神經肌肉一般生理演示文稿當前1頁，總共220頁。優選神經肌肉一般生理當前2頁，總共220頁。要點膜的物質轉運靜息電位和動作電位及其形成機理興奮的傳導(傳遞)骨骼肌的超微結構及收縮2023/3/83當前3頁，總共220頁。細胞膜的結構細胞膜的物質轉動功能細胞膜的跨膜信號傳導神經肌肉的興奮和興奮性細胞生物電現象骨骼肌細胞的興奮和收縮功能2023/3/84當前4頁，總共220頁。細胞膜的結構

FundamentalstructureofCellmembrane

2023/3/85當前5頁，總共220頁。細胞學說Celltheory英國人RobertHooke(1635-1703)于300多年前用放大鏡觀察軟木塞薄片，首次描述了細胞壁構成的小室，稱為“cell”2023/3/86當前6頁，總共220頁。1838-1839年德國學者Schleiden(施來登1804-1881)和Schwann(施旺1810-1882)創立“細胞學說”細胞是一切植物和動物的結構、功能和發生的基本單位2023/3/87當前7頁，總共220頁。

細胞膜Cellmembrane細胞膜結構的研究19世紀中葉，根據實驗提出質膜的概念1895年E.Overton發現脂溶性物質易透過細胞膜，證明細胞膜含質膜(磷脂或膽固醇)水溶性和脂溶性物質透過細胞膜的能力不同hydrophilichydrophobic2023/3/88當前8頁，總共220頁。1925年E.Gorter和F.Grendel首先提出了膜結構模型，即脂雙層模型(lipid-bilayermodel)親水性極性基團(磷酸和堿基)疏水性非極性基團(長烴鏈)Gorter&Grendel的實驗2023/3/89當前9頁，總共220頁。1957年Robertson用KMnO4固定細胞膜在電鏡下觀察到“鐵軌”狀結構，內外二層黑深，中間層明亮，三層結構2+3.5+2nm，總7.5nm2023/3/810當前10頁，總共220頁。1972年和提出液體鑲嵌模型(fluidmosaicmodel)globularprotein-helix-protein

2023/3/811當前11頁，總共220頁。滅活的仙臺病毒誘導融合37℃培養40min人細胞鼠細胞熒光標記膜蛋白質2023/3/812當前12頁，總共220頁。Gorter&Grendel的實驗低滲溶液中加紅細胞得空膜囊用丙酮溶出膜囊中的脂質，再將提取的脂質散布在水槽中，在水面上成單分子層將這些分子在水面上擠壓在一起，發現其面積為紅細胞表面積的2倍提出脂雙層模型2023/3/813當前13頁，總共220頁。2023/3/814當前14頁，總共220頁。細胞膜的化學成分

ChemicalcomponentsoftheCellMembrane蛋白質(Protein)55%磷脂(Phospholipids)25%

膽固醇(Cholesterol)13%

其它脂質(Otherlipids)4%

糖類(Carbohydrates)3%

2023/3/815當前15頁，總共220頁。細胞膜脂質（lipidsofcellmembrane）磷脂>70%膽固醇<30%神經鞘脂（Sphingolipid），糖脂（glycolipid）細胞的脂質屏障（Lipidbarrier）防止水滲透（penetration）磷脂的性質為雙親媒性分子或親水脂分子2023/3/816當前16頁，總共220頁。卵磷脂分子結構2023/3/817當前17頁，總共220頁。細胞膜蛋白（Membraneproteins）膜蛋白類型外在蛋白(Extrinsicprotein,表面蛋白質peripheralprotein)僅附在膜的一側，不穿透膜功能:幾乎全是酶（enzyme）2023/3/818當前18頁，總共220頁。內在蛋白(Intrinsicprotein,結合蛋白質integralprotein)完全穿透膜功能水、水溶性物質尤其是離子的結構通道（structuralchannel）不能滲透脂質屏障的物質轉運載體（carrier）酶2023/3/819當前19頁，總共220頁。2023/3/820當前20頁，總共220頁。膜蛋白功能結構成分(接合蛋白commissureprotein)酶受體(Receptor)轉動工具(transporter):通道和載體2023/3/821當前21頁，總共220頁。細胞膜糖類（Membranecarbohydrates）幾乎全部與蛋白或脂質結合成糖蛋白(glycoprotein)或糖脂(glycolipid)位于膜外側的糖類功能大部分細胞整體帶負電性(排斥其它負電性物質)糖蛋白結合復合物(glycocalyx)使細胞間相互粘附作為結合激素(如胰島素insulin)的受體參與免疫反應(immunereaction)2023/3/822當前22頁，總共220頁。2023/3/823當前23頁，總共220頁。細胞膜的功能

FunctionofCellmembrane

屏障作用傳遞信息受體功能，與識別和接受環境中特異的化學刺激有關，與細胞的免疫功能有關具有酶的作用物質轉運功能附著在膜內表面的蛋白質和細胞的變形運動、吞噬或吞飲作用及細胞分裂有關2023/3/824當前24頁，總共220頁。膜分隔細胞內液(ICF,intracellularfluid)和細胞外液(ECF,extracellularfluid)細胞膜具有選擇通透性

