人体内自动控制系统自动控制理论（cybernetics）控制系统分为非自动控制系统、反馈控制系统（feedbackcontrolsystem）和前馈（feedforward）控制系统一、反馈控制系统反馈控制系统是由比较器、控制部分和受控部分组成的一个闭环系统（closed-loopsystem）负反馈（negativefeedback）和正反馈（positi
8、vefeedback）（一）负反馈控制系统在闭环控制系统中，受控部分发出的反馈信息抑制控制部分的活动，使其活动减弱这种反馈称为负反馈。（二）正反馈控制系统在闭环控制系统中，受控部分发出的反馈信号加强控制部分的活动，使其活动增强，这种反馈称为正反馈。如：排尿，分娩，血凝二、前馈控制系统前馈控制系统（feedforwardcontrolsystem）：及早作出适应性反应，使调节活动更富预见性。第七节生理学发展的回顾和展望一、生理学发展的回顾公元前5世纪，希波克拉底公元2世纪，盖伦（Gelen）1628年，WilliamHarvey使生理学一门独立学科的奠基人。William HarveyBorni
9、nEnglandin1578.AfterearningadegreeatCambridgeUniversityattheageoftwenty,hejourneyedtoItalytostudymedicineattheUniversityofPadua.Harveygraduatedwithhonorsin1602andreturnedtoEnglandwhereheearnedyetanothermedicaldegreefromCambridgeUniversity.Hethensettleddowntobeginpracticingmedicine.In1628Harveypublis
10、hedAn Anatomical Study of the Motion of the Heart and of the Blood in AnimalsAsecondground-breakingbookpublishedbyHarveyin1651,EssaysontheGenerationofAnimals,isconsideredthebasisformodernembryology.发现胰岛素二、生理学展望SUMMARYUsefulwebsites：Page13第二章细胞的基本功能细胞模式图第一节 细胞膜的结构和物质转运功能细胞膜（cellmenbrane）是包围细胞质的 一 层 界
11、 膜 ， 又 称 质 膜 （ plasmamembrane）屏障作用门户和通道。一、膜的化学组成和结构模型(一)化学组成膜脂质膜蛋白 糖类 1、膜脂质脂质是组成细胞膜的主要成分，包括磷脂和胆固醇。磷脂酰胆碱（卵磷脂）、磷脂酰乙醇胺（脑磷脂）、磷脂酰丝氨酸和磷脂肌醇。所有脂质是双嗜性分子（amphilic molecule)。磷脂酰肌醇是磷脂中含量最少的，约占磷脂的5%10%，可通过生成作为第二信使三磷酸肌醇（inosotoltrisphisphate,IP3）和二酰甘油（diacylglycerol,DG）在跨膜信号转导中发挥重要作用。2、膜蛋白蛋白质的组成在数量上、种类上都有较大差异，即膜结
