【基础医学】01 肌肉的兴奋与收缩.ppt
第一章 肌肉的兴奋与收缩,内容提要本章主要阐述神经肌肉的兴奋性，细胞的生物电现象，神经与肌肉间兴奋的传递，并根据肌丝滑行理论对肌肉收缩原理进行分析。,人体生理学,第一节 神经肌肉的兴奋性第二节 细胞的生物电现象第三节 神经与肌肉间兴奋的传递第四节 肌肉收缩的原理,人体生理学,第一节 神经肌肉的兴奋性,三、兴奋性的评价指标,一、兴奋和兴奋性的概念,二、引起兴奋的刺激条件,四、兴奋后恢复过程的兴奋性变化,人体生理学,一、兴奋和兴奋性的概念,兴奋性又特指组织细胞具有接受刺激产生动作电位的能力。,生物体具有对刺激发生反应的能力或特性，称为兴奋性。,神经细胞、肌细胞和腺细胞在接受刺激后都能产生兴奋称为“可兴奋细胞”。,兴奋则是产生动作电位本身或动作电位的同义语。,人体生理学,二、引起兴奋的刺激条件,一定的刺激强度 一定的持续作用时间 一定的强度时间变化率,构成了被称为引起组织兴奋的三个刺激条件：,这三个条件的值是可变的，并相互影响，如其中一个或二个值发生变化，其余的值也相应改变,人体生理学,三、兴奋性的评价指标,（二）时值,（一）阈强度,人体生理学,（一）阈强度,兴奋性与阈强度呈反变关系，即引起组织兴奋所需要的阈强度越低，表明组织的兴奋性越高；反之，阈强度越高，则组织兴奋性越低。,在固定刺激作用时间和强度时间变化率的条件下，把刚刚可引起组织兴奋所需的最小刺激强度，称为阈强度，简称阈值。,人体生理学,（二）时值,将刺激强度固定于 2 倍基强度，再改变刺激的作用时间，测得刚能引起组织兴奋的最短时间，即为时值。,在强度时间变化率固定的条件下，当刺激强度低于某一强度时，无论刺激时间如何长，也不能引起组织兴奋，人们把这一刺激强度称为基强度。,时值与组织的兴奋性亦呈反变关系。,人体生理学,四、兴奋后恢复过程的兴奋性变化,“绝对不应期”“相对不应期”“超常期”“低常期”,人体生理学,第二节 细胞的生物电现象,人体生理学,一、细胞膜的转运功能,细胞膜的分子结构-“液态镶嵌模型”学说细胞膜的分子结构是以液态脂质双分子层为基架，其中镶嵌着具有各种生理功能的球形蛋白质。,人体生理学,细胞膜的分子结构,嵌入蛋白质,糖类,糖类,细胞膜外表面,贯穿蛋白质,磷脂,胆固醇,人体生理学,（一）单纯扩散,溶质分子由高浓度一侧通过细胞膜向低浓度一侧转运的过程称单纯扩散。O2 和 CO2 等脂溶性气体分子才能通过单纯扩散顺浓度梯度进出细胞。,人体生理学,溶质分子由高浓度向低浓度转运,人体生理学,（二）易化扩散,易化扩散是指某些非脂溶性或亲水性强的物质，借助特殊膜蛋白，顺浓度梯度跨膜进行扩散的过程。易化扩散有两种类型：-“通道”和“载体”,人体生理学,易化扩散有两种类型：-“通道”和“载体”,氨基酸,蛋白质,人体生理学,易化扩散有两种类型：一种是以“通道”为中介的易化扩散，如K+、Na+、Ca2+等在细胞膜内、外进行扩散。一种是以“载体”为中介的易化扩散，如右旋型葡萄糖顺浓度梯度的扩散等。,人体生理学,（三）主动转运,物质分子或离子逆化学梯度或电位梯度进行转运的过程称主动转运此过程需耗能，其能量由细胞膜上的 ATP 分解提供。完成主动转运过程结构基础是膜上镶嵌的特殊蛋白质-K+Na+泵。,人体生理学,K+Na+泵,细胞内,细胞外,人体生理学,钠-钾泵活动生理意义,*胞内低 Na，维持细胞体积*胞内高 K，酶活性-新陈代谢正常进行*势能储备 钠、钾的易化扩散 继发性主动转运，联合转运,人体生理学,主动转运,细胞外液 Na+高 K+低,细胞内液 Na+低 K+高,人体生理学,（四）出胞和入胞作用,某些大分子物质或物质团块进出细胞膜是通过入胞作用和出胞作用进行的。内分泌腺分泌的激素以及神经末梢释放的递质均是通过出胞作用完成的。侵入体内的细菌、病毒等则是通过入胞作用而进入细胞的。,人体生理学,入胞,胞饮 胞吞,溶酶体,细菌,噬菌细胞,人体生理学,二、细胞的生物电现象,生物电现象是生物体进行功能活动时显示出来的电现象，要深入研究细胞的兴奋和兴奋性，必须了解兴奋的电学本质。,人体生理学,（一）静息电位,静息电位又称K+的平衡电位，是指安静时存在于细胞膜内外两侧的电位差。它是一种内负外正的稳定的直流电位。哺乳动物神经和肌细胞的静息电位为：7090mV。