(selectivePermeability)ECF和ICF成分不同細胞膜的物質轉運功能

Membranetransport2023/3/825當前25頁，總共220頁。這些差異對細胞的生存和功能非常重要！componentsECFICFNa+142mmol/L10mmol/LK+4mmol/L140mmol/LCl-103mg/L4mmol/LPhosphates4mmol/L75mmol/LProteins5mmol/L40mmol/L2023/3/826當前26頁，總共220頁。膜轉運分子和離子的機制(Mechanism)無載體介導的轉運載體介導的轉運轉運時的能量被動轉運（Passivetransport）擴散（Diffusion）：依賴濃度差和勢能差，不需要細胞直接提供能量

凈移動順著濃度梯度（concentrationgradient），消除濃度梯度主動轉運（Activetransport）凈移動逆著濃度梯度需要細胞直接提供能量2023/3/827當前27頁，總共220頁。單純擴散(Simplydiffusion)

特點不需要膜載體蛋白參與

被動條件前提膜二側存在濃度差膜對該物質有通透性機理熱能使分子/離子處理自由運動狀態消除濃度梯度，分布均勻2023/3/828當前28頁，總共220頁。通過膜的擴散過程只有脂溶性物質通過膜的脂質雙分子層擴散無極性分子

(02)脂溶性分子

(類固醇)弱極性共價鍵結合分子

(C02,NO)H20(小,不帶電荷)膜對以下物質不通透強極性分子

(如葡萄糖)帶電荷無機離子

(如Na+)2023/3/829當前29頁，總共220頁。水分子雖然是極性分子，但它的分子極小，又不帶電荷，故膜對它是高度通透的。另外，水分子還可通過水通道跨膜轉運。2023/3/830當前30頁，總共220頁。2023/3/831當前31頁，總共220頁。擴散速率與下面因素有關濃度梯度大小擴散的驅動力膜透性溫度溫度越高擴散越快膜表面積微絨毛

(Microvilli)增加表面積2023/3/832當前32頁，總共220頁。2023/3/833當前33頁，總共220頁。易化擴散(FacilitatedDiffusion)

特點被動需要膜蛋白參與2023/3/834當前34頁，總共220頁。載體介導轉運（Carrier-MediatedTransport）通過蛋白質載體蛋白質載體的特性特異性（Specificity）僅與特異分子相互作用競爭（Competition）具有相似結構的分子競爭載體的結合位點飽和（Saturation）載體的結合位點全部占滿2023/3/835當前35頁，總共220頁。轉運最大值(Tm,Transportmaximum):

載體飽和競爭:分子X和Y競爭同一個載體2023/3/836當前36頁，總共220頁。通過易化擴散最重要的物質是葡萄糖和大部分的氨基酸葡萄糖載體分子是一種內在蛋白2023/3/837當前37頁，總共220頁。通道介導的擴散間斷性開放通道

(門控離子通道)通道類型化學門控通道(chemical-gatedchannel)電壓門控通道(Voltage-gatedchannel)機械敏感離子通道(mechanosensitiveionchannel)或機械門控通道(mechanical–gatedchannel)2023/3/838當前38頁，總共220頁。2023/3/839當前39頁，總共220頁。通道特點高速率打開和關閉很快

(膜電位，化學信號等)具有選擇性，但較載體小通道阻斷劑(blockingagents)，如河豚毒素可阻斷Na+通道，四乙胺阻斷鉀通道神經元細胞膜對K+的通透性是Na+的20倍2023/3/840當前40頁，總共220頁。2023/3/841當前41頁，總共220頁。2023/3/842當前42頁，總共220頁。主動轉運（ActiveTransport）逆著濃度梯度轉運分子或離子從低濃度側到高濃度側需要ATPNa+、K+、Ca2+、H+、Cl-、I-，不同的糖和大多數的氨基酸2023/3/843當前43頁，總共220頁。初級主動轉運（PrimaryActiveTransport）載體轉運直接利用ATP分子或離子結合到載體位結合刺激磷酸化

(分解ATP)構象改變將物質轉運到另一側2023/3/844當前44頁，總共220頁。2023/3/845當前45頁，總共220頁。Na+-K+ATP酶泵（Na+-K+ATP-asePump）初級主動轉運載體蛋白是一種ATP酶，水解ATP成ADP和Pi2023/3/846維持膜二側Na+、K+

