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醫(yī)學(xué)考研西醫(yī)綜合生理學(xué)復(fù)習(xí)筆記(二)細(xì)胞的基本功能


(5)動(dòng)作電位特征:
①產(chǎn)生和傳播都是“全或無”式的。
②傳播的方式為局部電流,傳播速度與細(xì)胞直徑成正比。
③動(dòng)作電位是一種快速,可逆的電變化,產(chǎn)生動(dòng)作電位的細(xì)胞膜將經(jīng)歷一系列興奮性的變化:絕對(duì)不應(yīng)期——相對(duì)不應(yīng)期——超常期——低常期,它們與動(dòng)作電位各時(shí)期的對(duì)應(yīng)關(guān)系是:峰電位——絕對(duì)不應(yīng)期;負(fù)后電位——相對(duì)不應(yīng)期和超常期;正后電位——低常期。
④動(dòng)作電位期間Na+、K+離子的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)是通過通道蛋白進(jìn)行的,通道有開放、關(guān)閉、備用三種狀態(tài),由當(dāng)時(shí)的膜電位決定,故這種離子通道稱為電壓門控的離子通道,而形成靜息電位的K+通道是非門控的離子通道。當(dāng)膜的某一離子通道處于失活(關(guān)閉)狀態(tài)時(shí),膜對(duì)該離子的通透性為零,同時(shí)膜電導(dǎo)就為零(電導(dǎo)與通透性一致),而且不會(huì)受刺激而開放,只有通道恢復(fù)到備用狀態(tài)時(shí)才可以在特定刺激作用下開放。
3.局部電位:
(1)概念:細(xì)胞受到閾下刺激時(shí),細(xì)胞膜兩側(cè)產(chǎn)生的微弱電變化(較小的膜去極化或超極化反應(yīng));蛘哒f是細(xì)胞受刺激后去極化未達(dá)到閾電位的電位變化。
(2)形成機(jī)制:閾下刺激使膜通道部分開放,產(chǎn)生少量去極化或超極化,故局部電位可以是去極化電位,也可以是超極化電位。局部電位在不同細(xì)胞上由不同離子流動(dòng)形成,而且離子是順著濃度差流動(dòng),不消耗能量。
(3)特點(diǎn):
①等級(jí)性。指局部電位的幅度與刺激強(qiáng)度正相關(guān),而與膜兩側(cè)離子濃度差無關(guān),因?yàn)殡x子通道僅部分開放無法達(dá)到該離子的電平衡電位,因而不是“全或無”式的。
②可以總和。局部電位沒有不應(yīng)期,一次閾下刺激引起一個(gè)局部反應(yīng)雖然不能引發(fā)動(dòng)作電位,但多個(gè)閾下刺激引起的多個(gè)局部反應(yīng)如果在時(shí)間上(多個(gè)刺激在同一部位連續(xù)給予)或空間上(多個(gè)刺激在相鄰部位同時(shí)給予)疊加起來(分別稱為時(shí)間總和或空間總和),就有可能導(dǎo)致膜去極化到閾電位,從而爆發(fā)動(dòng)作電位。
③電緊張擴(kuò)布。局部電位不能像動(dòng)作電位向遠(yuǎn)處傳播,只能以電緊張的方式,影響附近膜的電位。電緊張擴(kuò)布隨擴(kuò)布距離增加而衰減。
4.興奮的傳播:
(1)興奮在同一細(xì)胞上的傳導(dǎo):可興奮細(xì)胞興奮的標(biāo)志是產(chǎn)生動(dòng)作電位,因此興奮的傳導(dǎo)實(shí)質(zhì)上是動(dòng)作電位向周圍的傳播。動(dòng)作電位以局部電流的方式傳導(dǎo),直徑大的細(xì)胞電阻較小傳導(dǎo)的速度快。有髓鞘的神經(jīng)纖維動(dòng)作電位以跳躍式傳導(dǎo),因而比無髓纖維傳導(dǎo)快。
