生理学生物电现象及肌肉收缩
【基础医学】01 肌肉的兴奋与收缩
（一）单收缩
整块肌肉或单个肌细胞接受一 次短促的刺激时，被刺激的细胞产 生一次动作电位，紧接着进行一次 收缩，称为单收缩。
《人体生理学》
（二）强直收缩
若连续给予骨骼肌一连串的短促刺激， 如果刺激间隔长于单收缩的持续时间， 即产生一连串的单收缩。 若增加刺激的频率，使每次刺激的间隔 短于单收缩所持续的时间，肌肉的收缩 将出现融合现象，称为强直收缩。 强直收缩有两种一种称为不完全强直收 缩，另一种称为完全强直收缩。
我们都老得太快 却聪明得太迟 把钱省下来，等待退休后再去享受 结果退休后，因为年纪大，身体差，行 动不方便，哪里也去不成。钱存下来等 养老，结果孩子长大了，要出国留学， 要创业做生意，要花钱娶老婆，自己的 退休金都被拗走了。
《人体生理学》
人生太短，聪明太晚(2)
当自己有足够的能力善待自己时，就立刻去做，老年 人有时候是无法做中年人或是青少年人可以做的事， 年纪和健康就是一大因素。小孩子从小就告诉他，养 你到高中，大学以后就要自立更生，要留学，创业， 娶老婆，自己想办法，自己要留多一点钱，不要为了 小孩子而活我们都老得太快却聪明得太迟，我的学长 去年丧妻。这突如其来的事故，实在叫人难以接受， 但是死亡的到来不总是如此。学长说他太太最希望他 能送鲜花给他，但是他觉得太浪费，总推说等到下次 再买，结果却是在她死后，用鲜花布置她的灵堂。这 不是太蠢愚了吗？！ 等到......、等到.....，似乎我们所有的生命，都用在等 待。
ACh 经间隙扩 散
ACh 与终板膜上 ACh 受体结合
终板膜上化学门控通道开放，对 Na+,K+ （尤其是 Na+ ）的通透性增加
Na+内流（主）,K+外流
生理学重点总结
生理学知识点归纳第一章：绪论一.生命活动的基本特征:新陈代谢,兴奋性，生殖。
二.内环境和稳态：体液量（占体重的60%）：细胞内液40%、细胞外液20%（组织液、血浆、淋巴液等）1.内环境：细胞生存的液体环境，即细胞外液。
2.稳态：内环境的理化性质（如温度、PH、渗透压和各种液体成分等）的相对恒定状态称为稳态，是一种动态平衡状态，是维持生命活动的基础。
三.生理调节：神经调节、体液调节和自身调节。
神经调节是主要调节形式,基本过程：反射。
完成反射活动的基础是反射弧（感受器、传入神经、神经中枢、传出神经、效应器）。
神经调节的特点是作用迅速、准确、短暂。
体液调节的特点是缓慢、广泛、持久。
自身调节：心肌细胞的异长自身调节，肾血流量在一定范围内保持恒定的自身调节，小动脉灌注压力增高时血流量并不增高的调节都是自身调节。
四.生理功能的反馈控制：负反馈调节的意义在于维持机体内环境的稳态。
正反馈的意义在于使生理过程不断加强，直至最终完成生理功能，是一种破坏原先的平衡状态的过程。
排便、排尿、射精、分娩、血液凝固、神经细胞产生动作电位时钠通道的开放和钠内流互相促进等。
五.应激与应急参与应激反应的主要激素：糖皮质激素、促肾上腺皮质激素ACTH 参与应急反应的主要激素：肾上腺素AD、去甲肾上腺素NA第二章：细胞的基本功能一.细胞膜的基本结构和跨膜物质转运功能1. 细胞膜的基本结构-液体镶嵌模型.基本内容①基架:液态脂质双分子层; ②蛋白质:具有不同生理功能; ③寡糖和多链糖.2.细胞膜的物质转运被动转运：⑴单纯扩散:小分子脂溶性物质、顺浓度、不耗能。
如O2、CO2、NH3等。
⑵易化扩散：非脂溶性小分子物质、顺浓度、不耗能、但转运依赖细胞膜上特殊结构的"帮助"，包括离子通道和载体转运转运（葡萄糖、氨基酸等）。
载体转运的特异性较高，存在竞争性抑制现象。
主动转运：非脂溶性小分子物质、逆浓度、消耗能量。
分为原发性主动转运（离子泵钠泵）和继发性主动转运（肠上皮细胞、肾小管上皮细胞吸收葡萄糖）出胞和入胞：大分子物质或物质团块出入细胞的方式。