離子濃度差并建立細胞內負電位當前46頁，總共220頁。2023/3/847當前47頁，總共220頁。Na+-K+ATP酶泵的基本組成4個亞單位（subunit）亞單位:M.W:100,000亞單位:M.W:55,000功能不清2023/3/848當前48頁，總共220頁。subunitsubunit2023/3/849當前49頁，總共220頁。亞單位的特點外側有2個結合K+的位點有3個Na+結合位點內側部鄰近Na+結合位點有ATP酶活性2023/3/850當前50頁，總共220頁。轉運過程2023/3/851當前51頁，總共220頁。2023/3/852當前52頁，總共220頁。Na+-K+-ATP酶磷酸化，構型改變，對K+親和力大，對Na+親和力小，在胞外結合K+,向細胞外釋放Na+脫磷酸化，對Na+親和力大，對K+親和力小，在胞內結合Na+,向胞內釋放K+每分解一個ATP分子，3個Na+被移出膜外，2個K+移入膜內2023/3/853當前53頁，總共220頁。質子泵protonpump3typesP-type,V-type,F-type2023/3/854當前54頁，總共220頁。P-classpumpsP-classionpumpsareagenefamilyexhibitingsequencehomology.Theyinclude:Na+,K+-ATPase,inplasmamembranesofmostanimalcells,isanantiportpump.ItcatalyzesATP-dependenttransportofNa+outofacellinexchangeforK+entering.2023/3/855當前55頁，總共220頁。(H+,K+)-ATPase,involvedinacidsecretioninthestomach,isanantiportpump.ItcatalyzestransportofH+outofthegastricparietalcell(towardthestomachlumen)inexchangeforK+enteringthecell.2023/3/856當前56頁，總共220頁。Ca++-ATPases,inendoplasmicreticulum(ER)&plasmamembranescatalyzetransportofCa++awayfromthecytosol,eitherintotheERlumenoroutofthecell.ThereissomeevidencethatH+maybetransportedintheoppositedirection.Ca++-ATPasepumpskeepcytosolicCa++low,allowingCa++toserveasasignal.2023/3/857當前57頁，總共220頁。Calcium

ionpump鈣離子泵2typesForP-type,2Ca2+out/ATPNa+-Ca2+exchanger(鈉鈣交換器,antiport)2023/3/858當前58頁，總共220頁。2023/3/859當前59頁，總共220頁。次級主動轉運（SecondaryActiveTransport）能量來自存儲在膜二側的某種離子濃度差需要協同轉運體(contransporter)同向轉運

(Symport,Co-transport)轉動物質與離子移動同一個方向反向轉運

(Antiport,Countertransport)轉動物質與離子移動相反方向2023/3/860當前60頁，總共220頁。轉動葡萄糖2023/3/861當前61頁，總共220頁。向高濃度側轉動葡萄糖所需的能量來自Na+向低濃度一側的轉運2023/3/862當前62頁，總共220頁。2023/3/863當前63頁，總共220頁。大量物質轉運（BulkTransport）許多分子一起同時轉動胞吐作用（Exocytosis）內吞作用（Endocytosis）2023/3/864當前64頁，總共220頁。2023/3/865當前65頁，總共220頁。細胞膜的跨膜信號傳導Transmembranesignaltransduction

通過具有特異感受結構的通道蛋白質完成的跨膜信號轉導化學門控通道化學物質控制：遞質、激素等主要分布：終板膜、突觸后膜及某些嗅、味感受細胞的膜中作用：產生局部電位例：終板膜化學門控通道2023/3/866當前66頁，總共220頁。電壓門控通道主要分布：神經軸突、骨骼肌、心肌細胞的一般細胞膜上作用：產生動作電位例：鈉通道2023/3/867當前67頁，總共220頁。機械門控通道機械刺激通過某種機制使機械感受器細胞膜上的通道開放，產生感受器電位例：聽覺毛細胞、肌梭等各種門控通道完成的跨膜信號轉導特點速度相對較快對外界作用出現反應的位點較局限2023/3/868當前68頁，總共220頁。由膜的特異受體蛋白質、G-蛋白和膜的效應器酶組成的跨膜信號轉導系統第二信使學說第一信使：激素、遞質等效應器酶：腺苷酸環化酶、磷酯酶C等第二信使：cAMP、IP3、DAG、cGMP、PG(前列腺素)、鈣離子等2023/3/869當前69頁，總共220頁。腺苷酸環化酶-環磷酸腺苷（Adenylate

Cyclase-cAMP）2023/3/870當前70頁，總共220頁。磷脂酶C-Ca2+(PLC，Phospholipase-C-Ca2+)2023/3/871當前71頁，總共220頁。IP3(肌醇1,4,5-三磷酸)DAG(DG)(二酯酰甘油)PI(磷酯酰肌醇)PIP(磷酯酰肌醇磷酸)PIP2(磷酯酰肌醇二磷酸)PLC(磷酯酶C)打開Ca2+通道,胞質[Ca2+]升高活化PKC2023/3/872當前72頁，總共220頁。腎上腺素+受體