動(dòng)作電位在同一細(xì)胞上的傳導(dǎo)是“全或無”式的,動(dòng)作電位的幅度不因傳導(dǎo)距離增加而減小。
(2)興奮在細(xì)胞間的傳遞:細(xì)胞間信息傳遞的主要方式是化學(xué)性傳遞,包括突觸傳遞和非突觸傳遞,某些組織細(xì)胞間存在著電傳遞(縫隙連接)。
神經(jīng)肌肉接頭處的信息傳遞過程如下:
神經(jīng)末梢興奮(接頭前膜)發(fā)生去極化→膜對(duì)Ca2+通透性增加→Ca2+內(nèi)流→神經(jīng)末梢釋放遞質(zhì)ACh→ACh通過接頭間隙擴(kuò)散到接頭后膜(終板膜)并與N型受體結(jié)合→終板膜對(duì)Na+、K+(以Na+為主)通透性增高→Na+內(nèi)流→終板電位→總和達(dá)閾電位→肌細(xì)胞產(chǎn)生動(dòng)作電位。
特點(diǎn):①單向傳遞;②傳遞延擱;③易受環(huán)境因素影響。
記憶要點(diǎn):①神經(jīng)肌肉接頭處的信息傳遞實(shí)際上是“電—化學(xué)—電”的過程,神經(jīng)末梢電變化引起化學(xué)物質(zhì)釋放的關(guān)鍵是Ca2+內(nèi)流,而化學(xué)物質(zhì)ACh引起終板電位的關(guān)鍵是ACh和受體結(jié)合后受體結(jié)構(gòu)改變導(dǎo)致Na+內(nèi)流增加。
②終板電位是局部電位,醫(yī)學(xué)全.在線.網(wǎng).站.提供.具有局部電位的所有特征,本身不能引起肌肉收縮;但每次神經(jīng)沖動(dòng)引起的ACh釋放量足以使產(chǎn)生的終板電位總和達(dá)到鄰近肌細(xì)胞膜的閾電位水平,使肌細(xì)胞產(chǎn)生動(dòng)作電位。因此,這種興奮傳遞是一對(duì)一的。
③在接頭前膜無Ca2+內(nèi)流的情況下,ACh有少量自發(fā)釋放,這是神經(jīng)緊張性作用的基礎(chǔ)。
5.興奮性的變化規(guī)律:絕對(duì)不應(yīng)期——相對(duì)不應(yīng)期——超常期——低常期——恢復(fù)。

五、肌細(xì)胞的收縮功能
1.骨骼肌的特殊結(jié)構(gòu):
肌纖維內(nèi)含大量肌原纖維和肌管系統(tǒng),肌原纖維由肌小節(jié)構(gòu)成,粗、細(xì)肌絲構(gòu)成的肌小節(jié)是肌肉進(jìn)行收縮和舒張的基本功能單位。肌管系統(tǒng)包括肌原纖維去向一致的縱管系統(tǒng)和與肌原纖維垂直去向的橫管系統(tǒng)?v管系統(tǒng)的兩端膨大成含有大量Ca2+的終末池,一條橫管和兩側(cè)的終末池構(gòu)成三聯(lián)管結(jié)構(gòu),它是興奮收縮耦聯(lián)的關(guān)鍵部位。
2.粗、細(xì)肌絲蛋白質(zhì)組成:
記憶方法:
①肌肉收縮過程是細(xì)肌絲向粗肌絲滑行的過程,即細(xì)肌絲活動(dòng)而粗肌絲不動(dòng)。細(xì)肌絲既是活動(dòng)的肌絲必然含有能“動(dòng)”蛋白——肌凝蛋白。
②細(xì)肌絲向粗肌絲滑動(dòng)的條件是肌漿內(nèi)Ca2+濃度升高而且細(xì)肌絲結(jié)合上Ca2+,因此細(xì)肌絲必含有結(jié)合鈣的蛋白——肌鈣蛋白。
