细胞的基本功能课件

细胞的基本功能细胞的基本功能

第一节细胞膜的物质转运功能

第二节细胞的信号转导

第三节细胞的电活动

第四节肌细胞的收缩第一节细胞膜的物质转运功能第二节细胞的信号转导第一节细胞膜的物质转运功能

一、细胞膜的分子结构

液态镶嵌模型（fluidmosaicmodel）

细胞膜以液态的脂质双分子层为基架，其间镶嵌着具有不同结构和功能的蛋白质第一节细胞膜的物质转运功能一、细胞膜的分子结构（一）细胞膜的脂质

组成：磷脂70％以上,胆固醇低于30％,少量糖脂

特点：双嗜性双分子层,熔点低,溶胶态,流动性脂质双分子层（一）细胞膜的脂质组成：磷脂70％以上,胆固醇低于3（二）细胞膜的蛋白质转运物质：载体、通道、离子泵传递信息：受体

表面蛋白整合蛋白（二）细胞膜的蛋白质转运物质：载体、通道、离子泵传递信息：受参与物质转运和信号转导的整合蛋白ABCD参与物质转运和信号转导的整合蛋白ABCD（三）细胞膜的糖类

以糖蛋白或糖脂的形式存在于细胞膜的外侧作用：作为分子标记发挥受体或抗原作用（三）细胞膜的糖类以糖蛋白或糖脂的形式存在于细胞膜的外侧单纯扩散易化扩散原发性主动转运继发性主动转运小分子物质跨膜转运方式被动转运主动转运二、跨细胞膜的物质转运单纯扩散易化扩散原发性主动转运继发性主动转运小分子物质跨膜转

1.单纯扩散(simplediffusion)物质从高浓度侧通过脂质分子间隙向低浓度侧跨膜扩散1.单纯扩散(simplediffusio二、物质的跨膜转运

（一）单纯扩散（simplediffusion）

脂溶性物质：CO2,O2,N2,乙醇,尿素,甘油类固醇激素

不带电荷的极性小分子：水

特点：顺浓度差；有通透性、无耗能

影响扩散量的因素：浓度差；通透性；温度；面积二、物质的跨膜转运（一）单纯扩散（simpledi（二）易化扩散

易化扩散（facilitateddiffusion）

在膜蛋白介导下，非脂溶性的小分子物质或带电离子顺浓度梯度和（或）电位梯度进行的跨膜转运

经通道易化扩散经载体易化扩散

易化扩散分类：（二）易化扩散易化扩散（facilitateddiffu1.经通道易化扩散

（facilitateddiffusionviachannel）离子通道的基本特征：①离子选择性

②门控特性1.经通道易化扩散

（facilitateddiffu离子通道的离子选择性离子通道的离子选择性1.经通道易化扩散

（facilitateddiffusionviachannel）离子通道的基本特征：①离子选择性

②门控特性1.经通道易化扩散

（facilitateddiffu

电压门控通道（voltage-gatedchannel）

化学门控通道（chemically-gatedchannel）

机械门控通道(mechanically-gatedchannel)

经通道易化扩散的生理意义：

带电离子进出细胞→细胞膜电位改变→细胞功能改变—信息交换离子通道的门控特性电压门控通道（voltage-gatedchannel）1.经通道易化扩散

转运物质：带电离子Na+、K+、Cl-、Ca2+等

条件：通道开放

动力：电-化学梯度（电-化学势差）1.经通道易化扩散转运物质：带电离子Na+、K+2.经载体易化扩散

facilitateddiffusionviacarrier2.经载体易化扩散

facilitateddiff2.经载体的易化扩散转运物质：葡萄糖、氨基酸等小分子亲水物质或带电离子2.经载体的易化扩散转运物质：葡萄糖、氨基酸等小分子亲水物2.经载体易化扩散特点：①结构特异性②饱和现象③竞争性抑制单纯扩散经通道易化扩散2.经载体易化扩散特点：①结构特异性②饱和现象③（三）主动转运◆主动转运（activetransport）

