第4章 人体的基本生理活动

5、刺激强度与组织的兴奋性关系 刺激强度与阈值呈反变关系，即阈值愈小说明组织的 兴奋性愈高,反之,阈值愈大说明组织的兴奋性愈低。 6、反应 由各种刺激所引起的机体功能活动或代谢过程变化。 反应形式:兴奋、抑制
三、生殖
生物体生长发育到 一定阶段后，能够 产生与自己相似的 子代个体，此功能 称为生殖。
（三）兴奋传导特点 1、生理完整性 2、双向性 3、相对不疲劳性 4、绝缘性

复习思考题
1.静息电位产生的原理是什么？如何证明？ 2.动作电位是怎么发生的？如何证明动作电 位是钠的平衡电位？ 3.发生兴奋过程中，如何证明有兴奋性的变 化？为什么会发生这些变化？ 4.兴奋是如何传导的？影响传导速度的因素 有哪些？ 5.试比较局部电位和动作电位的区别。
证明RP的实验：
（甲）当A、B电极都位于 细胞膜外，无电位改变， 证明膜外无电位差。 （乙）当A电极位于细胞 膜外， B电极插入膜内 时，有电位改变，证明膜 内、外间有电位差。 （丙）当A、B电极都位于 细胞膜内，无电位改变， 证明膜内无电位差。
2、静息电位的产生机制
(1)静息状态下细胞膜内、外离子分布不匀 [Na+]i＞[Na+]o≈1∶10, [K+]i＞[K+]o≈30∶1 [Cl-]i＞[Cl-]o≈1∶14, [A-]i＞[A-]o≈ 4∶1
② Hodgkin 和 Katz的实验 在枪贼巨大神经纤维测得RP值为-77mv,与 Nernst公式的计算值（-87mv）基本符合。 ③人工改变[K+]O/[K+]i ，RP也发生相 应改变。（[K+]i↓→RP↓）。
（二）细胞的动作电位
1、动作电位现象 可兴奋细胞受到刺激，细胞膜在静息 电位基础上发生一次短暂的、可逆的 并可向周围扩布的电位波动称为动作 电位。
11、以下关于细胞膜离子通道的叙述,正确的是( C ) A.在静息状态下,Na、K离子通道都处于关闭状态 B.细胞受刺激刚开始去极化时,钠离子通道就大量开放 C.在动作电位去极相,钾离子通道也被激活,但出现较慢 D.钠离子通道关闭,出现动作电位的复极相 E.钠、钾离子通道被称为化学依从性通道 12、刺激阈指的是( B ) A.刺激强度不变,引起组织兴奋的最适作用时间 B.刺激时间不变,引起组织发生兴奋的最小刺激强度 C.用最小刺激强度,刚刚引起组织兴奋的最短作用时间 D.刺激时间不限,能引起组织兴奋的最适刺激强度 E.刺激时间不限,能引起组织最大兴奋的最小刺激强度
几点说明：
1.刺激：①在细胞膜内施加负相电流（或膜外施加正相电流） 刺激时，会引起超极化，不会引发AP；相反，会引起去极 化，引发AP； ②刺激分：阈刺激、阈上刺激、阈下刺激，前二者 能使膜电位去极化达到阈电位引发AP；后者只能引起低于阈 电位的去极化（即局部电位）不会引发AP。
2.阈电位： 是激活电压门控性Na+通道的临界值。先引发一定数 量的Na+通道开放，Na+迅速大量内流后，再引发更多数量的Na+ 通道开放，爆发AP。 因此，当膜电位达到阈电位后，导致Na+通道开放与Na+内 流之间出现再生性循环。
6.刺激引起神经兴奋的内因和外因是什么？ 7.绝对不应期是否指潜伏期？潜伏期是否等 于引起兴奋所需的最短刺激作用时间？ 8.神经干上某点发生兴奋后，除向前传导 外，能否逆传？为什么？ 9.试比较改变刺激强度，单一神经纤维与神 经干的动作电位变化？为什么？ 10.血K+浓度对兴奋性、RP和AP有何影响？
结论:RP的产生主要是K＋向膜外扩散的结果。 ∴RP=K+的平衡电位
证明：①Nernst公式的计算 EK=RT/ZF•ln[K+]O/[K+]i =59.5 log[K+]O/[K+]i
同 理 可 算 出 ENa, 因 K+ 的 通 透 性 大 于 Na是权重后的EK和ENa的 代数和,非常接近于EK。
三、神经—肌肉接头的兴奋传递
（一）神经-肌肉接头的结构
（二）、N-M接头处的兴奋传递过程
当神经冲动传到轴突末 膜Ca2＋通道开放，膜外Ca2＋向膜内流动 接头前膜内囊泡移动、融合、破裂， 囊泡中的ACh释放(量子释放) ACh与终板膜上的N2受体结合， 受体蛋白分子构型改变 终板膜对Na＋、K＋ (尤其是Na＋)通透性↑ 终板膜去极化→终板电位（EPP） EPP电紧张性扩布至肌膜 去极化达到阈电位 爆发肌细胞膜动作电位
二、受体、G蛋白和效应酶
1、受体 2、G蛋白：α、β、γ三个亚单位构成。 G蛋白未激活时，GDP与α结合 GTP与α结合有活性。 Gs和Gi 3、效应酶：如AC→cAMP
第三节 神经和肌肉的一般功能
一、细胞的生物电现象及其产生机制
（一）细胞的静息电位 1、静息电位现象 细胞处于相对安静状态时，细胞膜内外存在的电位差。 膜电位:因电位差存在于膜的两侧所以称为膜电位。 习惯叫法:膜内电位低于膜外，习惯上RP指的是膜内负电位。 静息电位值:哺乳动物的神经、骨骼肌和心肌细胞为 -70～-90mV，红细胞约为-10mV左右。
