细胞生理和血液生理没学ppt课件.ppt
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1、机能学概论,首都医科大学 生理学与病理生理学系 傅小锁 Fxs_,2,机能学概论,第一部分:生物化学(Biochemistry) 第二部分:生理学(Physiology),2,3,生物化学: 研究生物体内化学活动的过程,在分子水平探讨生命的本质,研究生物体的分子组成和功能,探讨物质在体内的代谢过程及调节。,4,4,生理学是生物学中的一个分支,它以生物机体的功能为研究对象。生物机体的功能就是整个生物及其各个部分所表现的各种生命现象或生理作用,例如呼吸、消化、循环、肌肉运动等等。生理学的任务就是要研究这些生理功能的发生机制、条件以及机体的内外环境中各种变化对这些功能的影响,从而掌握各种生理变化的规
2、律。,4,生命的机体,事物的规律,某一门类 的系统知识,5,第五章 细胞的基本功能 Basic functions of the cell,第一节 细胞膜的基本结构和物质转运功能,6,一、细胞膜的化学组成和分子结构 Chemical composition and molecular structure of the cell membrane,化学组成:,脂质、蛋白质、糖类等,7,8,9,(一)单纯扩散: 在生物体中,一些脂溶性的小分子物质顺浓度差的跨膜物质转运。如:CO2,O2 , N2 ,乙醇等。 (二)易化扩散: 不溶于脂质或溶解度甚小的物质,在细胞膜上一些特殊蛋白质的帮助下,顺浓度差
3、或电位差的跨膜物质转运。如:葡萄糖,氨基酸及各种离子等。,二、细胞膜的跨膜物质转运功能,10,1以通道为中介的易化扩散 Facilitated diffusion via channel,与离子的易化扩散有关,推测在蛋白质内部出现了一条贯穿膜内外的水相孔道。,特点:,(1)化学门控通道,(2)电压门控通道,渗漏通道 水通道(水孔蛋白APQ),(3)机械门控通道,选择性和门控性。,11,12,2.以载体为中介的易化扩散,13,(三)主动转运(Active transport),细胞膜通过本身的某种耗能过程,由离子泵将分子或离子逆电-化学梯度进行跨膜转运。,原发性主动转运:,The movemen
4、t of substances across the membrane occurs against the electrochemical gradient with the necessity of consumption of metabolic energy.,14,神经细胞和骨骼肌细胞,Na+浓度的膜外:膜内( Co/Ci )为12,K+浓度的膜内:膜外 ( Ci/Co )为30,钠-钾泵(sodium-potassium pump),钠泵为Na+- K+依赖式ATP酶的蛋白质,15,(四)出胞和入胞式物质转运,大分子物质或固态、液态的物质团块,通过细胞膜复杂的结构和功能的变化,进出
5、细胞的过程。,16,第二节 细胞的生物电现象 生物电:,一切活组织的细胞,不论在安静状态还是在活动过程中均表现有电的变化,这种电的变化是伴随着细胞生命活动出现的,称之为生物电。,17,一、生物电现象的记录 Recording biological activity,(一)细胞外记录,(二)细胞内记录,18,1.静息电位(Resting potential),细胞未受刺激时存在于细胞膜两侧的电位差。一般为内负外正。,The difference in electrical potential across the membrane of an undisturbed cell, having a
6、 positive sign on the outside surface and a negative sign in the interior.,19,20,极化:,把静息电位时膜两侧所保持的内负外正状态,称膜的极化。,超极化:,静息电位的数值向膜内负值加大的方向变化的过程。,去(除)极化:,静息电位的数值向膜内负值减少的方向变化的过程。,倒(反)极化:,膜内电位由零变为正值的过程,与静息电位的极性相反。,复极化:,细胞膜去极化或反极化后,又向原初的极化状态恢复的过程 。,21,2.动作电位(Action potential),可兴奋细胞受到有效刺激时,膜电位会在静息电位的基础上发生一次快
7、速、可逆、并有扩布性的电位变化。称为动作电位。它是细胞兴奋的标志。,An action potential is a rapid change in the membrane potential. Each action potential begins with a sudden change from the normal resting negative potential to a positive membrane potential (depolarization) and then ends with an almost equally rapid change back to