某些物质在膜蛋白介导下，由细胞代谢供能而进行的逆浓度梯度和（或）电位梯度跨膜转运分类：原发性主动转运(primaryactivetransport)

继发性主动转运(secondaryactivetransport)

（三）主动转运◆主动转运（activetranspo1.原发性主动转运

细胞直接利用代谢产生的能量将物质逆电-化学梯度转运

介导离子转运的膜蛋白或载体被称为

离子泵（ionpump）

离子泵（ionpump）的本质是ATP酶包括钠-钾泵、钙泵、质子泵1.原发性主动转运

细胞直接利用代谢产生的能量将物质逆（1）钠-钾泵（sodium-potassiumpump）

钠-钾泵简称钠泵（sodiumpump）

也称钠-钾依赖式ATP酶（Na+,K+-ATPase）(E1)(E2)（1）钠-钾泵（sodium-potassiumpump）

钠泵活动的过程

胞内[Na+]↑或胞外[K+]↑→钠泵激活：

每分解1分子ATP，泵出3Na+、泵入2K+

→维持胞内高[K+]、胞外高[Na+]

钠泵活动的过程胞内[Na+]↑或胞外[K+]↑→钠

钠泵活动的生理意义①细胞内高K+浓度是许多代谢反应的必要条件②维持胞内渗透压和细胞容积③Na+和K+跨膜浓度梯度是细胞发生电活动基础④Na+跨膜浓度梯度可为继发性主动转运提供势能储备⑤钠泵活动的生电效应可使膜内电位负值增大钠泵活动的生理意义①细胞内高K+浓度是许多代谢反应的必要条维持胞内渗透压和细胞容积维持胞内渗透压和细胞容积（2）钙泵（calciumpump）

也称Ca2+-ATP酶分布：质膜：肌质网和内质网：分解1个ATP，将1个Ca2+泵至胞外分解1个ATP，将2个Ca2+泵至其内（2）钙泵（calciumpump）

也称（3）质子泵（protonpump）

分类：氢-钾泵（H+,K+-ATP酶）：

分布：胃腺壁细胞和肾小管闰细胞细胞膜

功能：分泌H+和摄入K+

氢泵（H+-ATP酶）：分布：各种细胞器膜功能：将H+由胞质转运至细胞器内（3）质子泵（protonpump）

分类：2.继发性主动转运

（secondaryactivetransport）Na+-葡萄糖同向转运2.继发性主动转运

（secondaryactive2.继发性主动转运Na+-H+

反向转运2.继发性主动转运Na+-H+反向转运（小分子）物质的跨膜转运小结单纯扩散易化扩散原发性主动转运经载体扩散经通道扩散继发性主动转运物质跨膜转运方式被动转运主动转运:能量直接来源于ATP:能量间接来源于ATP（小分子）物质的跨膜转运小结单纯扩散易化扩散原发性主动转运（四）膜泡运输1.出胞(exocytosis)：大分子物质以分泌囊泡排出细胞（四）膜泡运输1.出胞(exocytosis)：大分子物质以入胞（endocytosis）大分子物质或物质团块以囊泡形式进入细胞入胞（endocytosis）大分子物质或物质团块以囊泡形入胞（endocytosis）吞噬(phagocytosis)吞饮(pinocytosis)液相入胞受体介导入胞入胞（endocytosis）吞噬(phagocyto第二节细胞的信号转导

CellularSignalTransduction

◆信号转导的概念

生物学信息在细胞间或细胞内转换和传递，并产生生物效应的过程

一、信号转导概述

◆信号转导的生理意义细胞的信号转导本质是细胞和分子水平的功能调节，是机体生命活动中生理功能调节的基础

信号转导与人类疾病第二节细胞的信号转导

CellularSign

◆信号转导的主要通路受体（receptor）概念：细胞中具有接受和转导信息功能的蛋白质分类：膜受体胞质受体核受体核受体配体（ligand）概念：能与受体发生特异性结合的活性物质◆信号转导的主要通路受体（receptor）概念：核受体

