第二节 神经和肌肉细胞的静息电位null第二节
神经和肌肉细胞的静息电位和动作电位第二节
神经和肌肉细胞的静息电位和动作电位一、细胞的生物电现象一、细胞的生物电现象兴奋性与兴奋的相关概念
1.兴奋性:
指可兴奋细胞接受刺激后产生反应的能力
2. 兴奋:指产生的反应
3.刺激引起兴奋的条件:
一定的强度
一定的作用持续时间
一定的时间--强度变化率null4.反应及两种形式
5.阈强度:固定刺激时间及强度时间变率, 刚能引起组织产生反应的最小刺激强度,简称阈值。
阈值大则兴奋性低,反之...
null第二节
神经和肌肉细胞的静息电位和动作电位第二节
神经和肌肉细胞的静息电位和动作电位一、细胞的生物电现象一、细胞的生物电现象兴奋性与兴奋的相关概念
1.兴奋性:
指可兴奋细胞接受刺激后产生反应的能力
2. 兴奋:指产生的反应
3.刺激引起兴奋的条件:
一定的强度
一定的作用持续时间
一定的时间--强度变化率null4.反应及两种形式
5.阈强度:固定刺激时间及强度时间变率, 刚能引起组织产生反应的最小刺激强度,简称阈值。
阈值大则兴奋性低,反之亦然
刺激强度:
阈上刺激 > 阈刺激 > 阈下刺激 二、静息电位 (resting potential,RP) 二、静息电位 (resting potential,RP) Only a very thin shell of charge difference
is needed to establish a membrane potential.null定义:细胞安静时,存在于膜内、外两侧的电位差。
其定义为:Em=Ein -Eout
RP为膜内较膜外为负,且长时稳定在此相对固定水平,此种内负外正的状 态又称极化(polarization)状态。
Nernst 公式:
RT (k+)O
Ek= ——Ln ——
nF (k+)I
R: 气体常数 T :绝对温度 n:离子价数
F: 法拉第常数null细胞静息电位的
(一)静息电位的产生(一)静息电位的产生1、膜内外离子的不均匀分布
[K+]in>[K+]out,[Na+]in<[Na+]out
2、安静时膜对离子的不同通透性:
只对K+有通透性,而对Na+不通透。结果形成膜内外的K+的平衡电位,即是细胞的静息电位。
3、Na+ /K+-ATPase的生电作用
nullnullOut in三、动作电位(action potential,AP)三、动作电位(action potential,AP)定义:可兴奋细胞兴奋时,膜两侧电位在静息电位的基础上,发生一次快速而可逆的极化反转(去极化,复极化),AP是兴奋和传导的标志。
锋电位:将动作电位描记成曲线,呈现出一次尖锐的脉冲,称为锋电位(spike potential)
“全或无”现象:在同一细胞上动作电位的大小不随刺激强度和传导距离的改变而变化的现象,称作“全或无”现象。nullDepolarization
occurs
when ion
movement
reduces the
charge
imbalance. A cell is
“polarized”
because
its interior
is more
negative
than its
exterior.Overshoot refers to
the development of
a charge reversal.Repolarization is
movement back
toward the
resting potential. Hyperpolarization is
the development of
even more negative
charge inside the cell.动作电位的产生动作电位的产生去极化→Na+通道迅速开放→Na+内向电流→膜进一步去极化→更多Na+通道开放→Na+内向电流进一步增大…,正反馈的再生性过程(regenerative process),驱使膜电位接近ENa。
随后由于Na+通道的失活使gNa迅速减小。经短暂的延搁,电压门控K+通道开放增加gK,产生K+外向电流而复极化(repolarization)。AP期间的离子通透性变化AP期间的离子通透性变化去极化后电位(负后电位):快速K+外流堆积,复极化减慢
超极化后电位(正后电位):钾通道开放时间长,过多钾外流null产生动作电位时细胞的兴奋性变化产生动作电位时细胞的兴奋性变化动作电位 兴奋性 阈强度
锋电位 绝对不应期 无限大
负后电位 相对不应期 ≥正常
和超常期 <正常
正后电位 低常期 >正常
四、神经冲动的产生和传导四、神经冲动的产生和传导(一)细胞的局部兴奋
与可传导兴奋(动作电位)的区别:
1、没有“全或无”特征;
2、向四周进行电紧张性扩布,是衰减性的;
3、无不应期,可以总合,达到阈刺激即可产生动作电位。
(二)兴奋(冲动)的传导(二)兴奋(冲动)的传导传导:膜的已兴奋部分通过局部电流刺激了临近未兴奋部分,使之出现AP的过程。