Gs蛋白激活腺苷酸環化酶

ATPcAMP

一些蛋白質磷酸化PKA乙酰膽堿+受體Go蛋白激活磷脂酶C

三磷酸肌醇磷脂酰肌醇+

二酰甘油一些蛋白質磷酸化PKC2023/3/873當前73頁，總共220頁。由酪氨酸激酶受體完成的跨膜信號轉導酪氨酸激酶（TyrosineKinase）2023/3/874當前74頁，總共220頁。神經肌肉的興奮和興奮性ExcitationandExcitabilityofnerve&muscle兩棲類(蛙、蟾蜍等)的坐骨神經腓腸肌標本研究神經肌肉組織的生理2023/3/875當前75頁，總共220頁。興奮的概念相關影響因素組織細胞本身狀態刺激（stimulus）興奮(Excitation)2023/3/876當前76頁，總共220頁。刺激的類型刺激的要素強度時間刺激的頻率2023/3/877當前77頁，總共220頁。強度的變化率強度變化率對刺激能否引起組織興奮有明顯的影響用下面的實驗裝置可證明，對同一神經肌肉標本來說，由于強度變化率的不同可影響組織能否興奮2023/3/878當前78頁，總共220頁。強度-時間曲線(strength-durationcurve)閾強度(thresholdintensity)，簡稱閾值(threshold)指引起組織興奮所必需的最小刺激強度閾刺激(thresholdstimulus)閾下刺激(subthresholdstimulus)閾上刺激(supraliminalstimulus)頂強度(maximalintensity)指引起組織最大反應的刺激強度，頂強度的刺激稱為最大刺激(maximalstimulus)2023/3/879當前79頁，總共220頁。基強度(rheobase,b)時值(chronaxie,ch)2b利用時(utilizationtime,ut)閾上區閾下區2023/3/880當前80頁，總共220頁。基強度(rheobase,b)基強度指不再隨刺激時間的增長而進一步減小的最小閾強度刺激電流作用時間足夠長時的刺激閾強度2023/3/881當前81頁，總共220頁。利用時(utilizationtime,ut)用基強度刺激引起組織興奮所需的最短刺激時間稱為利用時2023/3/882當前82頁，總共220頁。時值(chronaxie,ch)用二倍基強度刺激引起組織興奮所需的最短刺激時間稱為時值2023/3/883當前83頁，總共220頁。閾下總和（subliminalsummation）如果單次刺激是閾下刺激，但在一定間隔時間內連續給予多次同樣的刺激，通過總和同樣可引起興奮2023/3/884當前84頁，總共220頁。興奮性的概念興奮性(Excitability)興奮性與基強度的關系興奮性與時值的關系興奮性與閾強度的關系2023/3/885當前85頁，總共220頁。ARSPNPSBNP興奮性變化的四個時期2023/3/886當前86頁，總共220頁。絕對不應期(absoluterefractoryperiod)閾值無限大，興奮性近于零神經纖維這個時期約0.3-1ms，心肌200-400ms相對不應期(relativerefractoryperiod)興奮性較低，刺激強度超過閾值有可能引起興奮，并逐漸恢復歷時約3ms2023/3/887當前87頁，總共220頁。超常期(supernormalperiod)興奮性恢復并輕度增高，超過正常水平，閾值低于正常歷時約12ms低常期(subnormalperiod)興奮性低于正常水平，閾值大于正常歷時長，如神經纖維可達70ms2023/3/888當前88頁，總共220頁。絕對不應期的生理意義連續刺激不可能引起AP的融合AP產生的最大頻率=1/絕對不應期(理論值)，如蛙有髓神經纖維AP持續0.002s(2ms)，則理論上第秒能產生和傳導沖動1/0.002＝500次，但實際上均少于這個數2023/3/889當前89頁，總共220頁。細胞生物電現象

BioelectricPhenomenaofCell生物電現象的發現和研究自然界電魚的放電現象1791年意大利解剖醫學家及物理學家LuigiGalvani(加爾瓦尼,1737-1798)發現神經的帶電現象2023/3/890當前90頁，總共220頁。Galvani用二種金屬(如銅、鋅)做的鑷子接觸神經肌肉，發現肌肉的收縮現象Galvani首先制作的這種鑷子現在在生理學實驗中是用來檢驗所制標本機能活性的最常用而簡易的刺激器稱為銅鋅弓，也此亦被稱為Galvani鑷子2023/3/891當前91頁，總共220頁。CarloMatteuci(1842年)發現肌肉的生物電現象EmilDuBios-Reymond(1896年)發現了神經的損傷電位，而當刺激神經引起其活動(動作電位)后出現這個損傷電位的暫時消失或減小2023/3/892當前92頁，總共220頁。刺激B標本的神經，發現A標本的肌肉也會發生收縮，說明在B興奮時，肌肉產生電變化而刺激了A標本的神經，繼而引發A肌肉收縮2023/3/893當前93頁，總共220頁。2023/3/894當前94頁，總共220頁。

靜息電位和動作電位

RestingpotentialandActionpotential相關技術支持1936年發現槍烏賊(squid)的無髓神經軸突，直徑最大可達到1000m左右細胞內記錄微電極，直徑m2023/3/895當前95頁，總共220頁。靜息電位(Restingpotential，RP)靜息電位指細胞末受刺激時存在于細胞膜內外兩側的電位差，亦稱靜息膜電位(Restingmembranepotential，RMP)或跨膜靜息電位(transmembranerestingpotential)。所有細胞均具有可興奮性能產生并傳導沖動2023/3/896當前96頁，總共220頁。2023/3/897當前97頁，總共220頁。動作電位(Actionpotential，AP)