8、the negative potential (repolarization).,22,动作电位的时相,1.静息相 -70-90mv,2.去极相 -70-90mv+20+40mv,超射(overshoot)值:膜内电位由零变为正的数值。,3.复极相 +20+40mv-70-90mv, 锋电位:构成动作电位波形主要部分的短促而尖锐的脉冲样电位变化。, 后电位:锋电位在其完全恢复到静息电位之前所经历的微小而缓慢的电位波动。,23,(二)生物电现象产生的机制,24,Na+- K+泵在耗能的情况下建立的膜内高K+膜外高Na+状态,是产生各种细胞生物电现象的基础,而这两种离子通过膜结构中的K+通道和Na
9、+通道的易化扩散,是形成神经和骨骼肌细胞静息电位和动作电位的直接原因。,25,静息电位是安静情况下以钾外流为主的多种离子转运的综合结果,26,1.静息电位的产生机制(Bernstein学说),a. 细胞内外K+不均匀分布,胞内K+高,并且安静状态下细胞膜主要对K+有通透性。 K+外流并在膜内留下不能自由通透的大分子A- 。,b. 促进K+外流的驱动力(浓度差)和阻止K+外流的阻力(电位差)达到平衡K+平衡电位(Nernst 公式)。,c. Na+- K+泵维持细胞内外Na+ 、 K+不对称分布。,(1)基本原因离子的跨膜扩散,27,2.动作电位的产生机制 Formation mechanism
10、 of action potential,动作电位期间膜电导的变化 膜对离子通透性的改变是形成 跨膜电流和动作电位的关键,28,动作电位产生的机制,(1)细胞受到有效刺激,膜去极化达到阈电位时,引起电压门控Na+通道开放(激活), Na+顺电-化学梯度呈再生性内流,直至膜内正电位接近Na+平衡电位。,(2) Na+通道的迅速失活及电压门控K+通道的开放,是动作电位复极化的主要原因。,(3) Na+- K+泵的活动,使Na+、 K+重新回到原来的分布状态。,29,30,动作电位的“全或无”现象,同一细胞上动作电位大小不随刺激强度和传导距离而改变的现象,称“全或无”现象。,31,(四)局部反应(l
11、ocal response) 局部电位(local potential),把阈下外向电流刺激时产生的去极化电紧张电位和由少量Na+通道开放产生的电位变化叠加在一起的去极化电位称局部反应。,这种阈下刺激引起的产生于局部、较小的去极化反应称为局部反应或局部兴奋。局部反应时的电位值称为局部电位。,32,33,局部反应的特点, 等级性,随阈下刺激强度的增强而增大, 衰减性,随扩布距离的增加而迅速衰减和消失,电紧张性扩布(electrotonic propagation): 局部电位只能沿着膜向邻近作短距离的扩布,并随着扩布距离的增加而迅速衰减乃至消逝。, 总和, 无不应期,34,第三节 肌细胞的收缩功
12、能,一、神经肌肉接头处的兴奋传递 (一) 神经肌肉接头的结构,35,(一)神经-肌肉接头的结构,囊泡内含乙酰胆碱(Ach),量子释放:Ach以囊泡为单位成批向间隙释放,36,37,(二) 神经肌肉接头处兴奋的传递过程 1、神经未梢产生动作电位 2、Ca2+从接头间隙进入轴突未梢 3、接头前膜释放神经递质 4、递质与肌细胞膜上的相应受体结合 5、肌细胞膜的通透性发生变化,出现离子的跨膜流动 6、肌细胞膜产生终板电位,经总合引起一次动作电位。,38,神经-肌肉接头传递及干扰传递的药物,39,二、骨骼肌细胞的微细结构,(一) 肌原纤维和肌小节,40,41,42,(二)肌管系统,包绕在每一条肌原纤维周
13、围的膜性囊 管状结构。,43,44,骨骼肌收缩的分子机制,滑行学说(sliding theory),肌肉收缩时外观所见的整个肌肉或肌纤维的缩短,并不是肌细胞内肌丝或它所含的分子结构缩短和卷曲所至,而是由于肌小节内所含的粗细肌丝出现相互滑行,使后者位置发生了改变。即由Z线发出的细肌丝在某种力量的作用下,向暗带中央移动,结果各相邻的Z线相互靠近,肌小节变短,造成整个肌原纤维、肌细胞乃至整条肌肉长度的缩短。,45,三、骨骼肌细胞的收缩机制-滑行学说 (一) 肌丝的分子结构,粗肌丝的分子结构,细肌丝的分子结构,46,肌钙蛋白(TN) 细肌丝 原肌凝蛋白(TM) 调节蛋白 肌纤蛋白(AT) 肌丝 横 桥
14、 收缩蛋白 粗肌丝 肌凝蛋白 (MS) 主 干,肌钙蛋白: TN:结合4个Ca+ TN:使TN 与TM结合 TN:TN与Ca+结合 时,传递信息使TM变构,47,横桥:,1、可与肌纤蛋白可逆结合。 通过横桥连续的向M线方 向扭动,牵拉细肌丝向 暗带中央滑行。,2、具有ATP酶的作用。,48,肌细胞 动作电位,49,兴奋-收缩耦联的三个基本步骤:,1、肌细胞膜的电兴奋通过横管系统传向肌细胞深部。,2、三联管处的信息传递。,3、肌浆网(纵管系统)对Ca2+的储存、释放和再聚积。 Ca2+泵: Ca2+ Mg2+依赖式ATP酶,50,肌丝滑行过程,51,第六章 血液,第一节 血液的组成与特性 第二节
15、 血细胞及其功能 第三节 生理止血及血液凝固 第四节 血型与输血,52,问题1,53,第一节 血液的组成与特性,一、血液的起源 Origin of blood,54,二、血液的组成 Components of blood,血液,血细胞比容:血细胞在全血中所占的容积百分比。 正常男性:4050 女性:3748,55,56,三、血液的功能 Functions of blood (一)维持内环境稳态 1、运输作用 在组织液和各个器官之间进行各种物质的运输。 2、缓冲作用 3、传递信息 理化性质的变化传递给各种感受器。 (二)免疫功能 处理侵入人体内的异物货病原体的功能。 (三)防御功能 生理性止血是
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