12、构及功能的差别很大程度上取决于膜蛋白的组成。依蛋白质在膜上的分布位置及蛋白分离难易程度，可分两类：表面蛋白(perpheral protein)和整合蛋白（integatedprotein）3、糖类糖蛋白或糖脂意义：作为细胞的特异性标志，与免疫识别等功能密切相关如：ABO血型等膜的结构模型流体镶嵌模型（fluidmosaicmodel）二、细胞膜的物质转运功能（一）单纯扩散（二）易化扩散（三）主动转运（四）出胞和入胞被动转运一、单纯扩散（simplediffusion）单纯扩散是指小分子的脂溶性物质单纯依靠浓度差，而不需要膜蛋白的帮助进行的跨膜扩散。主要有CO2、O2、NO等气体分子以及尿素和
13、一些类固醇激素，它们可以通过膜进行扩散特点：1）脂溶性物质2）被动过程，不需耗能，动力来源自身势能3）扩散速率取决于浓度梯度二、易化扩散（facilitateddiffusion）:膜蛋白的介导，使不能溶于脂质的物质进行跨膜扩散成为可能，变得容易化，故而得名。葡萄糖、氨基酸、离子，需通道蛋白或载体蛋白协助。易化扩散包括两种方式，通道扩散和载体转运。易化扩散的特点：1）特异性;2）竞争性抑制;3）饱和现象；4）顺浓度差1、经通道的易化扩散通道扩散（channeldiffusion）是指离子经通道完成的跨膜扩散。特征：（1）通道对离子具有高度选择性，（2）通道转运离子的速度很快，（3）通道转运离子
14、只能顺浓度梯度由一侧向另一侧转运，其动力来源于分子的热运动(浓度差和电位差)。以电化学梯度作为动和的（4）通道受不同的因素调控。分为电压门控性通道（voltage-gatedchannl）、化学门控性通道(chemically-gatedchannel)、机械门控性通道门控性通道电压门控性通道：开闭受膜两侧电位差的 控 制 。 电 压 传 感 器 (voltagesensor)化学门控性通道：一些离子通道其开闭受某些化学物质控制,称为化学门控性通道 或 配 体 门 控 通 道 (ligand-gatedchannel)机械门控通道：位于皮肤触压觉感受器及内耳毛细胞的感受器等部位，机械震动可使通
15、道开放。激活激活备用备用失活失活无门控机制通道一些通道无门控机制,即不受电、化学因素调控，只要有浓度差存在，离子即可扩散。静息时离子的跨膜扩散就是通过这种通道完成的。 如：静息时K+外流不同通道对离子选择性的差异及门控机制的区别通道另一特征是其结构受遗传决定如：Na通道（电压依赖型门控） N型Ach受体通道水的跨膜转运特征：既可以通过单纯扩散的方式，也可以经通道的方式进行。从1992年成功克隆第一个水通道以来，现 已 发 现 至 少 10种 水 通 道 命 名 为apuapirin(AQP)即水孔蛋白 动力：渗透压2、经载体的易化扩散（载体转运）葡萄糖、氨基酸载体转运的特征：（1）物质转运是顺
16、浓度梯度进行（2）具有饱和性（3）结构特异性（三）主动转运主动转运（activetransport）是指细胞通过耗能的过程将物质逆浓度梯度或逆电位梯度进行的跨膜转运过程。结果是形成了物质在细胞内外的不均衡分布。特点：1）低浓度高浓度 2）逆电化学梯度 3）消耗能量（ATP) 如：钠钾泵（Sodiumpotassium pump）钠泵活动的意义（1）维持细胞容积（2）细胞内高K为许多代谢反应所必需，如核糖体合成蛋白质应需要高K的环境(3)钠泵造成的胞内外Na、K的不均衡分布是产生生物电（如动作电位）从而维持兴奋性的重要前提条件(4)Na的不均衡分布还构成了继发性主动转运的条件（1）原发性主动转运
