第3章 人体的基本生理活动

第四章人体的基本生理功能第一节生命活动的基本特征第三节神经与肌肉的一般生理第四节生理功能的调节与整合第二节细胞的跨膜信号传导功能第一节生命活动的基本特征一、新陈代谢

概念：生物体在适宜的环境中总是不断地自我破旧立新的过程称为新陈代谢(自我更新)。意义:①从环境中摄取各种营养物质,经过改造和转化,为自我更新提供原料和能量;②将生物体内所产生的代谢产物排出体外,将物质分解时所产生的能量,用于合成生物体内的新物质、进行各种外功、维持体温等。

二、兴奋性概念:一切活细胞、组织或机体对刺激发生反应的特性(或能力)。特征:兴奋性也是生命活动的一种基本表现特征。

刺激(stimulus)1.概念:能引起一切活细胞、组织或机体发生反应的各种环境变化。2.分类:声、光、电、机械、化学、生物刺激等,实验室最常用的是电刺激。3.组成:强度、作用时间和强度-时间变化率三个要素。4.几个概念:阈强度(阈值threshold):能引起组织发生反应的最小刺激强度。阈刺激:刺激强度等于阈值的刺激称阈刺激。阈下刺激:刺激强度小于阈值的刺激。阈上刺激:刺激强度大于阈值的刺激。5、刺激强度与组织的兴奋性关系

刺激强度与阈值呈反变关系，即阈值愈小说明组织的兴奋性愈高,反之,阈值愈大说明组织的兴奋性愈低。6、反应

由各种刺激所引起的机体功能活动或代谢过程变化。反应形式:兴奋、抑制三、生殖

生物体生长发育到一定阶段后，能够产生与自己相似的子代个体，此功能称为生殖。第二节细胞的跨膜信号传导功能一、由具有感受结构的通道蛋白完成的跨膜信号传导（一）、化学门控通道：

2

（与Ach结合）（二）、电压门控通道：神经、肌细胞。动作电位的产生。（三）、机械门控通道：如内耳毛细胞。化学性胞外信号(ACh)ACh+

受体=复合体终板膜变构=离子通道开放Na+内流终板膜电位骨骼肌收缩二、受体、G蛋白和效应酶1、受体2、G蛋白：、、三个亚单位构成。

G蛋白未激活时，GDP与结合

GTP与结合有活性。

Gs和Gi3、效应酶：如AC→cAMP第三节神经和肌肉的一般功能一、细胞的生物电现象及其产生机制（一）细胞的静息电位1、静息电位现象细胞处于相对安静状态时，细胞膜内外存在的电位差。膜电位:因电位差存在于膜的两侧所以称为膜电位。习惯叫法:膜内电位低于膜外，习惯上RP指的是膜内负电位。静息电位值:哺乳动物的神经、骨骼肌和心肌细胞为

-70～-90mV，红细胞约为-10mV左右。证明RP的实验：（甲）当A、B电极都位于细胞膜外，无电位改变，证明膜外无电位差。（乙）当A电极位于细胞膜外，B电极插入膜内时，有电位改变，证明膜内、外间有电位差。（丙）当A、B电极都位于细胞膜内，无电位改变，证明膜内无电位差。(1)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[Cl-]i<[Cl-]o≈1∶14,[A-]i＞[A-]o≈4∶12、静息电位的产生机制主要离子分布：膜内：膜外：(2)静息状态下细胞膜对离子的通透性具有选择性

通透性：K+＞Cl-＞Na+＞A-

静息状态下细胞膜内外主要离子分布及膜对离子通透性RP产生机制的膜学说:

∵①细胞膜内外离子分布不均；②细胞膜对离子的通透具有选择性:K+＞Cl-＞Na+＞A-∴[K＋]i顺浓度差向膜外扩散[A-]i不能向膜外扩散[K+]i↓、[A-]i↑→膜内电位↓(负电场)[K+]o↑→膜外电位↑(正电场)膜外为正、膜内为负的极化状态当扩散动力与阻力达到动态平衡时=RP结论:RP的产生主要是K＋向膜外扩散的结果。∴RP=K+的平衡电位证明：①Nernst公式的计算