◆G蛋白耦联受体介导的信号转导

◆离子通道受体介导的信号转导

◆酶联型受体介导的信号转导

信号转导的方式

1.膜受体介导的信号转导

一、信号转导概述

◆招募型受体介导的信号转导2.胞内受体介导的信号转导◆G蛋白耦联受体介导的信号转导◆离子通道受体介导的信

二、离子通道型受体介导的信号转导

信号分子→化学门控性通道（受体本身即为离子通道，离子通道型受体）→离子通透性改变→膜两侧带电离子移动→膜电位改变→细胞的功能改变

如：终板膜的N2型ACh受体—化学门控通道

二、离子通道型受体介导的信号转导信号分子→化细胞的基本功能课件细胞的基本功能课件二、G蛋白耦联受体介导的信号转导途径：信号分子→G蛋白耦联受体→G蛋白变构→G蛋γ白效应器→第二信使→蛋白激酶→产生效应γγ二、G蛋白耦联受体介导的信号转导途径：信号分子→G蛋白耦联受1.G蛋白耦联受体（一）主要的信号蛋白和第二信使配体：儿茶酚胺、5-羟色胺、ACh、大多数的多肽和蛋白质类递质或激素1.G蛋白耦联受体（一）主要的信号蛋白和第二信使配体：儿2.G蛋白（Gprotien)鸟苷酸结合蛋白(guaninenucleotide-bindingprotein)G蛋白：α、β、γ亚单位构成的异源三聚体

α能与结合GTP或GDP结合并有GTP酶活性2.G蛋白（Gprotien)鸟苷酸结合蛋白(guG蛋白激活过程A：受体未与配体结合时，G蛋白与受体蛋白分离，G蛋白亚基聚合，无活性B：受体与配体结合，GTP结合到G蛋白α亚基上，GDP脱落C：G蛋白与受体蛋白分离，G蛋白亚基解聚，激活（效应器酶或离子通道）D：配体脱落后，G蛋白α亚基结合的GTP分解为GDP，亚基重新聚合G蛋白回到失活状态G蛋白激活过程A：受体未与配体结合时，G蛋白与受体蛋白分离，3.G蛋白效应器（Gproteineffector)G蛋白效应器效应器酶膜离子通道膜转运蛋白腺苷酸环化酶（AC）鸟苷酸环化酶（GC）磷脂酶C（PLC）磷脂酶A2（PLA2）磷酸二酯酶（PDE）

效应器酶作用：催化底物生成第二信使物质3.G蛋白效应器（Gproteineffector)4.第二信使(secondmessenger)

指由G蛋白激活的效应器酶分解细胞内底物而产生的小分子物质-细胞内信号分子ACATP环-磷酸腺苷（cAMP）PLC二磷酸磷脂酰肌醇（PIP2）三磷酸肌醇（IP3）+二酰甘油（DG）GCGTP环-磷酸鸟苷（cGMP）第二信使Ca2+效应器酶底物激活蛋白激酶或调控离子通道4.第二信使(secondmessenger)5.蛋白激酶(proteinkinase)

将ATP分子上的磷酸基团转移到底物蛋白而使底物蛋白磷酸化的酶类cAMPPKAcGMPPKGCa2+PKC使底物蛋白磷酸化5.蛋白激酶(proteinkinase)将AG蛋白藕联受体的信号传递过程G蛋白藕联受体的信号传递过程（二）主要的信号转导通路1.受体-G蛋白–AC–cAMP–PKA通路Gs蛋白Gi蛋白PKA（二）主要的信号转导通路1.受体-G蛋白–A2.受体-G蛋白–PLC-IP3–Ca2+

和DG-PKC通路配体-受体G蛋白（Gq、Gi）磷脂酶C(PLC)二磷酸磷脂酰肌醇(PIP2)三磷酸肌醇（IP3）二酰甘油（DG）IP3受体(化学门控钙通道)钙库释放Ca2+↑生理效应Ca2+磷脂酰丝氨酸PKC2.受体-G蛋白–PLC-IP3–Ca2+和DG-P2.受体-G蛋白–PLC-IP3–Ca2+