17、:钠-钾ATP酶特点：由离子泵分解ATP酶直接供能:过程见图逆电化学梯度转运（2）继发性主动转运:见图协同转运体同向转运：Na-葡萄糖特点：由ATP间接供能逆电化学梯度转运多为与Na协同转运钠钾泵示意图葡萄糖的继发性主动转运Ca的钙泵，质子泵、碘泵，通过主动转运质子和碘而在生成胃酸及甲状腺激素合成过程中发挥重要作用。Ca 2是第二信使如： Ca 2泵将胞浆中Ca 2泵出或泵入肌浆网（四）出胞和入胞1、出胞作用（exocytosis）分泌过程因细胞而异，一些分泌过程是持续进行，而另一些是间歇性的，前者称固有分泌，后者称受调分泌。固有分泌特征为合成、分泌或释放黏液为一持续性活动激素和递质的释放是在
18、各种刺激信号作用下发生的，称受调分泌。此过程中Ca起重要作用。2、入胞作用（endocytosisi） 依 照 进 入 细 胞 的 物 质 又 分 为 吞 噬（phagocytosis）及吞饮（pinocytisis） 吞饮是指细胞摄入溶液的过程出胞和入胞作用吞噬作用第二节细胞的信号转导信号转导是多细胞生物最基本最重要的细胞功能之一。内外环境各种刺激信号转化为细胞内的刺激信号使细胞活动发生改变或适应内外环境的变化信号转化过程最重要是将信号所携带的内容（内外环境的变化）即信息进行了传递，并刺激细胞功能的改变。一、信号转导概述（一）细胞外刺激信号种类繁多：物理、化学、生物信号体内信号依据产生方式可
19、将细胞外刺激信号分为3种：递质、激素、细胞因子或NO、生长因子（二）、受体及其特征1、受体的概念及分类概念：接受胞外信号物质刺激产生反应并传递信息的生物大分子。分类：G-蛋白偶联受体、具有酶活性的受体、离子通道型受体核受体2、受体与配体结合的主要特征特异性、高亲和力、饱和性（三）、信号转导的基本过程信号物质中间环节效应蛋白二、跨膜信号转导途径G-蛋白偶联受体介导的信号转导1、G-蛋白偶联受体信号通路中的信号分子（1）G-蛋白偶联受体：一条多肽链组成7个跨膜区段，3个胞外环，3个胞内环（2）G-蛋白：GTP结合蛋白，类型：Gs，Gi，GqG-蛋白的共同特征静息时由ar3个亚单位组成存在2种形式：
20、结合GDP的非活性形式和结合GTP的活性形式可被受体和配体的结合而激活a亚单位具有鸟苷酸结合位点，与受体及效应蛋白的作用位点、还有GTP酶活性（3）G蛋白效应器：腺苷酸环化酶磷脂酶C鸟苷酸环化酶（4）第二信使（secondmessenger）cGMP、IP3、DG、Ca2+(5)蛋白激酶：如：依赖cAMP的蛋白激酶（PKA),蛋白激酶C（PKC)各种功能蛋白，如受体、收缩蛋白、离子通道（Ca2泵）、酶，各种转录调控因子2、G蛋白耦联受体信号转导途径（1）受体G蛋白cAMPPKA途径腺苷酸环化酶AC,蛋白激酶PKA激素、递质受体G蛋白AC酶cAMP依赖cAMP蛋白激酶蛋白质磷酸化cAMP反应元件
21、结合蛋白（CREB)的转录因子磷酸化启动基因表达如：肾上腺素受体G蛋白AC酶cAMP糖原磷酸化酶肝细胞糖原分解（2）受体G蛋白DG（二酰基甘油）/PKC途径受体Gq(磷脂酶C)PLCDGPKC（蛋白激酶C）蛋白质磷酸化Ca2泵（3）受体G蛋白IP3/Ca2系统受体G蛋白PLC（磷脂酶C)IP3IP3受体内质网膜上Ca通道打开Ca2释放入胞内Ca2主要通过与钙结合蛋白如钙调蛋白结合形成CaM-Ca2复合物，再激活依赖CaM的蛋白激酶，催化底物蛋白的磷酸化反应（4）受体G蛋白离子通道途径AchM2受体Gi心肌K通道抑制心肌（二）具有酶活性的受体介导的信号转导具有酶活性的受体：（1）酪氨酸激酶受体：
