神經(jīng)和肌肉_第1頁
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文檔簡(jiǎn)介

1、,孫?;?神經(jīng)和肌肉生理,主要是指運(yùn)動(dòng)神經(jīng)纖維及其所支配的骨骼肌細(xì)胞的生理功能,包括興奮的產(chǎn)生和傳導(dǎo)、傳遞和肌肉收縮等最基本生理過程。,興奮性( Excitability )概念:機(jī)體接受刺激而發(fā)生反應(yīng)的能力(特性)。,一、刺激與反應(yīng)(一)刺激:能為人體所感受而產(chǎn)生反應(yīng)的環(huán)境變化。,刺激引起反應(yīng)的三個(gè)要素:,,刺 激 強(qiáng) 度,刺 激 作 用 時(shí) 間,,,,,,,,,1、刺激的強(qiáng)度2、刺激的時(shí)間3、刺激強(qiáng)度的變化率:強(qiáng)度隨時(shí)

2、間而改變的速率,強(qiáng)度-時(shí)間曲線,基強(qiáng)度,時(shí)值,興奮性與時(shí)值呈反變關(guān)系,甲標(biāo)本的閾值0.8,,,強(qiáng)度-時(shí)間曲線,基強(qiáng)度,時(shí)值,興奮性與時(shí)值呈反變關(guān)系,,三、細(xì)胞 組織興奮性周期變化,生物電現(xiàn)象 無金屬實(shí)驗(yàn),當(dāng)刺激標(biāo)本甲的神經(jīng)時(shí),甲和乙的肌肉會(huì)同時(shí)收縮。,無金屬實(shí)驗(yàn)證明:生物電是存在的。,無金屬實(shí)驗(yàn)(二),(一)靜息電位(resting potential RP) 1.概 念 :細(xì)胞處于相對(duì)安靜狀態(tài)時(shí),細(xì)胞膜內(nèi)外存在膜內(nèi)為負(fù)膜外為正的電位

3、差。 ,2.實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:,一、細(xì)胞的生物電現(xiàn)象,(二)動(dòng)作電位(action potential AP) 1.概 念:可興奮細(xì)胞受到閾上刺激,細(xì)胞膜在靜息電位基礎(chǔ)上發(fā)生一次瞬間的、可逆的,并可向周圍擴(kuò)布的電位波動(dòng)稱為動(dòng)作電位。,2.AP實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:,,去 極 化,,上 升 支,,下降支,2.動(dòng)作電位的圖形,刺激,閾電位,去極化,零電位,反極化,復(fù)極化,(負(fù)、正)后電位,,,,,,,(1)靜息狀態(tài)下細(xì)胞膜內(nèi)、外離子分布不勻,

4、是由于細(xì)胞膜上Na+-K+泵活動(dòng)的結(jié)果。,(二)靜息電位的產(chǎn)生機(jī)制,1.靜息電位的產(chǎn)生二個(gè)要點(diǎn),主要離子分布:,膜內(nèi):,膜外:,二、生物電現(xiàn)象的產(chǎn)生機(jī)制,靜息狀態(tài)下細(xì)胞膜內(nèi)外主要離子分布 及膜對(duì)離子通透性,,,(2)靜息狀態(tài)下細(xì)胞膜對(duì)離子的通透性具有選擇性 通透性:K+ > Cl- > Na+ > A-,證明:①Nernst公式的計(jì)算: EK=RT/ZF?ln[K+]O/[K+]i =59.