和DG-PKC通路2.受体-G蛋白–PLC-IP3–Ca2+和DG-P3.Ca2+

信号系统

胞内Ca2+的作用：影响膜电位改变细胞功能作为第二信使与胞内多种底物结合而发挥作用3.Ca2+信号系统胞内Ca2+的作用：

四、酶联型受体介导的信号转导

酶联型受体：其自身就具有酶的活性或能与酶结合的膜受体分类：酪氨酸激酶受体酪氨酸激酶结合型受体鸟苷酸环化酶受体丝氨酸/苏氨酸激酶受体四、酶联型受体介导的信号转导酶联型受体：其自身就具（一）酪氨酸激酶受体和酪氨酸激酶结合型受体

（一）酪氨酸激酶受体和酪氨酸激酶结合型受体

（二）鸟苷酸环化酶受体心房钠尿肽、脑钠尿肽与受体膜外肽段结合→激活胞内GC活性域→胞内GTP→环磷酸鸟苷（cGMP）→PKG→底物蛋白磷酸化而产生效应

（二）鸟苷酸环化酶受体心房钠尿肽、脑钠尿肽与受体膜外

（三）丝氨酸/苏氨酸激酶受体特点：丝氨酸/苏氨酸激酶受体的胞内结构域具有丝氨酸/苏氨酸激酶活性配体：转化生长因子-β（三）丝氨酸/苏氨酸激酶受体特点：配体：转化生长因子

五、招募型受体介导的信号转导特点：受体分子的胞内域没有酶活性，但可在胞内侧招募激酶或转接蛋白五、招募型受体介导的信号转导特点：受体分子的胞内域没小结

跨膜信号转导G蛋白耦联受体途径:配体→受体→G蛋白→效应器酶→第二信使离子通道受体途径:配体→离子通道型受体激活→离子跨膜流动酶耦联受体途径:配体→受体膜外段→膜内段酶活性激活招募型受体途径:配体→招募型受体膜外域→膜内域招募激酶小结跨膜信号转导G蛋白耦联受体途径:离子通道受体途径

五、核受体介导的信号转导配体：脂溶性配体（类固醇激素、维生素D3、甲状腺激素和维甲酸）五、核受体介导的信号转导配体：脂溶性配体（类固醇激素第三节细胞的电活动第三节细胞的电活动第三节细胞的电活动

静息电位动作电位

细胞的生物电表现为跨膜电位（膜电位）膜电位表现形式：（可兴奋细胞）（所有细胞）第三节细胞的电活动静息电位细胞的生物电表现为跨膜电位第三节细胞的电活动

一、静息电位**

二、动作电位**

三、电紧张电位和局部电位

第三节细胞的电活动一、静息电位**

一、静息电位及其产生机制★

（一）静息电位（restingpotential，RP）

静息时存在于细胞膜两侧的外正内负且相对稳定的电位差

表现：膜外带正电，膜内带负电如：神经细胞为-70mV、骨骼肌细胞为–90mV，负值越大静息电位越大一、静息电位及其产生机制★（一）静息电位（rA:参考电极B:记录电极A:参考电极

膜电位的状态极化(polarization)去极化(depolarization)反极化(reversepolarization)

超射（overshoot）复极化(repolarization)超极化(hyperpolarization)神经细胞膜电位膜电位的状态极化(polarization)神经细胞

（二）静息电位的产生机制

静息电位产生的原因：带电离子的跨膜转运离子转运速率：取决于离子在膜两侧的浓度差和膜对其通透性1.细胞膜两侧离子的浓度差与平衡电位

静息状态下细胞膜内、外离子分布不匀

[Na+]i:[Na+]o≈1:10,[K+]i:[K+]o≈30:1

（二）静息电位的产生机制静息电位产生的原因：带电离子

（二）静息电位的产生机制Na+K+Cl-

Ca2+离子（X）胞外浓度胞内浓度浓度比值平衡电位静息电位

[X]o(mM)[X]i(mM)[X]o/[X]i

（mV）（mV）1451.04.5116124.21215510-4290.026-95104+123-89-80+67骨骼肌细胞外和细胞内主要离子的浓度梯度和平衡电位