動作電位指細胞在靜息電位的基礎上發生的一次短暫的可傳播的電位倒轉AP產生的特點“全或無”(allornone)現象，指在一個不穩定的系統內，反應的大小取決于這個系統所儲存的能量，而不決定于引發這個反應的刺激的大小AP不重疊，即有絕對不應期傳導性，即不衰減傳導2023/3/898當前98頁，總共220頁。RP2023/3/899當前99頁，總共220頁。膜電位的變化極化polarization

靜息電位存在時膜兩側保持的內負外正去極化depolarization

靜息電位減小甚至消失的過程反極化contrapolarization

膜內電位由零變為正值的過程超射overshoot

膜內電位由零到反極化頂點的數值復極化repolarization

去極化、反極化后恢復到極化的過程超極化hyperpolarization

靜息電位增大的過程2023/3/8100當前100頁，總共220頁。2023/3/8101當前101頁，總共220頁。動作電位組成上升支下降支負后電位正后電位鋒電位(Ap的標志)后電位2023/3/8102當前102頁，總共220頁。

RP和AP產生的機理-離子學說(Ionictheory)RP的形成在正常的胞內pH條件下，胞內蛋白質和磷酸鹽呈負電性這些陰性“離子”能吸引陽離子，這些陽離子能通過膜通道擴散基本情況2023/3/8103當前103頁，總共220頁。膜對K+的通透性高于Na+/K+泵分解一ATP能將3Na+運出2K+運進

膜二側存在離子濃度梯度[K+]i>[K+]o20-40;[Na+]o>[Na+]i7-10所有這些使膜二側帶電性不同2023/3/8104當前104頁，總共220頁。2023/3/8105當前105頁，總共220頁。2023/3/8106當前106頁，總共220頁。平衡電位(EquilibriumPotentials)假設僅一種離子（如K+）可通過膜擴散產生的理論電位值電位差（Potentialdifference）在膜二側電荷的大小差異，也就是膜二側電位高低電位差抵消推動擴散的濃度梯度，使某種離子的跨膜凈移動為零2023/3/8107當前107頁，總共220頁。假如K+是僅有的一種擴散離子，按照膜內比膜外高20-40倍計數，電位差Ex為-75—-93mv，即K+平衡電位(K+EquilibriumPotentials)

可達到–90mV南斯特平衡(NernstEquation)2023/3/8108當前108頁，總共220頁。2023/3/8109當前109頁，總共220頁。靜息膜電位(RMP,RestingMembranePotential)RMP比Ek小，因為其它離子尤其是Na+同時能進入細胞內低速率的Na+內流和K+外流同時進行膜電位

(Vm,MembranePotential)

2023/3/8110當前110頁，總共220頁。RestingMembranePotential(RP)-65mV.2023/3/8111當前111頁，總共220頁。AP的形成刺激引起去極化（depolarization）到閾電位(TP,thresholdPotential)電壓門控Na+打開(VG,Voltagegated)內向的電化學梯度(electrochemicalgradients)正反饋過程2023/3/8112當前112頁，總共220頁。電壓門控K+通道打開外向的電化學梯度

負反饋過程膜電位的變化就產生動作電位2023/3/8113當前113頁，總共220頁。Hodgkincycle當細胞膜受到刺激后開始去極化(Depolarization)，引起Na+通道開放，鈉電導增加，Na+流入膜內，使膜內正電荷增加(去極化)，這一過程又能促進膜Na+通道開放，進一步加速膜去極化過程，如此循環使Na+流入膜內的速度增加，完成膜去極化。這是一種去極化，Na+通道開放增加(鈉電導增加)，Na+內流，促進去極化的正反饋過程，也稱Hodgkincycle2023/3/8114當前114頁，總共220頁。2023/3/8115當前115頁，總共220頁。Na+擴散增加產生AP稍后K+擴散增加2023/3/8116當前116頁，總共220頁。AP完成，Na+/K+泵排出Na+泵入動作電位具有“全或無”（Allornone）現象當刺激達到閾電位時就產生最大的電位變化強度編碼（CodingforIntensity）通過增加的頻率編碼刺激強度2023/3/8117當前117頁，總共220頁。AP形成的相關事件閾電位(TP,ThresholdPotential)能使膜上Na+通道突然開放的臨界膜電位值稱為閾值膜電位，簡稱閾電位閾電位的特性是引起膜上Na+通道的激活對膜去極化的正反饋外加刺激使膜發生去極化，當靜息電位值減少到某個臨界值(閾電位)時，膜才會突然出現鋒電位上升支(Hodgkincycle)，它已不依賴于原來刺激的強度2023/3/8118當前118頁，總共220頁。電壓門控Na+和K+通道膜片箝(patchclamp)方法的建立為這些通道研究提供了技術上的支撐Na+通道是膜中的內在蛋白，中央為親水性孔道，有m門和h門2023/3/8119當前119頁，總共220頁。離子通道的活動靜息狀態restingstate:m關h開激活狀態activestate:全開失活狀態inactivestate:m開h關復活Recovery:離子通道從失活到靜息狀態的過程未激活狀態Deactivestate:m關2023/3/8120當前120頁，總共220頁。興奮性與Na+通道活性狀態的關系絕對不應期與Na+通道的性狀：Na+通道失活相對不應期與Na+通道的性狀：部分復活超常期的機制：Na+通道備用，膜電位與閾電位較近低常期的機制：Na+通道備用，膜電位與閾電位較遠靜息期與Na+通道的性狀：備用(關閉)2023/3/8121當前121頁，總共220頁。Na+通道有電壓感受器，能被去極化所激活(開放)Na+通道對離子有高度的選擇通透性，但并不是只對Na+具通透性河豚毒素(tetrodotoxin,TTX)可選擇性地阻斷Na+通道，一個TTX分子可阻斷一個Na+通道2023/3/8122當前122頁，總共220頁。2023/3/8123當前123頁，總共220頁。2023/3/8124當前124頁，總共220頁。K+通道在去極化時也被激活，其活性緩慢增加，所以是一種延遲激活，并且隨復極化而失活，這個過程是負反饋。這種K+通道不同于膜上形成靜息電位的K+通道2023/3/8125當前125頁，總共220頁。K+通道可被四乙胺(tetraethylammonium,TEA)阻斷普魯卡因是Na+、K+通道二類通道的共同阻斷劑2023/3/8126當前126頁，總共220頁。閾電位2023/3/8127當前127頁，總共220頁。2023/3/8128當前128頁，總共220頁。局部反應(興奮)