5、5 log[K+]O/[K+]i② Hodgkin 和 Katz的實(shí)驗(yàn):,軸突管內(nèi)置換等張Nacl,RP消失(即[K+]i↓→RP↓)。,③人工改變[K+]O/[K+]i: P28,在槍賊巨大神經(jīng)纖維測(cè)得RP值為-77mv,與Nernst公式的計(jì)算值(-87mv)基本符合。P28,1.AP產(chǎn)生的基本條件:①膜內(nèi)外存在[Na+]差:[Na+]i>[Na+]O ≈ 1∶10;②膜在受到閾刺激而興奮時(shí),對(duì)離子的通透性增加: 即電壓

6、門控性Na+、K+通道激活而開放。,(三)動(dòng)作電位的產(chǎn)生機(jī)制,動(dòng)作電位的產(chǎn)生機(jī)制,,靜息狀態(tài)下細(xì)胞膜呈極化狀態(tài):RP,,,,,,閾(上)刺激使膜去極化達(dá)到閾電位水平,電壓門控性Na+通道被激活, Na+迅速內(nèi)流形成鋒電位上升支,Na+通道失活, K+通道大量開放, K+迅速外流形成鋒電位下降支,K+外流減弱,形成負(fù)后電位,Na-K泵活動(dòng)使細(xì)胞內(nèi)外離子水平恢復(fù)到靜息狀態(tài)時(shí)水平,形成正后電位,(四)泵轉(zhuǎn)運(yùn)——Na+-K+泵 P14 Na

7、+-K+泵又稱Na+-K+-ATPase,簡(jiǎn)稱鈉泵。,當(dāng)[Na+]i↑ [K+ ]o↑時(shí),都可被激活,ATP分解產(chǎn)生能量,將胞內(nèi)的3個(gè)Na+移至胞外和將胞外的2個(gè)K+移入內(nèi)。,每分解一 分子 A T P , 鈉 泵可A . 泵出 3 個(gè) Na +B . 移 入 3 個(gè) K +C . 泵出 3 個(gè) Na + , 移 入 2 個(gè) K+D . 泵出 2 個(gè) Na + , 移 入 3 個(gè) K +E . 泵出 3 個(gè) Na + , 移

8、入 3 個(gè) K+,具 有建立和 維持 膜內(nèi) 外 Na + 和 K + 濃度 梯 度 作 用 的 是A . A T PB . 受體蛋白C . 離 子通道D . 鈉 泵E . 跨膜信 號(hào) 傳導(dǎo) 系 統(tǒng),.神經(jīng)纖維中相鄰兩個(gè)鋒電位的時(shí)間間隔至少應(yīng)大于其 ( )A.相對(duì)不應(yīng)期 B.絕對(duì)不應(yīng)期 C.超常期 D.低常期 E.絕對(duì)不應(yīng)期加相對(duì)不應(yīng)期,蛙有髓神經(jīng)纖維鋒電位持續(xù)時(shí)間為2.0ms,理論上每秒內(nèi)所能產(chǎn)生和傳

9、導(dǎo)動(dòng)作電位數(shù)不可能超過 ( )A.50次 B.100次 C.200次 D.400次 E.500次,正 常 細(xì) 胞膜外 鈉 離 子濃度 約 為膜內(nèi) 的A . 1 倍B . 5 倍C . 12 倍D . 20 倍E . 30 倍,正 常 細(xì) 胞膜內(nèi) 鉀 離 子濃度 約 為膜外 的A . 12 倍B . 3 0 倍C . 60 倍D . 90 倍E . 200 倍,

10、Na + 通道阻斷劑 是A .美洲 箭毒B . 河豚毒C . 阿托品D . 四 乙 基胺,K+ 通道阻斷劑 是A . 美洲 箭毒B . 河豚毒C . 阿托品D . 四 乙 基胺,,下列有關(guān)神經(jīng)細(xì)胞離子通透性和膜電位變化的敘述,其中正確的是A.Na+通透性增大時(shí)會(huì)造成去極化現(xiàn)象 B.神經(jīng)細(xì)胞膜對(duì)K+的通透沒有限制C.神經(jīng)細(xì)胞的靜息膜電位為零 D.K+流入細(xì)胞時(shí)有利于膜極化狀態(tài)的恢復(fù)AD,,神 經(jīng)細(xì) 胞 的 靜息

11、 電 位 負(fù) 值 加 大 時(shí) , 其興奮性A . 不 變B . 減小C . 增 大D . 先 減小 后 增 大E . 先 增 大后 減小,,增 加 細(xì) 胞外 液中 的 鉀 離 子濃度 會(huì)導(dǎo) 致A . 靜息 電 位絕對(duì)值加 大B . 鋒電 位幅度 加 大C . 去 極化速度 加 快D . 靜息 電 位絕對(duì)值減小,,可興奮細(xì)胞的動(dòng)作電位波形不能完全融合,其原因是: A.刺激強(qiáng)度不夠 B.