,人体生理学,静息电位的成因：,细胞膜内外离子分布不均细胞膜具有选择通透性电位梯度的力量=浓度梯度的力量,人体生理学,静息电位的检测,电极,神经细胞,人体生理学,静息电位存在时细胞膜两侧所保持的内负外正状态，称为极化。细胞受刺激时，膜内电位向负值减少的方向变化，称为去极化；膜去极化后，又恢复到安静时的极化状态，则称复极化。,人体生理学,（二）动作电位,动作电位又称峰电位或 Na+平衡电位，指细胞受到刺激而兴奋时，在受刺激处细胞膜两侧所发生的一次电位波动，是一种内正外负的一过性的峰形电位。动作电位并可沿着膜向周围传播，使整个细胞膜都经历一次这样的电位波动。,人体生理学,动作电位,人体生理学,去极化,去极化区,刺激,人体生理学,复极化,复极化区,人体生理学,动作电位的成因：,上升支（去极化时相）形成原因下降支（复极化时相）形成原因重建膜的静息电位,人体生理学,（三）动作电位的传导,当膜某一点受到刺激而产生动作电位时，兴奋部位与邻近未兴奋部位之间产生局部电流。局部电流构成了对邻近未兴奋部位膜的刺激，使其产生去极化并引起未兴奋部位产生动作电位。这个过程在膜上连续进行，表现为动作电位不断向前传播，直至传遍整个细胞。,人体生理学,人体生理学,第三节 神经与肌肉间兴奋的传递,人体生理学,一、神经肌肉接头的结构,支配骨骼肌的运动神经元的轴突末梢接近肌纤维时，失去髓鞘，其裸露的末梢嵌入到肌膜上的凹陷中，形成神经肌肉接头。,人体生理学,运动神经元轴突末梢肌细胞核运动终板肌原纤维,线粒体轴突囊胞接头间隙终板皱褶运动终板,人体生理学,神经肌肉接头的结构包括三部分：,接头前膜接头后膜接头间隙,人体生理学,二、兴奋在神经肌肉接头传递的机制,轴突末梢膜上 Ca2+通道开放,神经末梢AP,Ca2+内流,接头前膜呈量子式释放 ACh,ACh 经间隙扩散,ACh 与终板膜上 ACh 受体结合,终板膜上化学门控通道开放，对 Na+,K+（尤其是 Na+）的通透性增加,Na+内流（主）,K+外流,终板膜去极化，终板电位,邻近肌细胞膜去极化达阈电位,肌细胞产生ATP,总和,人体生理学,兴奋在神经-肌肉接头传递的机制,人体生理学,三、兴奋在神经肌肉接头传递的特点,化学传递单向性传递时间延搁易受化学等因素影响,人体生理学,第四节 肌肉收缩的原理,人体生理学,肌原纤维,骨骼肌纤维,细肌丝,肌小节,粗肌丝,细肌丝,人体生理学,一、肌肉收缩的肌丝滑行理论,主要观点：肌肉的收缩或拉长是由于肌节中粗、细肌丝的相互滑行所致，而肌丝本身的结构和长度不变。证据：肌肉缩短后，暗带的长度不变，明带的长度明显缩短，H 区相应变窄；当肌肉拉长时，细肌丝向暗带外侧滑行，明带和 H 带加宽。,人体生理学,肌小节,人体生理学,人体生理学,人体生理学,细肌丝组成,原肌球蛋白,肌钙蛋白,肌动蛋白,人体生理学,肌管系统,肌纤维膜,横管（T 管）,T 管,肌质网,线粒体,肌原纤维,带,带,线,细胞核,人体生理学,二、肌肉的收缩过程,细胞膜电变化触发肌肉收缩的过程-兴奋收缩耦联横桥的运动引起肌丝的滑行-肌肉收缩收缩的肌肉舒张,人体生理学,细胞膜电变化触发肌肉收缩的过程-兴奋收缩耦联,人体生理学,横桥的运动引起肌丝的滑行-肌肉收缩,人体生理学,肌球蛋白 ATP 分解放能,人体生理学,横桥摆动牵动细肌丝滑行,人体生理学,三、单收缩和强直收缩,单收缩强直收缩,人体生理学,单收缩,不完全强直收缩,不完全强直收缩,完全强直收缩,人体生理学,（一）单收缩,整块肌肉或单个肌细胞接受一次短促的刺激时，被刺激的细胞产生一次动作电位，紧接着进行一次收缩，称为单收缩。,人体生理学,（二）强直收缩,若连续给予骨骼肌一连串的短促刺激，如果刺激间隔长于单收缩的持续时间，即产生一连串的单收缩。若增加刺激的频率，使每次刺激的间隔短于单收缩所持续的时间，肌肉的收缩将出现融合现象，称为强直收缩。强直收缩有两种一种称为不完全强直收缩，另一种称为完全强直收缩。,人体生理学,单收缩与强直收缩,人体生理学,复习思考题,1.名词解释：兴奋与兴奋性 阈强度与时值 绝对不应期与相对不应期 静息电位与动作电位 易化扩散与主动转运 单收缩与强直收缩兴奋收缩耦联2.简述刺激引起组织兴奋需具备哪些条件？3.简述静息电位和动作电位产生的原因。4.分析兴奋在神经肌肉接头传递的机制和特点。5.何谓肌肉收缩的滑行理论？6.试述骨骼肌收缩过程。,