动物生理学肌肉的收缩ppt课件
肌肉的兴奋性受到多种因素的影响，如刺激强度、刺激频率等，肌 肉兴奋性的变化直接影响肌肉的收缩反应。
肌肉收缩的化学传导
1 2
神经递质的释放与作用
当神经冲动传导到神经末梢时，神经递质被释放 到突触间隙，与突触后膜上的受体结合，引起肌 肉收缩。
乙酰胆碱的作用
乙酰胆碱是主要的神经递质之一，通过与突触后 膜上的乙酰胆碱受体结合，触发肌肉收缩。
动物的繁殖行为与肌肉收缩的关系
பைடு நூலகம்求偶
雄性动物在求偶过程中，会展示其肌 肉的力量和灵活性，以吸引雌性。例 如，雄性鸟类在求偶时，会展示其胸 部和颈部肌肉收缩产生的飞行技巧。
生产
雌性动物在生产过程中，子宫肌肉的 收缩有助于将胎儿推出体外。产后， 雌性动物通过收缩其子宫肌肉来帮助 胎盘和死胎的排出。
06
能量储备
肌肉中储存的能量形式包括糖原、 脂肪和蛋白质，这些储备在能量需 求增加时释放。
03
肌肉的收缩机制
肌肉收缩的分子基础
肌肉纤维的结构
肌肉纤维由肌原纤维和肌管系统 组成，肌原纤维是肌肉收缩的基 本单位，由粗、细两种肌丝构成
。
肌丝滑行的原理
肌肉收缩时，粗、细两种肌丝发 生相对位移，引起肌肉缩短。
肌肉恢复是指肌肉在疲劳后通过休息和营养补充等方式 恢复原有功能的过程。
肌肉疲劳的产生与能量消耗、代谢产物积累、神经传导 抑制等多种因素有关。
合理的休息和营养补充有助于提高肌肉恢复速度和运动 表现。
05
动物行为中的肌肉收缩
动物的行走与奔跑
行走
动物行走时，腿部肌肉的收缩使足部离开地面，推动身体向 前移动。不同动物具有不同结构的腿部肌肉，以适应其特定 的行走方式。例如，四足动物通过交替收缩其前肢和后肢来 行走。
生理学实验报告3握力与肌电、骨骼肌电与收缩时相关系
4/6
动物生理学实验报告
9、进行实验内容三时所需的刺激强度比进行实验内容二时要大，可能是由于在实验过 程中标本的活性降低的缘故。
【注意事项】 1、在制备神经肌肉标本的过程中，要不断滴加任氏液，以防标本干燥，丧失正常生理 活性。离体坐骨神经－腓肠肌标本制备好后需在任氏液中浸泡一定时间。标本兴奋性必 须良好，经常滴加少量任氏液以保持湿润。 2、操作过程中应避免强力牵拉和手捏神经或夹伤神经肌肉。 3、如果肌肉在未给予刺激时出现痉挛，是由于漏电等原因引起，需检查仪器接地是否 良好。 4、不进行正式记录时，电子刺激器输出端应断开，以免不必要的，频繁的刺激。另外 应注意刺激器的两个输出端不要碰在一起。 5、实验过程中保持换能器与标本连线的张力不变且连线应垂直。 6、当刺激神经无肌肉反应时，可直接刺激肌肉。原因是神经与肌肉接点容易受到内外 环境的影响而丧失其兴奋性。 7、注意扫描速度适中，给予刺激时能得到完整的单收缩曲线。 8、双针形露丝电级接触肌肉时应注意位臵和紧密程度，不要影响收缩幅度的记录，同 时要能导出电信号。 9、注意电信号记录通道与肌肉收缩记录通道扫描速度一致。
【思考题】 1、 从刺激开始至肌电出现，标本内部发生了哪些变化？ 答：（1）兴奋在坐骨神经干上产生和传导：神经干受到阈上刺激，受刺激部位产生动作 点位，沿神经干不衰减的传递到支配腓肠肌纤维的运动神经末梢。 （2）神经-肌肉接头兴奋传递：当神经冲动传导到突触前膜终末时，在极短时间内，数 百个突出小泡破裂，释放出 Ach，经过突出间隙扩散至终膜，于其上胆碱结合引起受体 蛋白质构型改变，继而终膜对 Na+等离子的通透性改变，导致终膜去极化，即产生终板 电位 （3）肌细胞兴奋产生：终板电位以电紧张的方式扩布到终板膜周围肌细胞膜，使这些 肌细胞发生去极化，并达到阈电位水平，肌细胞产生动作电位。
生理学——骨骼肌的收缩功能