(Localresponse)細胞受閾下刺激時，少量通道開放，少量Na+內流造成去極化和電刺激本身形成的去極化型電緊張電位疊加起來，在受刺激的局部膜上出現輕度的達不到閾電位水平的去極化局部興奮的特征電緊張性擴布(electrotonicpropagation)無“全或無”現象可以疊加或總和，時間性總和、空間性總和2023/3/8129當前129頁，總共220頁。2023/3/8130當前130頁，總共220頁。-70vm局部興奮動作電位的鋒電位2023/3/8131當前131頁，總共220頁。局部反應與AP的區別

局部反應動作電位閾下刺激引起閾(上)刺激引起鈉通道少量開放鈉通道大量開放反應等級性“全或無”有總和效應無衰減性傳播非衰減性傳播2023/3/8132當前132頁，總共220頁。

神經干的復合動作電位(compoundactionpotential)實驗裝置示波器隔離器刺激器神經屏蔽合

2023/3/8133當前133頁，總共220頁。實驗中所測得的雙相動作電位常見形態不對稱：第一相歷時短，強度大第二相歷時長，強度小結果2023/3/8134當前134頁，總共220頁。成因分析2023/3/8135當前135頁，總共220頁。2023/3/8136當前136頁，總共220頁。神經干復合動作電位的多鋒現象神經干有很多種不同的神經纖維不同的神經纖維數量、傳導興奮的速度均不同。2023/3/8137當前137頁，總共220頁。傳導的一般性質電纜特性神經元通過胞漿可傳遞電荷高內向電阻定義為軸突的長度常數，為穩態電位下降63%振幅的距離Vx=0.37V0動作電位的傳導Conduction

ofAP(localcircuittheory)2023/3/8138當前138頁，總共220頁。一個動作電位不可能傳遍整個軸突每個動作電位作為一個刺激，刺激其相鄰的下一個區域產生一個新的動作電位（通過電壓門控通道）2023/3/8139當前139頁，總共220頁。無髓鞘軸突的傳導興奮和未興奮區域膜內、膜外均存在電位差，局部電流內流的Na+引起相鄰膜去極化，傳導動作電位傳導速度慢2023/3/8140當前140頁，總共220頁。有髓鞘軸突（MyelinatedAxon）的傳導髓鞘(Myelin)能阻斷Na+和K+通過細胞膜僅郎飛氏節(NodesofRanvier)部位有Na+和K+電壓門控通道，這兒能發生去極化產生AP

踴躍式傳導(Saltatoryconduction,leaps)傳導速度快2023/3/8141當前141頁，總共220頁。2023/3/8142當前142頁，總共220頁。2023/3/8143當前143頁，總共220頁。神經傳導的一般特征生理完整性包括結構和功能的完整性絕緣性神經干中有許多纖維，有傳入、傳出，互相不干擾雙向性和單向性刺激纖維可雙向傳導，在體內單向傳導相對不易皮勞性與突觸比較很不易皮勞非衰減性2023/3/8144當前144頁，總共220頁。神經肌肉接點(neuromuscularjunction)的結構接點是神經肌肉發生接觸的部位，能將神經纖維的沖動傳遞到肌纖維上的特殊結構主要結構包括終板(或突觸)前膜、終(板)膜(突觸后膜)及突觸間隙三個部分組成興奮的傳遞transmissionofexcitation