特点： ①不具有“全或 无 ” 现象。其幅值 可随刺激强度的增 加而增大。 ②电紧张方式 扩布。其幅值随着 传播距离的增加而 减小。 ③具有总和效 应：时间性和空间 性总和。。
时间性总和
空间性总和
二、兴奋在同一细胞上的传导
（一）传导机制：局部电流
局 部 电 流
静息部位膜内为负电位，膜外为正电位 兴奋部位膜内为正电位，膜外为负电位 在兴奋部位和静息部位之间存在着电位差 膜外的正电荷由静息部位向兴奋部位移动 膜内的正电荷由兴奋部位向静息部位移动 形成局部电流 膜内：兴奋部位相邻的静息部位的电位上升 膜外：兴奋部位相邻的静息部位的电位下降
1:10 31:1 1:14 4:1
通透性很小 通透性大 通透性次之 无通透性
RP产生机制的膜学说: ∵①细胞膜内外离子分布不均；②细胞膜对离子的
通透具有选择性:K+＞Cl-＞Na+＞A-
∴
[K＋]i顺浓度差向膜外扩散 [A- ]i不能向膜外扩散 [K+]i↓、[A-]i↑→膜内电位↓(负电场) [K+]o↑→膜外电位↑(正电场) 膜外为正、膜内为负的极化状态 当扩散动力与阻力达到动态平衡时=RP
第二节 细胞的跨膜信号传导功能
一、由具有感受结构的通道蛋白完成的跨膜信号传导 （一）、化学门控通道：α2βγσ（ α与Ach结合） （二）、电压门控通道：神经、肌细胞。动作电位的产生。 （三）、机械门控通道：如内耳毛细胞。
化学性胞外信号(ACh) ACh + 受体=复合体 终板膜变构=离子通道开放 Na+内流 终板膜电位 骨骼肌收缩
2、动作电位的产生机制
①膜内外存在[Na+]差:[Na+]i＞[Na+]O ≈ 1∶10； ②膜在受到阈刺激而兴奋时，对离子的通透性增加： 即电压门控性Na+、K+通道激活而开放。
AP上升支
AP下降支
当细胞受到刺激 细胞膜上少量Na+通道激活而开放 Na+顺浓度差少量内流→膜内外电位差↓→局部电位 当膜内电位变化到阈电位时→Na＋通道大量开放 Na+顺电化学差和膜内负电位的吸引→再生式内流 膜内负电位减小到零并变为正电位（AP上升支） Na+通道关→Na+内流停+同时K+通道激活而开放 K＋顺浓度差和膜内正电位的吸引→K＋迅速外流 膜内电位迅速下降，恢复到RP水平（AP下降支） ∵ [Na+]i↑、[K+]O↑→激活Na+－K+泵 Na+泵出、K+泵回，∴离子恢复到兴奋前水平→后电位
组织兴奋后兴奋性变化的对应关系 分 期 绝对不应期 相对不应期 超常期 低常期 兴奋性 降至零 渐恢复 ＞正常 ＜正常 与AP对应关系 锋电位 负后电位前期 负后电位后期 正后电位 机 制 钠通道失活 钠通道部分恢复 钠通道大部恢复 膜内电位呈超极化
（三）、局部兴奋
概念： 阈下刺激引 起的低于阈 电位的去极 化（即局部 电位），称 局部反应或 局部兴奋。
3、动作电位的特征：
①是非衰减式传导的电位。 ②具有“全或无”的现象：即同一细胞上 的AP大小不随刺激强度和传导距离而改变 的现象。
4、细胞兴奋后兴奋性的变化
绝对不应期：无论 多强的刺激也不能再次 兴奋的期间。 相对不应期：大于 原先的刺激强度才能再 次兴奋期间。 超常期：小于原先 的刺激强度便能再次兴 奋的期间。 低常期：大于原先 的刺激强度才能再次兴 奋的期间。
主要离子分布： 膜内：
膜外：
(2)静息状态下细胞膜对离子的通透性具有选择性 通透性：K+ ＞ Cl- ＞ Na+ ＞ A-
静息状态下细胞膜内外主要离子分布 及膜对离子通透性
主要 离子
Na + K+ Cl A
-
离子浓度
（ mmol/L）
膜内 14 155 8 60
膜外 142 5 110 15
膜内与膜 膜对离子通 外离子比 透性 例
结论：①AP的上升支由Na＋内流形成，下降支是K＋ 外流形成的，后电位是Na＋－K＋泵活动引起的。 ②AP的产生是不消耗能量的，AP的恢复是消 耗能量的（Na＋－K＋泵的活动）。 ③AP=Na＋的平衡电位。 证明：①Nernst公式的计算：AP达到的超射值（正 电位值）相当于计算所得的ENa值。 ②应用Na＋通道特异性阻断剂河豚毒后，内 向电流全部消失（AP消失）。
动作电位的图形
刺激 局部电位 阈电位 去极化 零电位 反极化（超射） 下降支 复极化 （负、正）后电位 去 极 化 上 升 支
与AP相关的概念:
极 化:以膜为界，外正内负的状态。 去极化:膜内外电位差向小于RP值的方向变化的过程。 超极化:膜内外电位差向大于RP值的方向变化的过程。 复极化:去极化后再向极化状态恢复的过程。 反极化:细胞膜由外正内负的极化状态变为内正外负 的极性反转过程。 阈电位:引发AP的临界膜电位数值。 局部电位:低于阈电位的去极化电位。 后电位：锋电位下降支最后恢复到RP水平以前，一种时间较长、 波动较小的电位变化过程。 包括：负后电位、正后电位