12、刺激頻率不夠 C.鈣離子通道有一個(gè)失活期 D.鈉離子通道有一個(gè)失活期,,如果將具有正常生理功能的神經(jīng)元放在僅缺乏鈉離子的培養(yǎng)基中,其細(xì)胞跨膜電位最有可能發(fā)生的變化是: A.靜息電位絕對(duì)值升高 B.靜息電位絕對(duì)值下降C.動(dòng)作電位幅度升高 D.動(dòng)作電位幅度降低,,關(guān)于 動(dòng) 作 電 位的 敘述 , 正 確 的 是A . 閾 下 刺 激引 起的 動(dòng) 作 電 位幅度 低B . 閾 上刺 激引 起的 動(dòng) 作 電 位幅度 大

13、C . 隨 傳 導(dǎo) 距 離 增 加 動(dòng) 作 電 位 幅 度 遞減D . 在 神 經(jīng)纖維上呈單向 擴(kuò)布E . 不 同 細(xì) 胞 的 動(dòng) 作 電 位 幅 度 和 時(shí) 程不 同,三、興奮在同一細(xì)胞上的傳導(dǎo)(一)傳導(dǎo)機(jī)制:局部電流學(xué)說:Local Current Theory) ① 興奮區(qū)(負(fù)電場(chǎng))與未興奮區(qū)(正電場(chǎng)) 之間有電位差② 局部電流,(二)傳導(dǎo)方式:無髓鞘N纖維的興奮傳導(dǎo)為近距離局部電流;有髓鞘N纖維的興奮傳導(dǎo)要

14、為遠(yuǎn)距離局部電流(跳躍式)。,動(dòng) 作 電 位 沿 單根 神 經(jīng) 纖 維 傳導(dǎo) 時(shí) , 其幅度A . 逐漸減小B . 逐漸增 大C . 不 變D . 先 增 大 , 后 減小E . 先 減小 , 后 增 大,四、局部興奮 分級(jí)電位,概念: 閾下刺激引起的低于閾電位的去極化(即局部電位),稱局部反應(yīng)或局部興奮。,特點(diǎn): ①不具有“全或無”現(xiàn)象。其幅值可隨刺激強(qiáng)度的增加而增大。 ,②電緊張方式擴(kuò)布。其幅值

15、隨著傳播距離的增加而減小。,③具有總和效應(yīng):時(shí)間性和空間性總和。。,時(shí)間性總和,空間性總和,六、關(guān)于外向電流、電緊張電位、,要點(diǎn):通電時(shí)陽極下方膜電位絕對(duì)值增大,呈超極化; 陰極下方膜電位絕對(duì)值減小,呈去極化。,下圖表示給予直流電刺激后,分別在陽極下細(xì)胞膜內(nèi)和陰極下細(xì)胞膜內(nèi)記錄到的膜電位變化。,,將兩刺激電極S1、S2之間的神經(jīng)干結(jié)扎。將刺激電極S1、S2分別接電源的正極、負(fù)極,給予刺激,看肌肉是否收縮,,,