生理学——骨骼肌的收缩功能骨骼肌是人体内最常见的肌肉组织，也是最重要的肌肉组织之一、它不仅具有支撑和保护的功能，还能通过收缩产生力量并推动我们的骨骼运动。
骨骼肌的收缩是通过肌肉纤维的收缩来完成的，以下将详细介绍肌肉收缩的过程以及与之相关的生理学知识。
肌肉收缩的过程可以分为四个主要步骤：兴奋-收缩-释放-恢复。
首先，神经冲动通过神经末梢传递给肌肉纤维，这个传递的过程称为兴奋。
神经冲动到达肌肉纤维后，会引发细胞内的一系列电生理反应，最终导致细胞内的钙离子释放。
当钙离子释放到肌肉纤维的细胞质中时，它们会与肌球蛋白结合在一起，这个过程被称为肌球蛋白和钙离子的结合。
肌球蛋白位于肌肉纤维中，并由两个部分组成：肌球蛋白I和肌球蛋白T。
钙离子结合到肌球蛋白I 上，使其发生构象改变，从而将粘着蛋白暴露出来。
接下来的步骤是收缩，也就是肌肉纤维产生力量并缩短。
肌球蛋白的构象改变会引起肌球蛋白和肌动蛋白之间的相互作用。
肌动蛋白是另一种蛋白质，负责肌肉纤维的收缩。
当肌动蛋白和肌球蛋白相互作用时，肌动蛋白会拉动肌球蛋白，使肌肉纤维缩短。
这个过程不断地发生，直到肌肉纤维达到最大的收缩程度。
完成收缩后，肌肉纤维需要重新松弛。
这个过程被称为释放。
释放过程中，钙离子被重新吸收到肌肉纤维内的储钙体中。
这让肌球蛋白恢复到初始状态，使肌动蛋白和肌球蛋白之间的相互作用断开。
最后一个步骤是恢复，也就是肌肉纤维回到初始状态。
在恢复过程中，肌球蛋白和肌动蛋白之间的相互作用断开，肌动蛋白返回到肌球蛋白表面以等待下一次收缩。
肌肉纤维的收缩过程是一个高度协调的过程。
它是由神经系统通过神经冲动控制的，神经冲动通过神经末梢到达肌肉纤维后，会引发一系列电生理反应，最终导致肌肉纤维的收缩。
这种神经冲动的传递是由神经递质介导的，其中最重要的神经递质是乙酰胆碱。
乙酰胆碱通过神经递质的释放使得肌肉纤维收缩。
肌肉收缩的力量大小与肌肉纤维的数量和激活程度有关。
每个肌肉纤维都是由许多肌原纤维组成的，每个肌原纤维内有成千上万个肌纤维。
生理学动作电位肌肉收缩原理
基因表达学说
第三节 细胞的生物电现象
生物电（bioc-lectricity） ： 是指一切活细胞无论处于静 息状态还是活动状态都存在 的电现象。
跨 膜 电 位 产 生 机 制
（一）静 息 电 位
静息电位（resting potential，RP）是指 细胞处于静息状态时，细胞膜两侧存在的电 位差。
意义：是动作电位产生的基础。
产生条件主要有两个： ①细胞内外各种离子的浓度分布不均，
即存在浓度差； ②在不同状态下，细胞膜对各种离子的
通透性不同。
静息电位产生机制 1
静息电位产生机制 2
（二）动 作 电 位
概念：动作电位(action potential,AP)是指细胞受刺激时 在静息电位基础上产生的可扩布的电位变化。
①受体-G蛋白-AC途径
② 受体-G蛋白-PLC途径
磷脂酰二磷酸肌醇 三磷酸肌醇 二酰甘油
（三）由酪氨酸激酶受体完成的跨膜信号转导
胰岛素和一些细胞因子的受体本身具有酪 氨酸激酶的活性
当受体与相应的化学信号结合时，可直接 激活蛋白激酶
引起受体自身的酪氨酸磷酸化和胞内蛋白 质的酪氨酸残基磷酸化，并由此实现细胞 外信号对细胞功能的调节。
细胞膜主要由脂质和蛋白质组成，此外还有极少量的糖 类物质。
液态镶嵌模型（fluid mosaic model）的基本内容是：
膜以液态的脂质双分子层为基架，其中镶嵌着具有不同分
子结构和生理功能的蛋白质。
细胞膜的液态镶嵌模型
二、细胞膜物质转运式：
1、单纯扩散： 2、易化扩散：
⑵不衰减性传导：动作电位一旦在细胞膜的某一部 位产生，就会立即向整个细胞膜传布，而它的幅 度不会因为传布距离的增加而减小，可迅速扩布 到整个细胞膜；
《生理学》各章知识点 总结
生理学基础总结绪论I.人体生理学是研究机体正常生命活动规律的科学.2。