2023/3/8145當前145頁，總共220頁。2023/3/8146當前146頁，總共220頁。突觸小泡開口于突觸間隙的突觸小泡神經末梢2023/3/8147當前147頁，總共220頁。2023/3/8148當前148頁，總共220頁。PresynapticmembranePostsynapticMembraneAxonalterminalofamotorneuronSynapticcleft(100-500?)Synapticvesicles(containingacetycholine)AcetylcholineReceptors2023/3/8149當前149頁，總共220頁。PresynapticmembranePostsynapticMembrane(100-500?)AcetylcholineReceptors2023/3/8150當前150頁，總共220頁。接點的傳遞過程AP傳導到末梢，末梢去極化引起末梢膜上Ca2+通道開放Ca2+進入末梢，降低軸漿的粘度，消除前膜內的負電性，突觸小泡向前膜移動并與前膜融合，突觸小泡釋放Ach到間隙(興奮-分泌耦聯excitation-secretioncoupling)

Ach在間隙擴散2023/3/8151當前151頁，總共220頁。Ach與終板膜上受體通道結合，通道開放，Na+、K+的通透性增加，正離子循電化學梯度流經通道，產生突觸后電流，終板膜靜息電位減小，即去極化，產生EPP(Endplatepotential，終板電位)EPP超過閾電位，引發肌膜AP間隙內有膽堿酯酶(AchE)能很快分解Ach，使其失活，解除對受體通道的結合，保證一次沖動使肌肉收縮一次(1:1)，同時也為下一次沖動的傳遞作好準備2023/3/8152當前152頁，總共220頁。傳遞過程相關因素探討興奮-分泌耦聯(excitation-secretioncoupling)神經末梢的興奮從動作電位，經過一定的機制轉換為物質分泌的過程Ca2+：胞外低Ca2+濃度可阻礙Ach釋放，Mg2+對Ca2+有拮抗作用可減少Ach釋放2023/3/8153當前153頁，總共220頁。量子釋放(quantumrelease)：突觸小泡釋放Ach是以囊泡為單位(稱一個量子)釋放，每沖動約釋放有200-300個。在神經纖維無沖動傳到末梢時，突觸小泡自發地隨機釋放Ach2023/3/8154當前154頁，總共220頁。受體通道分子Ach的受體和通道是膜上的同一蛋白質分子(屬N2)，由四個亞單位(、、、)構成的五聚體。每個分子上有二個Ach受體位點，位于上競爭性阻滯：箭毒、三碘季胺酚、-銀環蛇毒素具爭奪受體的作用，為阻斷劑，可阻滯接頭傳遞2023/3/8155當前155頁，總共220頁。2023/3/8156當前156頁，總共220頁。這種通道是一種化學門控通道，當結合了Ach后即能使通道打開，打開后對Na+、K+具有相同的通透性，但膜電位的不同使對Na+、K+有不同的流量，在靜息電位水平(Vm=Vk)Na+內流大于K+外流膜去極化，去極化后，當Vm=VNa時，K+外流大于Na+內流，在某一中間水平時(約-15mv)膜凈電流=0，這時的膜電位稱為逆轉電位(reversalpotential)2023/3/8157當前157頁，總共220頁。Ligand-OperatedAChChannels2023/3/8158當前158頁，總共220頁。2023/3/8159當前159頁，總共220頁。終板電位(Endplatepotential，EPP)在沖動的作用下，突觸小泡釋放Ach后在終板膜上的電位降低，這種電位僅限于終板膜區，而隨傳播距離而很快衰減，不具“AllorNone”現象在神經纖維無沖動傳到末梢時，突觸小泡自發地隨機釋放Ach，引起終板膜電位改變，這種電位稱小終板電位(miniatureendplatepotential,MEPP)，但不能引發肌膜AP2023/3/8160當前160頁，總共220頁。2023/3/8161當前161頁，總共220頁。2023/3/8162當前162頁，總共220頁。乙酰膽堿酯酶(Acetylcholinesterase，AchE)Ach在傳遞沖動后應及時清除才能保證正常不斷傳遞，間隙內有膽堿酯酶(AchE)能在2ms內將其水解掉毒扁豆堿可增強興奮傳遞，因為其可阻止Ach被水解(是AchE的抑制劑)2023/3/8163當前163頁，總共220頁。AChE:失活Ach，防止持續刺激2023/3/8164當前164頁，總共220頁。依色林、新斯的明等使膽堿酯酶不能分解Ach，有機磷農藥如敵百蟲、樂果、敵敵畏對該酶有抑制作用，從而引起中毒癥狀，造成肌肉攣縮。解毒藥物有解磷定等，可恢復膽堿酯酶活性。尼古丁(nicotine)也有增加興奮作用滕西隆能專一保護Ach不被膽堿酯酶水解2023/3/8165當前165頁，總共220頁。傳遞的特點單向性傳遞時間延擱易感性易受化學物質或其它因素的影響易疲勞性2023/3/8166當前166頁，總共220頁。骨骼肌細胞的興奮和收縮Excitationandcontraction