16、五、 神經(jīng)干細(xì)胞外記錄的雙向AP和單向AP,要點(diǎn):①細(xì)胞外 記錄;②興奮區(qū)是負(fù)電位;③興奮波有一定的波長(zhǎng),神 經(jīng)干動(dòng) 作 電 位幅 度 隨 刺 激 強(qiáng)度 而 變化的 主 要原 因 是各條神 經(jīng)纖維的A . 離 子通道不 同B . 閾 電 位不 同C . 直徑不 同D . 興奮性不 同E . 靜息 電 位水平不 同,第三節(jié) 肌細(xì)胞的收縮功能 一、肌細(xì)胞的收縮功能(一)N—M接頭處的興奮傳遞,1、N-M接頭

17、的結(jié)構(gòu) 接頭前膜:囊泡內(nèi)含 ACh,并以囊泡為單位釋放ACh(稱量子釋放)。 接頭間隙:約50-60nm。 接頭后膜:又稱終板膜。存在ACh受體能與ACh發(fā)生特異性結(jié)合,有膽堿酯酶。無電壓性門控性鈉通道。,接頭間隙,2.N-M接頭處的興奮傳遞過程,當(dāng)神經(jīng)沖動(dòng)傳到軸突末,膜Ca2+通道開放,膜外Ca2+向膜內(nèi)流動(dòng),接頭前膜內(nèi)囊泡移動(dòng)、融合、破裂,囊泡中的ACh釋放(量子釋放),ACh與終板膜上的受體結(jié)合,受體蛋白分子構(gòu)型改

18、變,終板膜對(duì)Na+、K+ (尤其是Na+)通透性↑,終板膜去極化→終板電位(EPP),EPP電緊張性擴(kuò)布至肌膜,去極化達(dá)到閾電位,爆發(fā)肌細(xì)胞膜動(dòng)作電位,,,,,,,,,,,AP,,Ca2+,,Na+,,K+,EPSP,×,×,3 影響N-M接頭處興奮傳遞的因素:,(1)阻斷ACh受體: 箭毒和α銀環(huán)蛇毒,肌松劑(馳肌碘)。 (2)抑制膽堿酯酶活性:有機(jī)磷農(nóng)藥 胃腸道平滑肌強(qiáng)烈收縮

19、,蠕動(dòng)增加,可有腹痛、腹瀉、惡心、嘔吐 及消化道出血。骨骼肌肌束顫動(dòng),可作為中毒早中期診斷的參考,顫動(dòng)常先自眼瞼、額面部開始,繼之全身抽搐,最后肌肉麻痹。,(3)自身免疫性疾?。?重癥肌無力(抗體破壞ACh受體) 主要特征是局部或全身橫紋肌于活動(dòng)時(shí)易于疲勞無力. 眼球運(yùn)動(dòng)受累,多呈不對(duì)稱性眼瞼下垂,睜眼無力、斜視、復(fù)視、有時(shí)雙眼瞼下垂交替出現(xiàn);重者雙眼球固定不動(dòng)。 呼吸肌無力或麻痹而致嚴(yán)重呼吸困難時(shí),,運(yùn)動(dòng)神經(jīng)纖維末

20、梢,ACh-乙醯膽鹼,,N 受體,骨骼肌,重癥肌無力病人自家免疫抗體,,,,1 根據(jù)給與肌肉刺激的頻率不同分為 單收縮與復(fù)合收縮: 單收縮:肌肉受到一次刺激,引起一次收縮和舒張的過程。(潛伏期 收縮期 舒張期),二、骨骼肌收縮的形式,①不完全強(qiáng)直收縮:當(dāng)新刺激落在前一次收縮的舒張期,所出現(xiàn)的強(qiáng)而持久的收縮過程稱之。 ② 完全強(qiáng)直收縮: 當(dāng)新刺激落在前一次收縮的縮短期,所出現(xiàn)的強(qiáng)而持久的收縮過程稱之。( 并非動(dòng)作電位的