生命的基本特征有新陈代谢、兴奋性及生殖。
3.兴奋性是指活的组织或细胞对刺激发生反应的能力或特征。
刺激是指机体所处环垄因素的变化刺激条件包括强度、作用时间和强度一时问变化率三个要素反应是指接受刺激后机体活动状态的改变。
有两种表现形式，即兴奋和抑制阈强度（阈值)是指在作用时间和强度一时间变化率不变的情况下，引起组织发生反应的最小刺激强度。
等于阈强度的刺激为阈刺激，大于阈强度的刺激为阈上刺激,小于阈强度的刺激为阈下刺激4.体液是机体内液体的总称。
内环境是细胞直接接触和赖以生存的环境，即细胞外液.内环境稳态是指内环境的化学成分和理化特性保持相对稳定的状态。
5。
人体功能调节的方式有三种,即神经调节体液调节，自身调节.最重要的是神经调节，其基本方式是反射，结构基础是反射弧,包括感受器、传入神经、神经中枢、传出神经和效应器五部分。
三种调节各具特点:神经调节迅速、精确而短暂；体液调节作用缓慢、面积广泛、时间持久;自身调节幅度小,灵敏度低.回馈是由受控部分的回馈信息调整控制部分活动的作用,有正、负反馈两种。
正回馈调节是指受控部分的活动通过发出回馈信息，使反债调节与控制部分的原发作用一致，意义在于使生理过程不断加强，直至最终完成.负反馈调节是指受控部分的活动通过发出回馈信息，使回馈调节与控制部分的原发作用相反.意义在于维持机体内环境的稳态。
细胞的基本功能1。
细胞膜对物质的转运方式主要有:单纯扩散、易化扩散、主动转运、单纯扩散是只取决于膜两例物质浓度差进行转运的一种方式出胞和入胞作用易化扩散是物质借助细胞膜上特珠蛋白质的帮助，顺浓度梯度或电一化学梯度的转运过程。
分为载体转运和通道转运两种。
载体转运具有特异性、饱和性和争议抑制性；通道转运具有离子选择性和门控特性，又可分为化学门控信道、电压门控信道和机械门拉信道。
主动转运是物质逆电一化学梯度进行的转运，需要细胞提供能量包括原发性主动转运和发性主动转运.最重要的为钠一钾泵转运.出胞是指胞质内的大分子物质以分泌变泡的形式排出细胞的过程.入胞指细胞外某些物质团块借助于细胞形式吞噬泡或吞饮泡的方式。
人体的电活动现象
人体的电活动现象是多样的，其中一些主要现象如下：
1.神经传导：人体内的神经系统通过电信号进行传导。
当神经元受到刺激时，会产生动作电位，这是一种电信号，沿着神经纤维传导到目标细胞。
2.心脏电活动：心脏通过电信号来控制心跳。
心脏的电信号起源于窦房结，然后通过心房和心室传导，引起心脏的收缩和舒张。
3.肌肉收缩：肌肉的收缩也是通过电信号控制的。
当肌肉受到神经刺激时，会产生动作电位，引起肌肉纤维的收缩。
4.大脑功能：大脑中的神经元通过电信号进行通信，形成复杂的神经网络。
这些电信号对于我们的感觉、思考、行动等认知功能至关重要。
5.生物电现象：人体还存在一些其他的生物电现象，如生物磁场、脑电图（EEG）、心电图（ECG）等。
这些现象反映了人体内部电活动的复杂性和多样性。
总之，人体的电活动现象是生命活动的基础之一，对于维持人体正常生理功能具有重要意义。
第一章肌肉的兴奋与收缩
返
细肌丝
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肌肉的收缩过程
兴奋——收缩耦联 横桥运动引起的肌丝滑行
兴奋——收缩耦联
动作电位沿横管系统 传向肌细胞深部
三联管结构传递 信息
纵管系统对Ca2+的 释放和再聚积
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横桥运动引起的肌丝滑行
回