22、本身具有酪氨酸激酶活性，配体为生长因子具有3个结构区：配体结合区、跨膜区、胞内具酪氨酸激酶活性的区域（2）酪氨酸激酶耦联受体：配体多是细胞因子受体本身不具酶活性，但可激活具有酪氨酸激酶活性的靶蛋白。酪氨酸激酶受体介导的信号转导途径的特点简单快捷配体是各种生长因子和细胞因子该信号系统在细胞内激活的效应蛋白多是转录因子通道偶联受体介导的信号转导受体功能通道功能称为配体门控通道通道耦联受体如：(NAchR)烟碱型乙酰胆碱受体,递质为Ach，特点：简单、快速快反应途径、慢反应途径核受体胞浆或核内类固醇激素受体如肾上腺皮质激素配体核受体与靶基因结合，并启动转录过程第三节细胞的生物电现象生物电的发现Gal
23、vani：1786年用两种金属组成的回路把新制备的蛙的神经肌肉连接起来，马上会使肌肉搐搦、抖动学术争论：Volta认为Galvani发现的每种现象都应该用双金属电流来解释，Galvani则相信自己的每一个例证中的电都是动物组织产生的。生物电即生物体内的电现象细胞水平来说，生物电指细胞膜两侧的电位差，也称跨膜电位包括静息电位动作电位局部电位一、生物电现象（）静息电位（restingpotential)-10-100mV,骨骼肌细胞约为90mV神经细胞70mV两层含义：1、膜内外电位差为90或702、膜内电位低于膜外90或70极化：polarization膜两侧电荷的分极状态（内负外正）去极化：复
24、极化：（二）动作电位动作电位：actionpotential超射（overshoot）峰电位（spikeorspikelikepotential)负后电位、正后电位超极化动作电位的特征是兴奋的标志具有全或无的特性可进行不衰减的传导具有不应期二、生物电产生的机制上世纪初，Bernstein,HodgkinandHulexy（一）静息电位形成原理K平衡电位实验发现1、改变细胞外K浓度2、Nernst公式计算RP87，接近实际测量值703、静息时K电导较高静息电位形成的条件膜内外K离子分布不均衡膜只对K有通透性K平衡电位的计算EK=60LogK+0/K+IF=EmEiF代表电化学驱动力，Em代表膜电
25、位，Ei代表离子的平衡电位内向电流外向电流NaK泵对静息电位的影响静息电位形成的三个关键因素1、膜内外K的不平衡所造成的电化学驱动力2、静息时膜主要对K有通透性3、钠泵的作用小小 结结 静息电位主要是静息电位主要是K+扩散形成的电化学平衡扩散形成的电化学平衡电位，影响静息电位水平的主要因素有：电位，影响静息电位水平的主要因素有： 膜内外的膜内外的K+浓度差浓度差 膜对膜对Na+、K+的相对通透性的相对通透性 Na+泵的活动水平泵的活动水平 二、动作电位及其产生机制二、动作电位及其产生机制 （一）（一）细胞的动作电位细胞的动作电位（action potentialaction potential
26、，APAP）1.1.定义：细胞受到适当刺激后定义：细胞受到适当刺激后, , 膜电位在静息电位膜电位在静息电位的基础上发生的迅速的一过性波动的基础上发生的迅速的一过性波动2.2.神经纤维（或骨骼肌细胞）动作电位的波形神经纤维（或骨骼肌细胞）动作电位的波形 锋电位：升支锋电位：升支去极化（去极化（0mv0mv以上为超射）以上为超射） 降支降支复极化复极化 后电位：负后电位（去极化后电位）后电位：负后电位（去极化后电位） 正后电位（超极化后电位）正后电位（超极化后电位）3.3.动作电位的特点动作电位的特点 （1 1）“全或无全或无”现象：刺激只要达到现象：刺激只要达到阈值阈值，就引，就引发动作电位；