ofskeletalmuscleCells(SMC)骨膜肌腱筋膜肌外膜肌束膜肌束肌內膜一塊肌肉肌束肌纖維(細胞)肌原纖維(粗、細)肌絲

(肌外膜)(肌束膜)(肌內膜)(肌膜-肌細胞膜)2023/3/8167當前167頁，總共220頁。(條紋)(肌纖維膜)(肌漿)(肌絲)2023/3/8168當前168頁，總共220頁。肌原纖維(myofibril)與肌小節(sarcomere)肌細胞即肌纖維內有大量的肌原纖維肌纖維和肌原纖維上均可見明帶和暗帶（light

and

Darkband）

肌纖維的亞顯微結構2023/3/8169當前169頁，總共220頁。肌原纖維由肌絲(myofilament)構成，肌絲分粗肌絲(thickfilament)和細肌絲(thinfilament)，粗肌絲由肌球蛋白(myosin)、細肌絲由肌動蛋白(actin)等構成。肌絲規則排列可見I帶、A帶、H區、Z線等結構肌原纖維上相鄰二條Z線間的一段肌原纖維為一個肌小節(sarcomere)，肌小節是肌細胞的基本功能單位2023/3/8170當前170頁，總共220頁。2023/3/8171當前171頁，總共220頁。2023/3/8172當前172頁，總共220頁。ZlineZline肌(小)節2023/3/8173當前173頁，總共220頁。

頭具有ATP酶活性，能與肌動蛋白結合Amyosinmoleculeiselongatedwithanenlargedheadattheend.2023/3/8174當前174頁，總共220頁。許多肌球蛋白分子構成粗肌絲，頭暴露在外2023/3/8175當前175頁，總共220頁。細絲由三類蛋白構成:肌動蛋白(actin)、原肌球蛋白(tropomyosin)和肌鈣蛋白(troponin)7個肌動蛋白單體分子(Gactin)的長度相當于一個原肌球蛋白分子的長度，每條原肌球蛋白分子上結合一組肌鈣蛋白肌鈣蛋白由三個亞單位組成，TnT—結合在原肌球蛋白上；TnC—結合Ca2+；TnI—是抑制肌動蛋白和肌球蛋白相互作用的亞單位2023/3/8176當前176頁，總共220頁。2023/3/8177當前177頁，總共220頁。2023/3/8178當前178頁，總共220頁。2023/3/8179當前179頁，總共220頁。2023/3/8180當前180頁，總共220頁。肌管系統(內膜系統internalmembranesystem)指包繞在每一條肌原纖維周圍的膜性束管狀結構。由來源和功能都不同的兩組獨立的系統所組成橫管系統(transversetubule，T管)：由肌細胞的表面膜向內凹入形成的縱管系統(longitudinaltubule，L管)：包繞在肌原纖維周圍的肌管系統，是肌質網(sarcoplasmicreticulum)肌管系統(Sarcotubularsystem)2023/3/8181當前181頁，總共220頁。(Ltubule)終(末)池三聯管2023/3/8182當前182頁，總共220頁。Triad三聯管(體)2023/3/8183當前183頁，總共220頁。2023/3/8184當前184頁，總共220頁。TLAP沿膜和T管傳導終末池釋放和儲存

Ca2+2023/3/8185當前185頁，總共220頁。

肌肉收縮的機理

MechanismsofContraction肌絲滑行(SlidingFilamentTheory)Huxley于1954年提出，在肌肉收縮時，肌小節的縮短是細肌絲在粗肌絲之間向粗肌絲中心主動滑行的結果，而粗、細肌細的長度不變2023/3/8186當前186頁，總共220頁。肌絲滑行的過程細肌絲肌動蛋白上有肌球蛋白頭的結合位點

在肌肉舒張期，結合位點被原肌球蛋白覆蓋，原肌球蛋白上有肌鈣蛋白分子Ca++結合到肌鈣蛋白上肌鈣蛋白-原肌球蛋白復合物移動肌動蛋白上活化的結合位點暴露Ca++結合到肌鈣蛋白(Ca++bindstotroponin)2023/3/8187當前187頁，總共220頁。橫橋是肌球蛋白頭與肌動蛋白位點結合形成的肌球蛋白頭有一個ATP結合位點肌動蛋白頭具ATP酶功能橫橋的擺動作功產生肌絲滑行橫橋(crossbridges)的擺動2023/3/8188當前188頁，總共220頁。Ca2+BindingSiteTropomyosinTroponincomplexActinCa2+Myosin2023/3/8189當前189頁，總共220頁。2023/3/8190當前190頁，總共220頁。2023/3/8191當前191頁，總共220頁。第一步，肌球蛋白頭結合到肌動蛋白纖維形成橫橋肌球蛋白分解ATP為ADP和PiADP和Pi保持結合在肌球蛋白直至

頭與肌蛋白結合Pi釋放，擺動作功2023/3/8192當前192頁，總共220頁。第二步，肌球蛋白頭彎曲拉動肌動蛋白絲。頭消耗能量產生位移，這是一個作功過程（powerstroke