1. 当肌浆中离子浓度升高，Ca2+与肌钙蛋白结合，肌动蛋白失去 钩子作用，原肌球蛋白的双螺旋体从肌动蛋白双螺旋结构的沟沿滑 到沟底，暴露出肌动蛋白上与横桥的结合点，含有ATP的横桥与位 点结合，形成肌动蛋白、肌球蛋白——ATP复合体。与此同时，横 桥中的肌球蛋白ATP酶受肌动蛋白激活，使横桥中的ATP迅速水解 成ADP+Pi；放出能量，引起横桥头部向粗肌丝中心方向摆动，牵 拉细丝向肌节中央滑行。
当冲动从神经纤维传至轴突末梢时，轴突末梢出现除 极化，改变神经膜的通透性，使细胞外液中Ca2+进入末梢内， 引起轴浆中200~300个突触小泡破裂，释放出乙酰胆碱，进入 接头间隙。当乙酰胆碱经接头间隙到达终板膜表面时，立即与 膜上的特殊受体（R）相结合，形成R—ACH复合体，引起膜
对Na+、K+通透性改变，而导致除极化，进而触发一个 可传导的动作电位沿肌膜传播至整个肌纤维，引起整 条肌纤维收缩。
局部兴奋的特点
不呈现“全或无”定律
电紧张性扩布 没有不应期 有总和现象
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6 兴奋在神经肌肉接 头的传递
神经和肌肉之间无直接的原生质联系， 但神经冲动可传递给肌肉引起肌肉收缩。 这种机能联系是通过神经肌肉接点而进行 的。
神经肌肉接头的结构
突触前膜
突触后膜 突触间隙
兴奋在神经肌肉接头传递的
机制
动作电位的产生机制
肌肉小力收缩时的电活动
肌肉小力收缩时的电活动
肌肉小力收缩时的电活动依然遵循“兴奋-收缩耦联”这一基本原理。
在骨骼肌中，即使是小力收缩，其过程也包括以下几个关键步骤：
1. **神经刺激**：当运动神经元发放一个较小的动作电位时，这个电信号会沿着轴突传递到与肌肉纤维相接触的神经末梢。
2. **神经递质释放**：在神经-肌肉接头处（即突触），动作电位引起神经末梢释放乙酰胆碱（ACh）。
3. **终板电位**：ACh与肌肉细胞膜上的N型胆碱受体结合后，导致肌细胞膜去极化产生终板电位。
即使神经冲动强度不足以引发整个肌肉纤维全部激活，但足以引起部分区域的小力度收缩。
4. **胞浆内钙离子浓度变化**：终板电位扩散至肌纤维内部并与三联管系统相互作用。
虽然可能不足以触发所有钙离子通道开放，但足够引起一部分肌小节中的横管系统释放少量的钙离子进入肌浆网。
5. **肌肉收缩**：胞浆内的游离钙离子浓度轻微增加，它会与细肌丝上的钙调蛋白结合，进而触发原肌球蛋白结构改变，暴露出肌动蛋白与肌球蛋白头部的结合位点，从而引起肌丝滑行和一定程度的肌肉收缩。
所以，在小力收缩的情况下，电活动仍然是激活肌肉收缩的前提，并且由于参与收缩的肌纤维数量或每个肌纤维内部钙离子动员的程度较轻，所引起的收缩力量相对较小。
生物电肌收缩
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排斥→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
∴Ca2+是兴奋-收缩耦联的耦联物
2.肌丝滑行
终池膜上的钙通道开放 终池内的Ca2+进入肌浆 Ca2+与肌钙蛋白结合 肌钙蛋白的构型
原肌球蛋白位移， 暴露细肌丝上的结合位点 横桥与结合位点结合， 分解ATP释放能量
横桥摆动
牵拉细肌丝朝肌节中央滑行
按任意键 飞入横桥摆动动画
肌节缩短=肌细胞收缩
小结：骨骼肌收缩全过程
ACh与终板膜受体结合 受体构型改变 终板膜对Na+、K+(尤其Na+) 的通透性增加 产生终板电位(EPP)
↓ ↓ ↓ ↓ ↓
↓
原肌凝蛋白发生位移 暴露出细肌丝上与横桥结合位点
横桥与结合位点结合 激活ATP酶作用,分解ATP 横桥摆动 牵拉细肌丝朝肌节中央滑行
↓ ↓ ↓ ↓
↓
EPP引起肌膜AP
肌节缩短=肌细胞收缩
骨骼肌的兴奋和收缩
一、肌细胞的收缩功能 （一）N—M接头处的兴奋传递• 1、N-M接头的结构 接头前膜 ：囊泡内含