27、再增加刺激强度，动作电位幅度不再发动作电位；再增加刺激强度，动作电位幅度不再增大增大（2 2）可扩布性：）可扩布性：动作电位在同一细胞上非衰减性动作电位在同一细胞上非衰减性传播传播（二）（二）动作电位的产生机制动作电位的产生机制1.实验研究实验研究 Hodgkin和和Huxley（1949）：细胞）：细胞外液外液Na+浓度浓度，动作电位幅度，动作电位幅度、去极、去极化速度化速度 HodgkinHodgkin和和HuxleyHuxley（19521952）电压钳实验）电压钳实验 枪乌贼巨轴突电压钳实验：枪乌贼巨轴突电压钳实验： 通道阻断剂区分钠、钾电流通道阻断剂区分钠、钾电流 电压钳实验为动作电
28、位形成的离子学说提供了电压钳实验为动作电位形成的离子学说提供了直接依据：首先直接依据：首先G GNaNa迅速迅速NaNa+ +快速内流快速内流膜膜迅速去极化接近迅速去极化接近E ENaNa，形成，形成APAP的升支；随后的升支；随后G GNaNa迅迅速速、G GK KKK+ +外流外流膜快速复极化，形成膜快速复极化，形成APAP的降支。因此，的降支。因此，NaNa+ +、K K+ +通透性变化是动作电位通透性变化是动作电位产生的直接原因产生的直接原因 电压钳实验原理电压钳实验原理用电子学方法使膜电位跃变到某一用电子学方法使膜电位跃变到某一水平并保持稳定，测量此时离子跨水平并保持稳定，测量此时离
29、子跨膜流动引起的跨膜电流。膜流动引起的跨膜电流。I=V/RI=V/R；G=1/RG=1/R。因此，。因此，G G直接反映了在某一直接反映了在某一膜电位水平下离子通透性。膜电位水平下离子通透性。膜片钳膜片钳（patch clamppatch clamp）实验实验2.2.动作电位的产生动作电位的产生 当刺激强度较弱时，刺激电流引起细胞膜产生电当刺激强度较弱时，刺激电流引起细胞膜产生电紧张性电位紧张性电位激活部分激活部分NaNa+ +通道，少量的通道，少量的NaNa+ +内流使内流使膜产生轻微去极化。两者叠加后形成的膜电位变化膜产生轻微去极化。两者叠加后形成的膜电位变化称为称为局部反应局部反应或或局
30、部兴奋局部兴奋。 当增加刺激强度使膜去极化达到某一临界膜电当增加刺激强度使膜去极化达到某一临界膜电位时，位时，NaNa+ +通道开放概率通道开放概率，NaNa+ +内流超过内流超过K K+ +外流，外流，使膜进一步去极化。较强的去极化使更多使膜进一步去极化。较强的去极化使更多NaNa+ +通道通道开放和更强的开放和更强的NaNa+ +内流，形成内流，形成NaNa+ +通道激活对膜去极通道激活对膜去极化的正反馈，使膜电位迅速去极化并接近化的正反馈，使膜电位迅速去极化并接近E ENaNa，形，形成成动作电位的升支动作电位的升支。 Animationshowingthegigasealingproc
31、ess.Thepipetteapproachesthecellandaplumeofliquidflowingoutofthepipettemakesasmalldimpleonthesurfaceofthecell.Whentheresistancehasincreasedenough,asmallamountofsuctionisappliedtothepipettewhichdrawsthecellmembraneintocontactwiththepipettetip.Thiscreatesthegigaohmsealcharacteristicofapatchclamprecordi