21、疊加,動(dòng)作電位始終是分離的),復(fù)合收縮:肌肉受到連續(xù)刺激,前一次收縮和舒張尚未結(jié)束,新的收縮在此基礎(chǔ)上出現(xiàn)的過程。,三 骨骼肌細(xì)胞的結(jié)構(gòu),(一)骨骼肌的微細(xì)結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 1. 肌原纖維和肌小節(jié),①每一條肌原纖維呈現(xiàn)出明帶和暗帶有規(guī)則的交替排列。 暗帶的長(zhǎng)度比較固定,中央有一相對(duì)透明的H帶,H帶中央有一條深色的M線。,明帶的長(zhǎng)度是可變的,收縮時(shí)明帶變窄;舒張時(shí),明帶變寬。明帶中央也有一條深色間線,稱Z線。,,,,,,,Z線,

22、,,Z線,,,明帶,,暗帶,,,明帶,,2.肌小節(jié): 是肌細(xì)胞收縮的基本結(jié)構(gòu)和功能單位。長(zhǎng)約1.5~3.0µm相鄰兩條Z線之間的部分稱肌小節(jié) =1/2明帶+暗帶+1/2明帶 = 2條Z線間的區(qū)域,肌原纖維是由更細(xì)的、平行排列的絲狀結(jié)構(gòu)所組成,稱肌絲。,2. 肌絲的分子組成 (1)粗肌絲:由肌凝蛋白組成。肌凝蛋白分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn):①長(zhǎng)桿狀部,呈雙螺旋,長(zhǎng)約150 nm,寬約2 nm,形成粗肌絲的主干。 每條粗

23、肌絲約含200~300個(gè)分子。,②頭部,雙球狀結(jié)構(gòu),寬約20nm,厚約4nm。有規(guī)律地裸露在M線兩側(cè)粗肌絲主干的表面,形成橫橋。,橫橋的功能有2:① 起ATP酶的作用,能分解ATP。② 能與細(xì)肌絲上的肌動(dòng)蛋白相結(jié)合,并向M線方 向扭動(dòng)。,細(xì)肌絲:,肌絲滑行過程—肌細(xì)胞收縮時(shí)肌原纖維的縮短,并不是肌絲本身縮短,而是細(xì)肌絲向肌節(jié)中央(粗肌絲內(nèi))滑行。 1. 滑行學(xué)說的根據(jù) (1)肌肉收縮時(shí)和舒張時(shí),暗帶長(zhǎng)度均不

24、發(fā)生變化,但明帶長(zhǎng)度發(fā)生變化。 (2)肌小節(jié)中粗、細(xì)肌絲的排列位置構(gòu)成了嚴(yán)格的幾何圖形。,,,,四骨骼肌收縮機(jī)制,(3)粗、細(xì)肌絲的分子組成特點(diǎn),都有利于說明肌絲滑行。,2. 滑行過程: (1)肌漿中Ca2+濃度升高, Ca2+與肌鈣蛋白的亞單位C結(jié)合,導(dǎo)致:原肌球蛋白構(gòu)象改變,肌動(dòng)蛋白的作用位點(diǎn)被暴露出來。(2)橫橋與細(xì)肌絲的肌動(dòng)蛋白結(jié)合,同時(shí)橫橋水解ATP,得到能量。,,(3)橫橋向M線方向扭動(dòng),帶動(dòng)細(xì)肌絲向M線方向

25、滑動(dòng),整個(gè)肌小節(jié)縮短。所以,明帶縮短,而暗帶不變。有人估計(jì),橫橋每扭動(dòng)一次,大約可使肌小節(jié)縮短1%。 這樣,在一次收縮中,橫橋與肌動(dòng)蛋白結(jié)合→扭動(dòng)→解離→再結(jié)合→再扭動(dòng)…,反復(fù)進(jìn)行多次。,,(二)骨骼肌的興奮-收縮耦聯(lián) (動(dòng)作電位)引起肌絲滑行的過程,稱興奮-收縮耦聯(lián)。,1. 骨骼肌的肌管系統(tǒng) (1)橫管系統(tǒng) 由肌細(xì)胞的表面膜在Z線水平向肌細(xì)胞深部凹陷而形成,其走行方向與肌纖維的長(zhǎng)軸相垂直,故稱橫管