1、无髓纤维:
局部电流学说null局部电流的形成null2、有髓纤维的跳跃传导跳跃传导也是以局部电流的扩布为基础的,仍保持一定的连续性。其传导速度随着神经纤维直径的加粗而变快;直径相同,变温动物传导较慢。null3、传导的特征:3、传导的特征:生理完整性
双向传导
非递减性[全或无(all or none)
绝缘性
相对不疲劳
四、神经干复合动作电位四、神经干复合动作电位1、定义:
最大刺激:
2、神经纤维的分类
3、神经干的单相和双相动作电位
null神经纤维的分类第三节 兴奋由神经向肌肉的传递第三节 兴奋由神经向肌肉的传递一、神经肌肉接头
1、运动单位(motor unit):
null2、神经肌肉接头的结构
突触前末梢:突触前膜,内含突触囊泡
突触间隙:具有间隙基质
突触后膜(终板):终板膜二、神经肌肉接头兴奋传递的特征二、神经肌肉接头兴奋传递的特征1、化学性兴奋传递
2、单向传递
3、突触延搁
4、高敏感性:易产生疲劳三、神经肌肉兴奋传递的过程三、神经肌肉兴奋传递的过程1、兴奋传到神经纤维末梢
2、Ca2+是神经冲动导致突触前末梢释放乙酰胆碱(Ach,为传递递质)的偶联因子。
兴奋收缩耦联:
3、ACh被释放并结合到受体,产生终板电位,并向相邻的肌细胞膜扩布使后者产生动作电位。
终板电位:
4、ACh在终板膜起作用后立即失活并被清除出终板区。 null神经肌肉传递的过程和乙酰胆碱的受体微终板电位与“量子释放”理论微终板电位与“量子释放”理论以囊泡为单位,倾囊而出;一次兴奋,约300个囊泡排放107个ACh分子ACh失活——胆碱脂酶ACh失活——胆碱脂酶四、神经肌肉接头传递阻断
——突触前因素四、神经肌肉接头传递阻断
——突触前因素影响Ca 内流(Mg) 阻断递质释放(肉毒素) 递质耗竭(黑寡妇 蜘蛛毒)N-M接头传递阻断
——突触后因素N-M接头传递阻断
——突触后因素竞争性抑制(箭毒,-银环蛇毒)
胆碱脂酶的活性(有机磷、毒扁豆碱、新斯的明等)第四节 肌肉的收缩第四节 肌肉的收缩一、骨骼肌的基本结构一、骨骼肌的基本结构肌丝肌肉肌束肌纤维肌原纤维null1、肌小节肌小节= ½ I带+A 带+ ½ I带2.肌丝的分子组成2.肌丝的分子组成null A. 粗肌丝[肌凝(球)蛋白—杆状部,横桥]
横桥的特性:具有ATP酶活性,可与肌动蛋白分子结合,并引起横桥摆动。
200~300个肌凝蛋白分子组成一条粗肌丝null B. 细肌丝
肌纤(动)蛋白(actin)
原肌凝(球)蛋白(tropomyosin)
肌钙蛋白(troponin)粗肌丝和细肌丝的位置关系粗肌丝和细肌丝的位置关系3.肌管系统3.肌管系统肌管:肌浆内包绕着每一条肌原纤维的膜性囊管状结构。
A. 横管(T管)----垂直于肌原纤维走行,为肌膜在A-I带交界处垂直深入肌细胞内部的横行管道,其作用是将肌膜上的电兴奋传入肌细胞深部。
B. 纵管----平行于肌原纤维走行,为沿肌原纤维长轴纵行排列的滑面内质网,其在A-I带交界处扩大为终末池,通过对钙的储存、释放和再积聚,来触发和终止肌原纤维的收缩。肌管系统模式图肌管系统模式图nullC. 三联管结构
由T管及其两端的(L管)终末池组成,其作用是将膜上的电变化与细胞内的收缩过程耦联起来。二、肌收缩原理及其控制 二、肌收缩原理及其控制 (一)、滑行学说:肌肉收缩时,并无肌丝或其它有形结构的卷曲或缩短,而是发生了细肌丝向粗肌丝之间的滑行,于是,暗带长度不变,明带缩短,相邻Z线相互靠近,肌小节变短。null(二)兴奋-收缩耦联
1.肌膜电兴奋通过T管传向肌细胞深部的三联管附近;
2.三联管处的信息传递,引起SER内储钙释放;
3.触发肌丝滑行,SER对肌浆钙的回收。
nullnullnull(三)肌肉收缩过程
肌浆钙[Ca]↑→→钙+肌钙蛋白→→肌钙蛋白变构→→原肌球蛋白扭转→→横桥与肌动蛋白得以结合→→ATP水解、释能、横桥向M线方向摆动→→肌小节变短
实质:由钙触发的去抑制过程。
null三、肌肉收缩的特点三、肌肉收缩的特点1、收缩的两种基本形式:肌肉等长收缩时的长度-张力曲线肌肉等长收缩时的长度-张力曲线null单收缩与强直收缩
空间总合:与运动单位兴奋数量有关
时间总合:与刺激的频率有关2、肌肉收缩的总合null3、肌肉收缩的机械功null在最适初长度和前负荷时,横桥与细肌丝结合最多,肌张力最大,作功效率最高;
以最适速率收缩时,可以消耗最低的能量而获得最大的功。复习题复习题内环境、稳态、兴奋收缩耦联、兴奋性、阈值.
细胞膜是如何进行物质转运的?
Na+-K-泵的有哪些作用?
何为静息电位和动作电位?简述其形成。
比较神经传导和神经肌肉接头兴奋传递的特点。
熟悉局部电路学说和肌丝滑行学说的主要特点。
熟悉从神经冲动产生到肌肉收缩的全过程。
了解电压钳和膜片钳的技术原理。
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