Nernst公式[X+]oEX=61.5log[X+]i(mV)

离子净扩散为零的跨膜电位差称为离子的平衡电位

(37℃)（二）静息电位的产生机制Na+离子（X）胞外浓度

（二）静息电位的产生机制2.安静时细胞膜对离子的相对通透性（二）静息电位的产生机制2.安静时细胞膜对离子的相对

（二）静息电位的产生机制1.膜两侧离子分布不均匀：胞内高K+,胞外高Na+2.安静时膜只对K+有通透性3.浓度差使K+外流→膜外带正电，膜内带负电

→产生电场力，阻止K+外流4.浓度差驱动力＝电场力，K+外流达平衡→膜两侧形成电位差,即K+平衡电位(EK)，其值近RP

Nernst公式[K+]oEk=61.5log[K+]i(mV)=-95（二）静息电位的产生机制1.膜两侧离子分布不均

（二）静息电位的产生机制细胞膜中的钾漏通道和钠泵参与静息电位形成的示意图（二）静息电位的产生机制细胞膜中的钾漏通道和钠泵参与静3.Na+-K+泵活动水平：2K+入，3Na+出

胞外的K+浓度增加、降低，RP有何变化？细胞膜对K+的通透性增加，RP有何变化?

影响静息电位的因素2.膜对Na+

、K+通透性1.膜内外K+浓度差问题：3.Na+-K+泵活动水平：2K+入，3Na+出胞外二、动作电位

（一）动作电位（actionpotential，AP）※概念：细胞在静息电位基础上接受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二、动作电位（一）动作电位（actionpoten二、动作电位去极化（depolarization）复极化（repolarization）锋电位（spikepotential）后电位（after-potential）负后电位

(negativeafter-potential)正后电位

(positiveafter-potential)

二、动作电位去极化（depolarization）※※动作电位的特点

“全或无”（allornone）现象不衰减性传播脉冲式发放※※动作电位的特点（二）动作电位的产生机制

内向电流：正离子由膜外向膜内转运或负离子由膜内向膜外转运

效应：膜去极化

外向电流：正离子由膜内向膜外转运或负离子由膜外向膜内转运

效应：膜超极化或复极化

动作电位的产生是离子跨膜移动的结果（二）动作电位的产生机制内向电流：正离子由膜外向膜内转运（二）动作电位的产生机制

离子的电-化学驱动力细胞膜对离子的通透性

离子跨膜转运需要两个条件1.离子的电-化学驱动力及变化离子的电-化学驱动力=Em-Ex动作电位期间EK和ENa基本不变

Nernst公式[X+]oEX=61.5log[X+]i(mV)(37℃)（二）动作电位的产生机制离子的电-化学驱动力离子跨膜（二）动作电位的产生机制离子电-化学驱动力示意图箭头方向向下为内向驱动力，向上为外向驱动力（二）动作电位的产生机制离子电-化学驱动力示意图2.动作电位期间细胞膜通透性的变化电压钳：测定跨膜离子电流膜片钳：观察单个离子通道的活动

膜电阻：带电离子通过细胞膜的难易程度膜电导（G）=膜电阻的倒数膜电导反映细胞膜对带电离子的通透性

跨膜离子流检测装置：2.动作电位期间细胞膜通透性的变化电压钳：测定跨膜离子电流动作电位期间细胞膜通透性的变化利用电压钳技术结合药理学手段记录到的全细胞膜电流TTX：河豚毒（钠通道阻断剂）；TEA：四乙铵（钾通道阻断剂）动作电位期间细胞膜通透性的变化利用电压钳技术结合药理学手段记动作电位期间细胞膜通透性的变化细胞膜Na+电导和K+电导的电压及时间依赖性示意图动作电位期间细胞膜通透性的变化细胞膜Na+电导和K+电导的电动作电位的产生机制（去极化过程）