26、(Transverse Tubule),或T管。,橫管的特點(diǎn):與細(xì)胞外液溝通。橫管的作用:將肌細(xì)胞膜的動(dòng)作電位傳向肌細(xì)胞深部。,(2)縱管系統(tǒng) 位于肌原纖維周圍,并與肌原纖維平行,故稱縱管(LongitudinalTubule),或L管,也稱肌質(zhì)網(wǎng)??v管在靠近Z線處的橫管水平時(shí),管腔膨大,稱終末池,它使縱管以較大的面積和橫管相靠近。,,終末池的作用:貯存Ca2+。據(jù)分析,肌肉安靜時(shí),細(xì)胞內(nèi)的Ca2+約有90%以上貯

27、存在終末池中?!?lián)管結(jié)構(gòu):橫管及其兩側(cè)的終末池構(gòu)成了三聯(lián)管結(jié)構(gòu)。據(jù)研究,橫管和縱管的膜在三聯(lián)管結(jié)構(gòu)處并不接觸,中間尚隔有約12 nm寬的間隙。,包括3個(gè)主要步驟:①肌膜AP沿橫管膜傳向肌細(xì)胞深部。②三聯(lián)管部位的信息傳遞。③終末池對(duì)Ca2+的釋放、攝取。,(二)影響收縮因素 1.前負(fù)荷:肌肉收縮前遇到的負(fù)荷。,,前負(fù)荷,,,肌節(jié)最適初長(zhǎng)(2.0-2.2?m)時(shí),粗細(xì)肌絲重疊佳,肌縮速度、幅度和張力最大; 大于最適初長(zhǎng)時(shí),粗

28、細(xì)肌絲重疊↓,肌縮速度、幅度和張力↓; 小于最適初長(zhǎng)時(shí),粗細(xì)肌絲重疊↓,肌縮速度、幅度和張力雖然↑,但不如最適初長(zhǎng)時(shí)。,,閾刺激,,,,,,,,,,,,,,,,,閾下刺激,,閾上刺激,,超最大刺激,最大刺激,A,B,C,,終板膜的 化學(xué) 門 控通道屬 于A . N 受體B . M 受體C .α 受體D .β 受體,有機(jī)磷中 毒 引 起骨 骼肌痙攣 的 主 要 原因 是A . 膽堿酯 酶釋放增 多B . 乙 酰膽堿釋放減少

29、C . 膽堿酯 酶活性降低D . 膽堿酯 酶活性增 加,,美洲 箭毒 和 α-銀環(huán)蛇毒 的 相 同 作 用 是,A . 阻斷接頭 前膜動(dòng) 作 電 位的 發(fā)生B . 減少 接頭 前膜遞質(zhì) 的 釋放C . 破壞 膽堿酯 酶D . 水解神 經(jīng)遞質(zhì)E . 阻斷遞質(zhì) 與 接頭 后 膜受體結(jié) 合,抑 制 肌絲滑行的 主 要成分是A . 肌纖蛋白B . 肌鈣蛋白C . 肌凝蛋白D . 鈣調(diào) 蛋白E . 原 肌凝蛋白,,骨 骼肌做

30、等張收縮時(shí)A . 長(zhǎng)度 不 變B . 張力 逐漸增 大C . 只 發(fā)生在 離 體骨 骼肌D . 不 做功E . 可做功,參與 維 持姿 勢(shì) 的 骨 骼 肌收 縮 的 主 要形式是A . 不 完全強(qiáng)直收縮B . 完全強(qiáng)直收縮C . 單收縮D . 等長(zhǎng)收縮E . 等張收縮,,正 常 體 內(nèi) 骨 骼 肌 收 縮 多 為 強(qiáng) 直 收 縮的 原 因 是A . 粗肌絲與 細(xì) 肌絲結(jié) 合不 易 分離B . 神 經(jīng)-肌接頭 處持

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