EK=RT/ZF•ln[K+]O/[K+]i=59.5log[K+]O/[K+]i

同理可算出ENa,因K+的通透性大于Na+近100倍,EK的权重明显大于ENa,故RP是权重后的EK和ENa的代数和,非常接近于EK。②Hodgkin和Katz的实验

在枪贼巨大神经纤维测得RP值为-77mv,与Nernst公式的计算值（-87mv）基本符合。

③人工改变[K+]O/[K+]i，RP也发生相应改变，如：轴突管内置换等张Nacl,RP消失（即[K+]i↓→RP↓）。（二）细胞的动作电位1、动作电位现象可兴奋细胞受到刺激，细胞膜在静息电位基础上发生一次短暂的、可逆的并可向周围扩布的电位波动称为动作电位。

去极化上升支下降支动作电位的图形刺激局部电位阈电位去极化零电位反极化（超射）复极化（负、正）后电位

与AP相关的概念:极化:以膜为界，外正内负的状态。去极化:膜内外电位差向小于RP值的方向变化的过程。超极化:膜内外电位差向大于RP值的方向变化的过程。复极化:去极化后再向极化状态恢复的过程。反极化:细胞膜由外正内负的极化状态变为内正外负的极性反转过程。阈电位:引发AP的临界膜电位数值。局部电位:低于阈电位的去极化电位。后电位：锋电位下降支最后恢复到RP水平以前，一种时间较长、波动较小的电位变化过程。包括：负后电位=去极化后电位，

正后电位=超去极化后电位。①膜内外存在[Na+]差:[Na+]i<[Na+]O≈1∶10；②膜在受到阈刺激而兴奋时，对离子的通透性增加：即电压门控性Na+、K+通道激活而开放。2、动作电位的产生机制AP上升支AP下降支当细胞受到刺激细胞膜上少量Na+通道激活而开放Na+顺浓度差少量内流→膜内外电位差↓→局部电位当膜内电位变化到阈电位时→Na＋通道大量开放Na+顺电化学差和膜内负电位的吸引→再生式内流∵[Na+]i↑、[K+]O↑→激活Na+－K+泵膜内负电位减小到零并变为正电位（AP上升支）Na+通道关→Na+内流停+同时K+通道激活而开放K＋顺浓度差和膜内正电位的吸引→K＋迅速外流膜内电位迅速下降，恢复到RP水平（AP下降支）Na+泵出、K+泵回，∴离子恢复到兴奋前水平→后电位结论：①AP的上升支由Na＋内流形成，下降支是K＋外流形成的，后电位是Na＋－K＋泵活动引起的。②AP的产生是不消耗能量的，AP的恢复是消耗能量的（Na＋－K＋泵的活动）。③AP=Na＋的平衡电位。

①Nernst公式的计算：AP达到的超射值（正电位值）相当于计算所得的ENa值。②应用Na＋通道特异性阻断剂河豚毒后，内向电流全部消失（AP消失）。证明：几点说明：

1.刺激：①在细胞膜内施加负相电流（或膜外施加正相电流）刺激时，会引起超极化，不会引发AP；相反，会引起去极化，引发AP；②刺激分：阈刺激、阈上刺激、阈下刺激，前二者能使膜电位去极化达到阈电位引发AP；后者只能引起低于阈电位的去极化（即局部电位）不会引发AP。

是激活电压门控性Na+通道的临界值。即阈电位先引发一定数量的Na+通道开放，Na+迅速大量内流后，再引发更多数量的Na+通道开放，爆发AP。因此，当膜电位达到阈电位后，导致Na+通道开放与Na+内流之间出现再生性循环。2.阈电位：3、动作电位的特征：①是非衰减式传导的电位。②具有“全或无”的现象：即同一细胞上的AP大小不随刺激强度和传导距离而改变的现象。