ACh,并以囊泡为单位释放 ACh（称量子释放）。 接头间隙：约50-60nm。 接头后膜 ：又称终板 膜 。 存 在 ACh 受 体 （ N2 受 体），能与ACh发生特异 性结合。无电压性门控性 钠通道。
运动生理学(第3课时)-第一章-肌肉的活动2018.8.21
二、细胞的生物电现象—静息电位产生原理
所以钾离子外流是静息电位形成的基础。随着钾离子外流，细 胞膜两侧形成的外正内负的电场力会阻止细胞内钾离子的继续 外流，当促使钾离子外流的由浓度差形成的的向外扩散力与阻 止钾离子外流的电场力相等时，钾离子的静移动量就会等于零。 这时细胞内外的电位差值就稳定在一定水平上，这就是静息电 位。由于静息电位主要是钾离子由细胞内向细胞外流动达到平 衡时的电位值，所以又把静息电位称为钾离子平衡电位。
二、细胞的生物电现象—神经肌肉接头的兴奋传递
神经-肌肉接头的兴奋传递过程：
1.运动神经未稍去极化，膜对钙离子的通透
性增高。 2.钙离子进入接头前膜内，接头前膜释放乙 酰胆碱进入接头间隙。 3.乙酰胆碱与终板膜结合，产生肌膜终板电 位,引发肌膜动作电位（肌肉兴奋）。
4、兴奋后乙酰胆碱被接头间隙和终板模上的 胆碱酯酶水解而失去作用。
二、细胞的生物电现象—静息电位产生原理
因此，如果细胞膜允许离子自由通过的话，它们将以扩散的方式顺浓 度梯度产生钾离子和有机负离子的外流（由细胞内向细胞外流动）以 及钠离子和氯离子的内流（由细胞外向细胞内流动）。但是细胞膜对 离子的通透是有选择的。当细胞处于静息状态时，细胞膜对钾离子的 通透性大，而对钠离子的通透性小，仅为钾离子通透性的1/100-1/50， 面对有机负离子则几乎没有通透性，所以就行成在静息时钾离子向细 胞外流动。离子的流动必然伴随着电荷的转移，结果使细胞内因丧失 带正电荷的钾离子而电位下降，同时使细胞外因增加带正电荷的钾离 子而电位上升，这就必然造成细胞外电位高而细胞内电位低的电位差。
二、细胞的生物电现象—动作电位的传导
动作电位一旦在细胞膜的某一点产生，就沿着细胞膜向各个方向传播，直 到整个细胞都产生动作电位为止。这种在单一细胞上动作电位的传播叫做 传导（conduction）。如果发生在神经纤维上，动作电位的传导是双向的。
第一章 肌肉的兴奋与收缩 (1)
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正后电位
绝对不应期
相对不应期
超常期
低常期
兴奋性
静息电位的产生的机制
静息电位的形成主要与细胞在安静状态 时，膜内外离子分布不同以及细胞膜对各种 离子的选择通透性不同有关。
静息电位主要是由于安静时膜对K+有通透性 和K+的外流而形成的。静息电位实际上就是K+的 平衡电位。
（1）横桥上有一个能与ATP（三磷酸腺苷）相结 合的位点，同时具有ATP酶的活性，有水解ATP 的内源能力，当横桥一旦与细肌丝上的肌动蛋白 结合时，此酶即进一步被激活，使ATP迅速水解 为ADP+Pi；释放出能量，供肌肉收缩时利用。
（2）横桥在一定条件下可以和细肌丝上的肌动蛋 白分子呈可逆结合，并出现横桥向肌节中央倾斜 摆动，使横桥与粗丝主干之间角度减小，拖动细 丝向暗带中央滑行。 返回
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动作电位的产生机制
动作电位曲线的上升支，是膜外Na+迅速 内流的结果，但当Na+内流形成的膜内正电位 所产生的电位差与推动Na+内流的浓度梯度相 平衡时，Na+就停止内流，降极化达到顶点， 这时膜两侧的电位差就是动作电位的高度。 可见，动作电位相当于Na+的平衡电位。
动作电位（神经冲动）的传导
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2
引起兴奋的刺激条件
