第二单元 细胞的基本功能cell physiology模板.ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * * * 第二单元 细胞的基本功能 （Cell Physiology） 细胞生理 第一节、细胞的兴奋性与生物电现象 细胞生理 （1）细胞的静息电位（Resting potential） （2）细胞的动作电位（Action potential） （3）兴奋的引起与传导 一个活的细胞无论是它处于安静状态还是活动状态都是存在电活动，这种电活动称为生物电现象。其中包括静息电位和动作电位。 1、细胞的生物电现象及其产生机制： 细胞生理 静息电位 细胞在静息状态下存在于细胞膜两侧的电位差，称为静息电位，也称跨膜静息电位。 静息电位产生的机制 细胞生理 静息电位 静息电位产生的机制 K+ Na+ Cl- Na+ Cl- K+ 膜内 膜外 28 1 1 1 13 30 离子浓度差=电位差 在静息状态下，细胞膜内K+的高浓度和安静时膜主要对K+的通透性，是大多数细胞产生和维持静息电位的主要原因。（K+的平衡电位） 细胞生理 动作电位 动作电位产生的机制 术语 指可兴奋细胞受到刺激而兴奋时，在静息电位的基础上膜两侧的电位发生快速而可逆的倒转和复原的过程。 细胞生理 动作电位产生的机制 第一阶段：动作电位上升支的形成 （去极化相的形成） 产生原因：由于刺激引起膜对Na+的通透性瞬间增大（Na离子通道被激活），膜外的Na+内流，使膜电位由-70mV增加至0mV，进而上升为+30mV，Na+通道随之失活。 细胞生理 动作电位产生的机制 第二阶段：动作电位下降支形成： Na+通道失活后，膜恢复了对K+的通透性，大量的K+外流。使膜电位由正值向负值转变，形成了动作电位的下降支。 动作电位是在极短的时间内产生的，因此，在体外描记的图形为一个短促而尖锐的脉冲图形，似山峰般，称为峰电位（Spike potential）。 细胞生理 动作电位产生的机制 第三阶段：后电位的形成： 当膜电位接近静息电位水平时，K+的跨膜转运停止。随后，膜上的Na+-K+泵（Na+-K+-ATP酶）被激活，将膜内的Na+离子向膜外转运，同时，将膜外的K+向膜内运输，形成了负后和正后电位。 术语 细胞生理 极化（polarization）——膜两侧存在的内负外正的电位状态。 去极化（Depolarization）——膜电位绝对值逐渐减小的过程。 超极化（Over-polarization）——膜电位绝对值高于静息电位的状态。 复极化（Repolarization）——膜电位去极化后逐步恢复极化状态的过程。 术语 细胞生理 兴奋的引起 兴奋的传导 一切活组织在受到刺激时，都能够应答性地出现一些特殊的反应和暂时性的机能改变。 可兴奋组织（Exitable tissue）——受到刺激时，能够产生动作电位的组织。 兴奋性的变化 兴 奋（Exitation）——细 胞受到刺激后产生动作电位的过程。 兴奋性（Exitability）——细胞受到刺激后具有产生动作电位的能力。 细胞生理 兴奋的引起 兴奋的传导 刺 激——引起组织产生反应的各种内外环境的变化。 刺激引起兴奋的条件： 刺激强度 刺激时间 刺激强度对于时间的变化率 兴奋性的变化 上述三种条件均达到阈值才能引起兴奋。 细胞生理 兴奋的引起 兴奋的传导 在比较不同组织的兴奋性时，采用强度-时间曲线较困难，因此，一般固定刺激时间，仅采用刺激强度大小来判断。 阈刺激——产生动作电位所需的最小刺激强度。 阈上刺激——大于阈刺激的刺激强度。 阈下刺激——小于阈刺激的刺激强度。 阈下刺激不能引起动作电位或组织、细胞的兴奋，但并非对组织细胞不产生任何影响。 兴奋性的变化 细胞生理 第二节、骨骼肌的收缩功能 1、神经肌肉间的兴奋传递: （1）神经—肌肉接头（运动终板） （2）神经—肌肉的兴奋传递过程 （3）肌肉收缩全过程总结 肌 肉 运动神经纤维到达肌肉时，不断分支，每一分支支配一条肌纤维。神经纤维末梢失去髓鞘嵌入到特化的肌细胞上，形成运动终板。 骨骼肌的活动由运动神经直接控制。 肌 肉 AP传导至末梢突触前膜 Ca2+内流 囊泡释放乙酰胆碱（Ach） Ach扩散与后膜（终板）受体结合 AchE水解Ach Na+内流, K+外流，膜去极化 终板电位 叠 加 动作电位 整个肌细胞 肌 肉 正常情况下，一次神经冲动释放的Ach大约在1—2ms内被破坏，因此： 一个神经AP 一个肌细胞AP 一个收缩 肌 肉 肌 肉 2、兴奋-收缩偶联: 肌 肉 肌球蛋白 （myosin） 杆