③肌肉在安靜狀態(tài)下細(xì)肌絲不動(dòng)的原因是有一種安靜時(shí)阻礙橫橋與肌動(dòng)蛋白結(jié)合的蛋白,而這種原來不動(dòng)的蛋白在肌肉收縮時(shí)變構(gòu)(運(yùn)動(dòng)),這種蛋白稱原肌凝蛋白。
3.興奮收縮耦聯(lián)過程:
①電興奮通過橫管系統(tǒng)傳向肌細(xì)胞深處。
②三聯(lián)管的信息傳遞。
③縱管系統(tǒng)對(duì)Ca2+的貯存、釋放和再聚積。
4.肌肉收縮過程:
肌細(xì)胞膜興奮傳導(dǎo)到終池→終池Ca2+釋放→肌漿Ca2+濃度增高→Ca2+與肌鈣蛋白結(jié)合→原肌凝蛋白變構(gòu)→肌球蛋白橫橋頭與肌動(dòng)蛋白結(jié)合→橫橋頭ATP酶激活分解ATP→橫橋扭動(dòng)→細(xì)肌絲向粗肌絲滑行→肌小節(jié)縮短。
5.肌肉舒張過程:與收縮過程相反。
由于舒張時(shí)肌漿內(nèi)鈣的回收需要鈣泵作用,因此肌肉舒張和收縮一樣是耗能的主動(dòng)過程。

六、肌肉收縮的外部表現(xiàn)和和學(xué)分析
1.肌骼肌收縮形式:
(1)等長收縮——張力增加而無長度縮短的收縮,例如人站立時(shí)對(duì)抗重力的肌肉收縮是等長收縮,這種收縮不做功。
等張收縮——肌肉的收縮只是長度的縮短而張力保持不變。這是在肌肉收縮時(shí)所承受的負(fù)荷小于肌肉收縮力的情況下產(chǎn)生的。可使物體產(chǎn)生位移,因此可以做功。
整體情況下常是等長、等張都有的混合形式的收縮。
(2)單收縮和復(fù)合收縮: 醫(yī)學(xué)網(wǎng)站www.med126.com
低頻刺激時(shí)出現(xiàn)單收縮,高頻刺激時(shí)出現(xiàn)復(fù)合收縮。
在復(fù)合收縮中,肌肉的動(dòng)作電位不發(fā)生疊加或總和,其幅值不變。因?yàn)閯?dòng)作電位是“全或無”式的,只要產(chǎn)生動(dòng)作電位的細(xì)胞生理狀態(tài)不變,細(xì)胞外液離子濃度不變,動(dòng)作電位的幅度就穩(wěn)定不變。由于不應(yīng)期的存在動(dòng)作電位不會(huì)發(fā)生疊加,只能單獨(dú)存在。肌肉發(fā)生復(fù)合收縮時(shí),出現(xiàn)了收縮形式的復(fù)合,但引起收縮的動(dòng)作電位仍是獨(dú)立存在的。
收縮形式與刺激頻率的關(guān)系如下:
刺激時(shí)間間隙>肌縮短+舒張——單收縮;
肌縮短時(shí)間<刺激時(shí)間間隙<肌縮短+舒張——不完全強(qiáng)直收縮;
刺激時(shí)間間隙<肌縮短時(shí)間——完全強(qiáng)直收縮。
完全強(qiáng)直收縮是在上一次收縮的基礎(chǔ)上收縮,因此比單收縮效率高,整體情況下的收縮通常都是完全強(qiáng)直收縮。
2.影響骨骼肌收縮的主要因素:
(1)前負(fù)荷:在最適前負(fù)荷時(shí)產(chǎn)生最大張力,達(dá)到最適前負(fù)荷后再增加負(fù)荷或增加初長度,肌肉收縮力降低。
(2)后負(fù)荷:是肌肉開始縮短后所遇到的負(fù)荷。
后負(fù)荷與肌肉縮短速度呈反變關(guān)系。
(3)肌肉收縮力:即肌肉內(nèi)部機(jī)能狀態(tài)。
鈣離子、腎上腺素咖啡因提高肌肉收縮力。
缺氧、酸中毒、低血糖等降低肌肉的收縮力。

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