◆刺激使膜去极化到阈电位

◆电压门控

Na+通道突然大量开放→膜对Na+通透性↑↑

◆再生性

Na+内流

动力：电-化学驱动力浓度差：膜外高[Na+]

电位差：外正，内负动作电位的产生机制（去极化过程）◆刺激使膜去极化到阈电位动作电位的超射和Na+的平衡电位

◆

Na+内流使膜电位去极化

→0电位→反极化（超射,overshoot）

◆反极化状态下的电场力阻止Na+内流→平衡

超射值近Na+平衡电位+++---+++---+++---动作电位的超射和Na+的平衡电位◆Na+内流使膜电位去极动作电位的复极化▲

Na+通道失活(inactivation)▲反极化状态下膜上电压门控K+通道大量开放→膜对

K+通透性迅速↑→K+迅速大量外流

▲

K+外流动力：电化学驱动力

*

浓度差：膜内高[K+]

*

电位差：外负内正(反极化时）动作电位的复极化▲Na+通道失活(inactivation动作电位的复极化(repolarizationofAP)▲

K+外流使膜电位复极化，并越过0电位▲越过0电位后，电场力成为

K+外流的阻力，且逐渐增大→平衡→K+外流达到平衡电位→动作电位复极化到静息电位水平动作电位的复极化(repolarizationofAP)动作电位的产生机制-复极后①一次动作电位后，胞内[Na+]↑，胞外

[K+]↑→激活Na+泵→泵出Na+和泵入K+②Na+泵活动时，分解1分子ATP，泵出

3Na+、泵入2K+→膜超极化→正后电位动作电位的产生机制-复极后①一次动作电位后，胞内[动作电位的产生机制（小结）动作电位的产生机制（小结）（3）膜电导改变的实质

膜电导即膜对离子通透性变化的实质是膜中离子通道的开放和关闭

通过膜片钳技术可以记录单个离子通道的开放和关闭（3）膜电导改变的实质膜电导即膜对离子通透性变化的实质是（4）离子通道的功能状态电压门控钠通道和电压门控钾通道功能状态示意图复活m：激活门；h：失活门（4）离子通道的功能状态电压门控钠通道和电压门控钾通道功能状（三）动作电位的触发1.阈刺激

刺激（stimulus）：细胞所处环境的变化

方波刺激波高=强度上升斜率=强度/时间变化率波宽=刺激持续时间刺激三要素：①刺激强度

②刺激持续时间

③强度/时间的变化率（三）动作电位的触发1.阈刺激方波刺激波高=强度波（三）动作电位的触发

阈强度(thresholdintensity)或阈值(thresholdvalue)

能使细胞产生动作电位的最小刺激强度

阈刺激(thresholdstimulus)：相当于阈强度的刺激阈上刺激：刺激强度高于阈强度的刺激阈下刺激：刺激强度低于阈强度的刺激阈强度是衡量可兴奋组织兴奋性高低的常用指标（三）动作电位的触发（三）动作电位的触发2.阈电位（thresholdpotential）※※

刺激引起膜内正电荷增加，使膜去极化到一个临界值时，胞膜中钠通道大量开放而触发动作电位，这个能触发动作电位的膜电位的临界值称为阈电位细胞的阈电位比静息电位小10~20mV

动作电位的“全或无”特点?（三）动作电位的触发动作电位的“全或无”特点?（四）动作电位的传播已兴奋部位与未兴奋部位间有电位差，形成局部电流（localcurrent）→未兴奋部位去极化到阈电位→AP1.动作电位在同一个细胞上的传播

动作电位在同一个细胞上”安全“、不衰减传播（四）动作电位的传播已兴奋部位与未兴奋部位间有电位差，形成局动作电位的传导AP在无髓神经纤维上以局部电流的形式连续进行传导动作电位的传导AP在无髓神经纤维上以局部电流的形式连续进行传AP在有髓神经纤维上“跳跃式传导”1234