32、ng. 几个有关概念：几个有关概念： 1.1.阈电位阈电位：能引起能引起NaNa+ +通道大量开放而产生通道大量开放而产生APAP的的 临界临界膜电位膜电位值值 阈强度：能使膜去极化达阈电位的刺激强度阈强度：能使膜去极化达阈电位的刺激强度 阈刺激、阈下刺激和阈上刺激阈刺激、阈下刺激和阈上刺激 2.2.局部兴奋的特点局部兴奋的特点 非非“全或无全或无” 电紧张性扩布电紧张性扩布 总和（时间总和及空间总和）总和（时间总和及空间总和）小小 结结1. AP1. AP的升支（去极相）：阈的升支（去极相）：阈刺激或阈上刺激，膜刺激或阈上刺激，膜 局部去极化达阈电位，局部去极化达阈电位，NaNa+ +通道大
33、量开放，膜电通道大量开放，膜电 位迅速去极化并接近位迅速去极化并接近E ENaNa2. AP2. AP的降支（复极相）：的降支（复极相）： NaNa+ +通道迅速关闭通道迅速关闭, Na, Na+ +内流停止内流停止 膜对膜对K K+ +通透性通透性，K K+ +迅速外流迅速外流3. Na3. Na+ +泵主动转运，恢复膜内外泵主动转运，恢复膜内外NaNa+ +、K K+ +浓度浓度动作电位的传导机制局部：电流学说机制局部：电流学说 1. 无髓鞘纤维无髓鞘纤维 2. 有髓鞘纤维有髓鞘纤维 跳跃式传导跳跃式传导三、组织的兴奋和兴奋性刺激引起兴奋的条件刺激的强度刺激引起兴奋的条件刺激的强度阈强度（
34、阈值，阈强度（阈值，threshold）：引起组织、细胞：引起组织、细胞兴奋或产生动作电位的最小刺激强度兴奋或产生动作电位的最小刺激强度 兴奋性兴奋性 1/阈值阈值 刺激的作用时间刺激的作用时间刺激的强度刺激的强度-时间变化率时间变化率兴奋性和可兴奋性组织兴奋性：细胞受刺激后产生动作电位的能力可兴奋细胞的共同特征：对刺激敏感并作出反应，反应形式通常是动作电位细胞兴奋后兴奋性的变化相当于动作相当于动作电位的时相电位的时相对刺激反应对刺激反应兴奋兴奋性性NaNa+ +通道状态通道状态绝对不绝对不应期应期锋电位锋电位任何强大的刺任何强大的刺激都不能引起激都不能引起再次兴奋再次兴奋0 0失活状态失活状
35、态相对不相对不应期应期负后电位前负后电位前部分部分阈上刺激可引阈上刺激可引起兴奋起兴奋 正常正常 基本复活基本复活, ,膜电位膜电位与阈电位差距小与阈电位差距小低常期低常期正后电位正后电位阈上刺激可引阈上刺激可引起兴奋起兴奋 正常正常 已复活已复活, ,膜电位与膜电位与阈电位差距大阈电位差距大第四节肌细胞的收缩功能肌肉分为骨骼肌、心肌和平滑肌心肌和平滑肌有自律性骨骼肌缺乏自律性一、骨骼肌的兴奋和收缩机制（一）神经肌肉接头的兴奋传递接头前膜、终板膜、接头间隙终板膜特征1、膜增厚，很多皱褶，增加接触面积2、存在胆碱能N型受体，属通道耦联的受体或称配体门控通道，且在终板膜上仅此一种类型的通道一，突触
36、前过程 1，ACH 的合成与储存 由乙酰辅酶A和胆碱在胆碱乙酰化酶的作用下合成，储存在突触小泡内 2，ACH的释放 动作电位到达神经末梢接头前膜去极化激活电压依赖性Ca2+通道Ca2+进入轴图末梢启动囊泡的出胞机制囊泡内所含的ACH释放突触后过程1。ACH受体及终板电位（EPP）N型受体，与通道在一个分子上ACH与受体结合，通道开放，Na+,K+等正离子通过，以Na+内流为主，终班膜去极化（终板电位）。EPP通过电紧张性扩布引起临近肌细胞去极化产生动作电位，经局部电流的方式传遍细胞膜。2。ACH对通道作用的终止突触间隙内的ACH迅速被胆碱脂酶降解，保证神经接头1：1传递的另一条件Ach释放过程