一定的强度 一定的持续时间
一定的强度－－时间变化率
阈强度阈刺激
要使组织产生兴奋，刺激必须达到一定 的强度。当刺激作用时间和强度－－时间变 化率固定不变的条件下，能引起组织细胞兴 奋所需的最小刺激强度，称为阈强度或简 称为阈值。达到阈强度的刺激称为阈刺激。 阈刺激小，表示组织兴奋性高；相反则低。 高于阈刺激称为阈上刺激；低于阈刺激强度 的刺激称为阈下刺激。
肌肉的电生理学研究
肌肉的电生理学研究肌肉是人体中最常见的组织之一，它具有收缩能力和力量输出功能，在身体运动和姿势维持方面有着重要的作用。
肌肉的收缩源于肌肉细胞内的亚细胞结构，即肌纤维。
肌纤维是由肌动蛋白和肌球蛋白交替排列而成的，通过钙离子的调节，产生肌肉收缩的力量和速度。
肌肉收缩是一种受控的过程，与肌肉内的电活动紧密相关。
电生理学是研究生物电现象的分支学科，它主要关注神经和肌肉组织的电活动，并通过测量电信号的变化来研究神经肌肉系统的功能和疾病。
在肌肉收缩机制中，电活动是重要的生理信号。
了解肌肉的电生理学特征，可以帮助我们更好地理解肌肉运动和肌肉萎缩等疾病的发生机制。
肌肉的电信号肌肉内的电活动是非常微弱的，只有几微伏的电位变化，需要经过特殊的仪器才能测量。
肌肉电信号可以通过肌电图（Electromyogram，简称EMG）测量。
肌电图是一种测量肌肉电活动的技术，通过在肌肉表面或内部植入电极，记录肌肉内部的电信号变化。
肌电图可以帮助我们了解肌肉的收缩状态、肌肉的疲劳程度、肌肉活动的节奏和频率等信息。
因此，肌电图在医学、运动科学、康复和人机界面等领域有着广泛的应用。
肌肉收缩的机制肌肉收缩是一种机械性的反应，其启动信号是神经系统传递的电信号。
人体的肌肉收缩机制可以分为横纹肌和平滑肌两种，其电生理学特征也有所不同。
横纹肌是人体主要的肌肉组织，其特征是肌纤维排列成明显的条纹，具有明显的横线条纹。
横纹肌在收到神经系统的刺激后，会释放钙离子，促进肌动蛋白和肌球蛋白相互作用，进而产生肌肉收缩的力量和速度。
横纹肌的收缩过程可以通过肌电图来测量和分析。
在肌电图上，横纹肌的电信号呈现出一系列的波形，其幅值和频率与肌肉的收缩状态和运动强度有关。
与横纹肌不同，平滑肌是一种相对无线条纹的肌肉组织，其电生理学特征较为复杂。
平滑肌的收缩是由于细胞内的钙离子浓度发生变化后，细胞内的细丝相互作用，从而导致肌肉变形的过程。
平滑肌的电信号也可以通过电测量技术来记录和分析，其波形和幅值则与细胞内的钙离子浓度和细丝的相互作用有关。
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动作电位 Action potential （Ap）
（1）受体 第七个α-螺旋是识别 结合部位
（2）G蛋白 有十几种 由α、β、γ三个亚基组成 （3）效应器酶
G蛋白 + GDP 激活 G蛋白 + GTP
α 与β、γ亚单位分离 激活
效应器酶 第二信使数量变化
第二信使 包括cAMP、cGMP、IP3、 DG、Ca2+等
(一) cAMP信号通路
F：Faraday’s number (=96500)
ln: Nature log of concentration
If T=27°C
Ek= 59.5• ln〔K+〕o /〔K+〕i If T=37°C
Ek= 61.5• ln〔K+〕o /〔K+〕i
= – 94mV
结论: 1. Rp 由 K+扩散出细胞外所产生
2. Rp ≈ Ek 问题: 如果细胞外K+增高， Rp 的绝
对值会有什么变化？
图.细胞外K+浓度对蛙肌静息电位的影响
选择题
<<1a.达a.达.K到Ki=到Ei=kKEoKkbo.时Ki ：Kob.c.KKiKi o< Ko d. 膜两侧电场力相等
c. Ki > Ko
e. 膜两侧浓差力相等.