跳跃式传导：提高传导速度、节能AP在有髓神经纤维上“跳跃式传导”1234跳跃式传导：提2.动作电位在不同细胞之间的传播

缝隙连接生理意义：使某些同类细胞发生同步化活动2.动作电位在不同细胞之间的传播缝隙连接生理意义：（五）兴奋性及其变化

兴奋性(excitability)：机体组织或细胞接受刺激后发生反应的能力和特性兴奋性是生命活动基本特征之一

兴奋（excitation）：当机体、器官、组织、细胞受到刺激时，功能活动由弱变强或由相对静止转变为比较活跃的反应过程或反应形式（五）兴奋性及其变化兴奋性(excitability)：机（五）兴奋性及其变化

生理学常将神经细胞、肌细胞、部分腺细胞称可兴奋细胞可兴奋细胞兴奋的标志是产生动作电位可兴奋细胞的兴奋性是细胞受到刺激产生动作电位的能力

任何活细胞都具有兴奋性可兴奋性细胞兴奋性可用刺激的阈值来衡量（五）兴奋性及其变化生理学常将神经细胞、肌细胞、部分腺细细胞兴奋后兴奋性的变化

相对不应期:(阈上刺激反应)

绝对不应期

(绝对不反应)

超常期:(阈下刺激反应)

低常期:(阈上刺激反应)细胞兴奋后兴奋性的变化相对不应期:绝对不应期超常期:（4）离子通道的功能状态电压门控钠通道和电压门控钾通道功能状态示意图复活m：激活门；h：失活门（4）离子通道的功能状态电压门控钠通道和电压门控钾通道功能状三、电紧张电位和局部电位(一)细胞膜和细胞质的被动电学特性

细胞膜和细胞质作为一个静态元件（没有离子通道激活）时所表现出的电学特性，包括膜电容、膜电阻和轴向电阻三、电紧张电位和局部电位(一)细胞膜和细胞质的被动细胞膜的被动电学特性和电紧张电位

（二）电紧张电位

由膜被动电学特性决定其空间分布和时间变化的膜电位细胞膜的被动电学特性和电紧张电位（二）电紧张电位电紧张电位的极性正负两个电极膜外施加电刺激时负电极下细胞膜产生去极化电紧张电位正电极下细胞膜产生超极化电紧张电位出现去极化电紧张电位的负极下方可能产生动作电位电紧张电位的极性正负两个电极膜外施加电刺激时细胞膜的被动电学特性和电紧张电位

（二）电紧张电位

由膜被动电学特性决定其空间分布和时间变化的膜电位电紧张电位特征：

等级性电位衰减性传导电位可融合细胞膜的被动电学特性和电紧张电位（二）电紧张电位电紧张电（三）局部电位1.动作电位的引起

刺激→膜电位去极化到某一临界值（阈电位）→Na+通道大量开放→再生性循环→动作电位

阈刺激或阈上刺激可以引起动作电位（三）局部电位1.动作电位的引起刺激→膜电2.局部电位（localpotential）阈下刺激→使少量钠通道激活而产生去极化膜电位，这种电位称为局部电位或局部反应、局部兴奋（三）局部电位2.局部电位（localpotential）阈下刺激局部兴奋的实验装置和实验结果示意图局部兴奋的实验装置和实验结果示意图

局部电位的特点(与动作电位比较而言)※:①等级性电位动作电位为“全或无”②衰减性传导：以电紧张的形式向周围扩布动作电位以局部电流的形式不衰减传播（三）局部电位局部电位的特点(与动作电位比较而言)※:局部电位和动作电位的产生与传播局部电位和动作电位的产生与传播

局部电位的特点(与动作电位比较而言)※:③无不应期，反应可以叠加总和：空间性总和（spatialsummation）时间性总和（temporalsummation）三、局部电位动作电位有不应期，不可以总和局部电位的特点(与动作电位比较而言)※:时