4、细胞兴奋后兴奋性的变化

绝对不应期：无论多强的刺激也不能再次兴奋的期间。相对不应期：大于原先的刺激强度才能再次兴奋期间。超常期：小于原先的刺激强度便能再次兴奋的期间。低常期：大于原先的刺激强度才能再次兴奋的期间。

组织兴奋后兴奋性变化的对应关系

分期兴奋性与AP对应关系机制绝对不应期降至零锋电位钠通道失活相对不应期渐恢复负后电位前期钠通道部分恢复超常期＞正常负后电位后期钠通道大部恢复低常期＜正常正后电位膜内电位呈超极化

（三）、局部兴奋概念：阈下刺激引起的低于阈电位的去极化（即局部电位），称局部反应或局部兴奋。特点：

①不具有“全或无”现象。其幅值可随刺激强度的增加而增大。②电紧张方式扩布。其幅值随着传播距离的增加而减小。③具有总和效应：时间性和空间性总和。。

时间性总和空间性总和二、兴奋在同一细胞上的传导（一）传导机制：局部电流静息部位膜内为负电位，膜外为正电位兴奋部位膜内为正电位，膜外为负电位在兴奋部位和静息部位之间存在着电位差膜外的正电荷由静息部位向兴奋部位移动膜内的负电荷由兴奋部位向静息部位移动形成局部电流膜内：兴奋部位相邻的静息部位的电位上升膜外：兴奋部位相邻的静息部位的电位下降去极化达到阈电位，触发邻近静息部位膜爆发新的AP局部电流传导方式：无髓鞘N纤维的兴奋传导为近距离局部电流；有髓鞘N纤维的兴奋传导为远距离局部电流(跳跃式)。（二）神经纤维的传导速度和分类根据传导速度和后电位的差异分为：A：有髓鞘的躯体传入和传出，

B：有髓自主神经的节前纤维，无负后电位而正后电位明显。C：无髓躯体传入（无负后电位，正后明显）自主神经的节后纤维（负后明显）根据直径和来源：I()、II()、III()、IV(C)（用于传入）

（三）兴奋传导特点

1、生理完整性

2、双向性3、相对不疲劳性4、绝缘性复习思考题

1.静息电位产生的原理是什么？如何证明？

2.动作电位是怎么发生的？如何证明动作电位是钠的平衡电位？

3.发生兴奋过程中，如何证明有兴奋性的变化？为什么会发生这些变化？

4.兴奋是如何传导的？影响传导速度的因素有哪些？

5.试比较局部电位和动作电位的区别。6.刺激引起神经兴奋的内因和外因是什么？

7.绝对不应期是否指潜伏期？潜伏期是否等于引起兴奋所需的最短刺激作用时间？

8.神经干上某点发生兴奋后，除向前传导外，能否逆传？为什么？

9.试比较改变刺激强度，单一神经纤维与神经干的动作电位变化？为什么？

10.血K+浓度对兴奋性、RP和AP有何影响？11、以下关于细胞膜离子通道的叙述,正确的是()A.在静息状态下,Na、K离子通道都处于关闭状态B.细胞受刺激刚开始去极化时,钠离子通道就大量开放C.在动作电位去极相,钾离子通道也被激活,但出现较慢D.钠离子通道关闭,出现动作电位的复极相E.钠、钾离子通道被称为化学依从性通道12、刺激阈指的是()A.刺激强度不变,引起组织兴奋的最适作用时间B.刺激时间不变,引起组织发生兴奋的最小刺激强度C.用最小刺激强度,刚刚引起组织兴奋的最短作用时间D.刺激时间不限,能引起组织兴奋的最适刺激强度E.刺激时间不限,能引起组织最大兴奋的最小刺激强度CB三、神经—肌肉接头的兴奋传递（一）神经-肌肉接头的结构（二）、N-M接头处的兴奋传递过程当神经冲动传到轴突末膜Ca2＋通道