静息电位 Resting Potential（Rp）
细胞未受到 刺激时，存 在于细胞膜 内外的电位 差
静息电位:细胞处于安静状态时，膜内外存在 的电位差
极 化:以膜为界，外正内负的状态。静息电位 和极化是一个现象的两种表达方式
静息电位的范围： -10 ～ -100mV之间
animal
细胞跨膜信号转导
人体要实现自身复杂 的功能及适应环境 的各种变化，细胞 之间必须有完善的 信息联系，即具有 信号转导功能。
（signal transduction）
分类
1. 第二信使跨膜信号转导 2. 通道跨膜信号转导 3. 酶耦联受体介导信号转导
1.第二信使跨膜信号转导
有三类蛋白质涉及其中
cell
Rp
—————————————————
frog
muscle
-50~-70mV
squid
nerve
-50~-70mV
mammal red blood cell
-10mV
smooth muscle -50~-60mV
muscle
-70~-90mV
nerve
-70~-90mV
Bernstein 的膜学说（1902年）
2. 主动转运的能量直接来自：
a. 线粒体 b. 内质网 c. 细胞核
d. 细胞质 e. 细胞膜
动作电位 产生的前提：有RP、有效刺激
刺激的种类： 化学、机械、温度、光、电、声等。
刺激需要具备三个条件： 一定的强度
一定的持续时间 一定的时间－强度变化率
电刺激仪提供的电刺激操作方便、刺激的条件易于控制， 对组织、细胞不易损伤且重复性好。
神经递质、激素等（第一信使）
与G蛋白偶联受体结合
激活G蛋白
兴奋性G蛋白(GS)
激活腺苷酸环化酶(AC)
ATP
cA MP
激活蛋白激酶A
细胞内生物效应
(二) 磷脂酰肌醇信号通路
激素（第一信使）
与G蛋白偶联受体结合
激活G蛋白
兴奋性G蛋白(GS)
激活磷脂酶C(PLC)
PIP2
(第二信使）
IP3 和 DG
内质网 释放Ca2+
(mM)
K+ 140 Na+ 12 A- -135
K+ 4.5 Na+ 145 Cl - -150
（3）细胞外主要离子是Na+和 Cl-
细胞内主要离子是K+ 和 A- 、 PO4
都是大分子物质，不能扩散出细胞外
K+离子顺浓度 差扩散出细胞外
A- 、 PO4不能扩散出细胞外 K+
A-
A-
Ek= RT/ZF • ln〔K+〕o /〔K+〕i
R：Gas Constant ( 8.31 joule/ degree • gram molecule or 2 calorie/ degree • gram molecule)
T：Absolute temperature
Z：Charge number of the ion
1.细胞内外离子 不均匀分布 〔K+〕i /〔K+〕o = 28 ~ 35：1
〔Na+〕i /〔Na+〕o = 1：12~14
静息状态下质膜内、外离子分布不均匀
膜外：
2.静息时K+的通透性 远大于Na+的通透性. C K+：CNa+= 50~100：1
静息状态下质膜对离子的通透性不同
膜外N端：识别、结合第一信使 膜内C端：具有酪氨酸激酶活性
细胞内生物效应
硝酸甘油治疗心绞痛
硝酸甘油→NO↑→结合可溶性鸟苷酸环 化酶（GC）→三磷酸鸟苷（GTP）转变成 cGMP →激活PKG→舒张血管，增加血流量.
弗奇戈特、伊格纳罗及穆拉德1998 年获诺贝尔生理/医学奖 !
细胞的生物电现象
人体及其他生物体的可兴奋 细胞在安静和活动时都存在电活 动，这种电活动称为生物电现象 （bioelectricity）。 如：心电图、脑电图、肌电图等
实验结果描绘曲线如下：
时间－强度曲线
日常应用中，最简便的方法是采用阈 值作为衡量组织兴奋性高低的指标。
即：在刺激作用时间和强度－时间变化率 固定不变的条件下，刚能引起细胞兴奋或
产生动作电位的最小刺激强度，称为阈 强 度(threshold intensity,阈值)。
达到强度阈值的刺激称为阈刺激， 强度小于阈值的刺激称为阈下刺激， 强度大于阈值的刺激称为阈上刺激。 阈刺激或阈强度（4） 浓差力推动K+离子扩散出细胞外， 电场力阻止K+离子扩散出细胞外。两力
相等时K+净移动 为零，此时膜内 外电位差为K+的 平衡电位（Ek）
Diffusion force
electrical attractive force
(3)机制:RP主要是由K+外流形成的；接近K+平衡电位
激活 蛋白激酶
C
细胞内生物效应
2.通道跨膜信号转导
（1）化学门控通道 如Ach门控通 道，由α2、β、γ、δ五个亚基组成
（2）电压门控通道 有对膜电位变 化敏感的亚单位和基团
（3）机械门控通道
3.酪氨酸蛋白激酶信号转导
配体 +酪氨酸激酶受体 酪氨酸残 基磷酸化 产生效应
生长因子、胰岛素等 与受体酪氨酸激酶结合