37、中，两点值得强调Ca2发挥着重要作用引起Ach释放的直接原因是膜电位改变引起Ca2浓度升高，而不是膜电位变化本身神经递质是以量子释放的方式进行微终板电位（MEPP),以囊泡为单位的递质随机释放的结果影响兴奋传递的药物Ach类似物：尼古丁Ach受体阻断剂：筒箭毒，银环蛇毒素胆碱酯酶抑制剂：有机磷、新斯的明（二）骨骼肌的微细结构1、肌原纤维和肌小节明带（1um）、暗带（1.5um）、H带、M线（骨架蛋白）、Z线、位于两Z线之间的区域称肌小节（22.2um）2。肌管系统1.横管（横管（T管）：肌膜内凹，将肌细胞膜的管）：肌膜内凹，将肌细胞膜的AP传传 入细胞内部入细胞内部2.纵管（纵管（L管；肌质网
38、）：与管；肌质网）：与Ca2+储存、释放和储存、释放和 再积聚有关再积聚有关 纵行肌质网：膜上有纵行肌质网：膜上有Ca2+泵泵 连接肌质网（终池）：膜上有连接肌质网（终池）：膜上有ryanodine受受 体（钙释放通道）体（钙释放通道） 三联管三联管:横管及两侧的终池横管及两侧的终池 兴奋兴奋-收缩耦联的关键部位收缩耦联的关键部位（三）骨骼肌的收缩机制1、滑行学说:Huxley20世纪50年代提出2、肌肉收缩的分子机制肌凝蛋白（肌球蛋白，myosin）横桥：能与肌动蛋白结合并具有ATP酶的作用细肌丝由3种分子构成：肌动蛋白、原肌球蛋白和肌钙蛋白肌动蛋白收缩蛋白原肌球蛋白调节蛋白，附于肌动蛋白双
39、螺旋的浅沟内肌钙蛋白分子呈球状，有3个亚单位3、肌肉收缩过程及横桥在收缩中的作用肌肉收缩过程1、安静时，形成横桥ADP-Pi复合物2、胞浆Ca浓度升高时，肌钙蛋白构象改变，原肌球蛋白构象改变暴露肌动蛋白与横桥的结合位点，横桥与肌动蛋白结合3、横桥摆动，ADP和Pi与之分离4、横桥结合另一ATP,恢复垂直位置横桥周期：横桥与肌动蛋白结合、摆动、解离、复位及再结合的过程每次收缩过程中，每个横桥反复作用于细肌丝，导致肌肉内产生与负荷相当的肌张力并有长度缩短。参与收缩的横桥数目及横桥循环的速度是决定肌肉缩短速度、程度及产生张力大小的关键因素二、骨骼肌收缩的机械力学特征肌肉收缩：长度缩短、张力增加负荷的
40、存在使肌肉收缩呈现不同的形式：等长收缩等张收缩（一）前负荷初长度对肌肉收缩的影响前负荷（preload）：肌肉收缩前具有的负荷初长度：initiallength最适初长度最适前负荷（二）后负荷对肌肉收缩的影响早期：等长收缩后期：等张收缩肌肉收缩速度与后负荷呈反比收缩速度取决于横桥周期长短收缩产生的张力取决于每一瞬间与肌动蛋白结合的横桥数目后负荷为最大张力的30左右时，肌肉输出功率最大前负荷通过改变初长度影响肌肉收缩产生的张力后负荷影响肌肉收缩过程的缩短速度并决定其产生的张力的大小（三）肌肉收缩能力对肌肉的影响收缩能力（contractility):不依赖于前后负荷而影响肌肉收缩效能的肌肉内在特
41、性称作肌肉的收缩能力收缩能力增强，使同一前负荷下长度张力曲线上移；使同一后负荷下长度张力曲线右上移肌肉收缩能力取决于兴奋收缩耦联过程Ca浓度、ATP酶活性等（四）刺激频率对肌肉的收缩复合收缩不完全强直收缩和完全强直收缩原因:胞内Ca浓度持续维持在高水平，横桥不断发挥作用，致使肌肉收缩产生较大张力。三、平滑肌的结构和生理特性（一）平滑肌的分类单单位平滑肌：大量缝隙链接多单位平滑肌：分布于竖毛肌、虹膜肌、睫状肌及大血管的平滑肌（二）平滑肌的细微结构及收缩机制细胞生理的作业：1：肉毒杆菌中毒、筒箭毒、重症肌无力和有机磷中毒分别是如何影响骨骼肌收缩的?2：在人工制备的坐骨神经一腓肠肌标本上，从电刺激神经到引起肌肉收缩的整个过程中依次发生了哪些生理活动?请班长认真打印一份学生名单，然后在本章内容结束前，将作业交给任课老师，2014级级#班级班级 生理学平时成绩生理学平时成绩姓名学号第一次第二次第三次第四次