间

性

总

和空间性总和时

间

性

总

和空间性总和第四节肌细胞的收缩

一、横纹肌

（一）骨骼肌神经-肌接头处兴奋的传递1.骨骼肌神经-肌接头的结构特征第四节肌细胞的收缩一、横纹肌（一）骨骼肌神1.骨骼肌神经-肌接头的结构特征1.骨骼肌神经-肌接头的结构特征神经—肌接头处的兴奋传递过程神经—肌接头处的兴奋传递过程细胞的基本功能课件细胞的基本功能课件细胞的基本功能课件细胞的基本功能课件细胞的基本功能课件神经-肌接头处的兴奋传递过程神经冲动传到轴突末梢，接头前膜去极化Ca2＋通道开放，Ca2＋内流接头前膜内囊泡移动、融合、破裂，ACh释放ACh结合并激活终板膜上N2受体终板膜Na＋内流(为主)

、K＋外流终板膜去极化→终板电位（EPP）EPP电紧张性扩布至肌膜达阈电位爆发肌细胞膜动作电位ACh被AChE分解神经-肌接头处的兴奋传递过程神经冲动传到轴突末梢，接头前膜去影响神经-肌接头处兴奋传递的因素

（1）影响ACh的释放：①细胞外Ca2+的浓度②梭状芽孢杆菌和肉毒杆菌毒素

（2）影响ACh与通道蛋白结合①筒箭毒②α-银环蛇毒

（3）影响胆碱酯酶的活性：新斯的明、有机磷等影响神经-肌接头处兴奋传递的因素（1）影响ACh的释放：（二）横纹肌细胞的微细结构（二）横纹肌细胞的微细结构

1.肌原纤维和肌节ZZ1.肌原纤维和肌节ZZ1.肌原纤维和肌节

肌节是肌细胞收缩和舒张的基本单位1.肌原纤维和肌节肌节是肌细胞收缩和舒张的基2.肌管系统

横管：将AP至肌细胞深部纵管：贮存、释放Ca2+三联管：横管+两侧终池兴奋-收缩耦联部位终池：纵管末端膨大部分2.肌管系统横管：将AP至肌细胞深部纵管：（三）横纹肌的收缩机制肌丝滑行理论（三）横纹肌的收缩机制肌丝滑行理论（三）横纹肌的收缩机制1.肌丝的分子组成（三）横纹肌的收缩机制1.肌丝的分子组成（三）横纹肌的收缩机制1.肌丝的分子组成(1)粗肌丝：肌球蛋白(肌凝蛋白)

横桥可扭动,具有ATP酶活性（三）横纹肌的收缩机制1.肌丝的分子组成(

（2）细肌丝①肌动蛋白(肌纤蛋白)：横桥结合点②原肌球蛋白（原肌凝蛋白）：静息时阻止肌动蛋白与横桥头部的结合③肌钙蛋白（2）细肌丝①肌动蛋白(肌纤蛋白)：横桥结合点②原

（2）细肌丝

肌钙蛋白C亚单位结合Ca2+T亚单位结合原肌凝蛋白I亚单位结合肌动蛋白（2）细肌丝肌钙蛋白C亚单位结合Ca2+2.肌丝滑行的过程2.肌丝滑行的过程横桥周期示意图横桥周期示意图（四）横纹肌细胞的兴奋-收缩耦联

1.概念：

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过程，称为兴奋-收缩耦联（excitation-contractioncoupling）

兴奋-收缩耦联的结构基础：三联管结构兴奋-收缩耦联的耦联因子：Ca2+（四）横纹肌细胞的兴奋-收缩耦联1.概念：兴奋-收缩耦（四）横纹肌细胞的兴奋-收缩耦联（四）横纹肌细胞的兴奋-收缩耦联横纹肌兴奋-收缩耦联的基本过程（1）T管膜的动作电位传导（2）胞质网内Ca2+释放（3）Ca2+触发肌肉收缩（4）肌质网回收Ca2+

横纹肌兴奋-收缩耦联的基本过程（1）T管膜的动作电位传导横纹肌兴奋-收缩耦联的基本过程（1）肌膜上A