生理学

ⅱ：只要细胞未受刺激、生理条件不变,这种电
位将持续存在。
• 静息电位时膜两侧所保持的内负外正状态称 为膜的极化(polarization)； • 膜内外电位差的数值向膜内负值加大的方向 变化时，称为膜的超极化(hyperpolarization)；
• 膜内电位向负值减小的方向变化，称为去极 化或除极化(depolarization)；
本章节的教学目的与要求
• •
• • • • •
掌握细胞的跨膜物质转运方式 掌握细胞的生物电现象（静息电位、动作电位 的概念、产生机制及特点） 掌握肌细胞的收缩机制（神经-骨骼肌接头处的 兴奋传递机制，骨骼肌的收缩机制，兴奋-收缩 耦联）及影响因素 掌握单纯扩散、静息电位、动作电位、兴奋性， 阈刺激，阈电位，局部电位，兴奋-收缩耦联等 概念。 熟悉细胞膜的基本结构和化学组成 了解细胞跨膜信号转导的方式和原癌基因 了解平滑肌的结构及生理特性
血浆— 5% 组织液— 15% 淋巴液，脑脊液
内环境 (Internal environment )
概念: 人体的绝大多数细胞并不直接与外界环境 接触,而是浸浴在细胞外液中, 细胞外液是 细胞在体内直接所处的环境，称为内环境。 细胞外液包括： 血浆、组织液、淋巴液、脑脊液、房水、 关节腔液等。 血浆 ----- 5% 组织液 ----- 15%
⑤钠泵活动的生电性直接可以影响膜电位
三、细胞的生物电现象 （一）静息电位
1.概念：是指细胞未受刺激时存在于细胞膜内外两
侧的内负外正的电位差。
2. 测量方法：细胞内电位记录方法
静息电位表现为膜内较膜外为负。
• 特征：
ⅰ：静息电位在大多数细胞是一种稳定的直流
电位,但不同细胞的静息电位数值可以不同;
动作电位产生
AP
记录
刺激
阈电位水平 -55
膜 电 位
（mV）
局部兴奋
-70
刺 激
-85
RP水平
(2) 复极化产生机制
Na+通道失活，Na+电导减小，同时K+电导 增大，K+电压门控性通道的开放。是动作
电位复极化的主要原因。
在膜内电-化学驱动力的作用下,出现了K+外
向电流，使膜内电位变负，加速了膜的复
浓差势能
静息状态下,存在处于开放状态的非门控钾通道： 神经纤维的钾漏通道,心肌内向整流钾通道 对K＋通透性 > Na+的通透性
-90 mV
• 少量的Na+ 内流：
由于膜外Na+ 浓度大于膜内，即使小量的 Na+ 逸入膜内也会抵消一部分K+ 外移造成 的膜内负电位，使静息电位＜Ek 。
③ Na+-K+泵生电作用
生理学
PHYSIOLOGY
一 绪论
二 细胞的基本功能
三 血液循环 四 呼吸系统
五 神经系统的功能
Institute of Physiology，Medical School of SDU
王贞 Tel: 88382039 教学实验楼: 6330
一
绪 论
一、本章要求
• 通过本章的学习，掌握生理功能的调节规律等 。
极，参与峰电位降支的形成。
(3)后电位：
正后电位一般认为是生电性钠泵作用的结 果。
Na Na+ - K+泵的活动，使Na+、 K+重新回 到原来的分布状态。
动作电位产生过程
刺激 膜上少量Na+通道开放 阈电位→Na＋通道大量开放 再生式Na＋内流 AP上升支 Na+内流停+同时K+通道激活 K＋迅速外流 （AP下降支） [Na+]i↑、[K+]O↑→ 激活Na+－K+泵 离子恢复到兴奋前水平 Na+顺浓度差少量内流→局部电位
正反馈循环
阈电位
(all Na+ channels open)
去极化
(a few Na + entry)
More Na+ ions inrush
阈电位
• 剌激引起膜内去极化达到引起正反馈性Na+ 内流的临界膜电位称为阈电位。 • 能引起电压门控性的所有Na+通道开放（正 反馈Na+ 内流) 。 • 阈电位一般比静息电位小10～20mV。
外环境(external environment) ：机体生存的外界环 境，包括自然环境和社会环境。 内环境(internal environment)：体内各种组织细胞 直接生存的环境。
体液的概念及分布
（1） 概念
指机体内液体的总称(body fluid) （占体重60%）
（2）分布
① 细胞内液(intracellular fluid) —（40%） ② 细胞外液(extracellular fluid) —（20%）
致通道开放或关闭的过程
经载体易化扩散
Outside
◆
Glucose ◆◆ ◆ ◆◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆
Inside
◆ ◆
Carrier
转运特点 1）特异性 2）饱和现象（ Saturation ） 3）竞争抑制
（Competitive inhibition）
Outside Inside
O2
A (A＋B)
③近于 K+平衡电位
膜对离子通透性：
K+ ＞ Cl- ＞ Na+
①
离子跨膜扩散的驱动力和平衡电位
K 离子外流:
扩散条件： 1） K+ 外流动力
细胞内外离子分布不均：[K+ ] i＞[K+ ]o 30倍
+
2） K+ 外流条件
静息时，细胞膜对K+ 的通透性高（ K+漏通道开放）
[K+ ]i > [K+ ]o 促进K+外流的浓度势能 =
一、液态镶嵌模型（fluid mosaic model）
基本内容：
以液态的脂质双分 子层为基架，不同 分子结构的蛋白质 镶嵌其中。
二、物质的跨膜转运
单纯扩散（物理扩散）：脂溶性小分子物质如氧
和二氧化碳等。
膜蛋白介导的跨膜转运：水溶性小分子物
质、Na+、K+、Ca2+离子等。
整装转运：团块性固形物或液滴进出细胞，如细 胞对异物的吞噬或分泌物的排出。
Carrier
◆
X ◆ Y ◆
原发性主动转运
钠泵活动时 泵出Na+和泵入K +同时进行或“耦联”在一 起
钠泵的意义：
①细胞内高钾是许多代谢反应的必要条件 ②维持胞内渗透压和细胞容积：Na+和Cl-漏入≥K
漏出
+
③建立势能贮备：建立的 Na+浓度梯度是其他物质继发
转运的动力
④建立的离子浓度差是细胞发生电活动的前提
结论：
①AP上升支由Na＋内流形成， 近于Na＋的平衡电位。 ②下降支主要是K＋外 流形成 ③后电位与Na＋－K＋泵活动有关
证明
①Nernst公式的计算 AP达到的超射值相当于计算所得的ENa值。 ②应用Na＋通道阻断剂河豚毒，内向电流全部消失。 应用K+通道阻断剂TEA，外向电流消失。 ③ 微电极插入膜内直接记录膜电位
(1) 去极化产生机制
(1)膜内外存在[Na+]差: [Na+]i＞[Na+]O ≈ 1∶10；
(2)膜受到阈刺激时，对离子通透性增加：即电压门控 性Na+通 道激活而开放, Na+电导增加， Na+顺电-化 学梯度呈再生性内流（超过K+ 外流)，直至膜内 正电 位接近Na+平衡电位。
动作电位产生过程
②通过机体的调节使细胞、组织、器官和系统行使 正常的功能，参与维持内环境的稳态，使稳态不断的 恢复平衡。
意义：
稳态是机体维持正常生命活动的必要条件；
稳态偏离正常 - 疾病
二 细胞的基本功能
Fundamental Functions of the Cell
Shandong University， Institute of Physiology
内环境的稳态
• homeostasis（稳态）——
内环境各种物理、化学性质保持相对稳定 的状态。 如O2和 CO2分压、 渗透压、pH、体温等；
• 内环境的稳态并不是静止不变的固定状态，而是各种理 化因素在变化中达到动态平衡的一种相对恒定状态。
①细胞的代谢不断进行就不断的扰乱和破坏内环境 稳态。
三
血液循环
山东大学医学院生理研究所
本单元教学目的与要求 ：
• 掌握生物电活动及其形成机制、心脏的泵血过程
和机理、心输出量的调节及其评价。
• 掌握动脉血压的形成机制及其影响因素，心血管
活动的调节。 • 熟悉心肌细胞生理特性及其影响因素。 • 了解心脏的功能和电学与力学的基本概念；各类 血管的功能特点与血液动力学概念。
膜蛋白介导的跨膜转运
概念：
大部分水溶性溶质分子（不溶于或难溶于脂 质的物质）和所有离子在膜蛋白 的帮助下 跨过细胞膜的过程称为膜蛋白介导的跨膜转 运。 介导跨膜转运的膜蛋白： 通道蛋白—通道介导的跨膜转运 载体蛋白—载体介导的跨膜转运
通道
膜蛋白分为 载体 离子泵 转运体
根据转运方式的不同：
被动转运： 通道、载体 膜蛋白介导的跨膜转运 （passive transport)（不耗能、顺 梯度） 主动转运： 泵 (active transport) 转运体
（耗能、逆梯度）
通道介导的跨膜转运
转运的物质:各种带电离子
通道的特性：
A. 通道的离子选择性（Ion selectivity） Na+ 通道, K+通道, Ca2+通道, Cl-通道等； 如： K+通道对K+、 Na+通透性之比为100：1 Ach受体阳离子通道对小的阳离子K+、 Na+高 度通透，不通透CI-。 B. 通道的门控特性（Gating) 门控：通道蛋白分子内的一些可移动的结构或化学 集团（闸门），受细胞内外各种理化因素如：膜电 位、化学信号、机械刺激的影响以后，发生移动导