生理学 动作电位 肌肉收缩原理
简述生理学动作电位产生机制
简述生理学动作电位产生机制动作电位是生物体中神经元和肌肉细胞等可激发电信号的基本单位。
它是神经传递和肌肉收缩等生理过程的基础。
动作电位的产生涉及到细胞膜的离子通道和离子泵等多个关键因素。
下面将从细胞膜的电位、离子通道的打开和关闭以及离子泵的作用等方面介绍动作电位的产生机制。
动作电位的产生与细胞膜的电位密切相关。
细胞膜是由脂质双分子层组成的，具有细胞内外两个不同的电位。
在静息状态下，细胞内电位相对于细胞外电位为负，形成静息膜电位。
当神经元或肌肉细胞受到刺激时，细胞膜的电位发生变化，从而产生动作电位。
动作电位的产生主要是由细胞膜上的离子通道的打开和关闭所调控的。
细胞膜上有多种离子通道，如钠离子通道、钾离子通道等。
在静息状态下，神经元的细胞膜上的钠离子通道处于关闭状态，而钾离子通道处于开放状态。
当细胞受到刺激时，细胞膜上的钠离子通道迅速打开，使得钠离子进入细胞内部，从而导致细胞内电位发生变化。
这种电位变化称为去极化，促使细胞膜上的更多钠离子通道打开，形成一个正反馈的过程，最终导致细胞内电位迅速上升。
当细胞内电位达到阈值时，钠离子通道迅速关闭，而钾离子通道开始打开，使得钾离子从细胞内流出。
这种电位变化称为复极化，使得细胞内电位恢复到静息状态。
这个过程是通过离子通道的打开和关闭来实现的。
离子泵也对动作电位的产生起到了重要的调控作用。
离子泵是一种能耗型蛋白质，能够主动运输钠离子和钾离子等离子体内外。
在静息状态下，离子泵通过主动运输将细胞内的钠离子排出，同时将细胞外的钾离子吸收进来，维持了细胞膜的离子浓度差。
当细胞膜受到刺激时，离子泵会调整离子浓度差，从而影响细胞膜上的电位变化。
离子泵的作用是为了维持细胞膜的静息状态，以便细胞能够对外界刺激做出及时的响应。
动作电位的产生机制涉及到细胞膜的电位、离子通道的打开和关闭以及离子泵的作用等多个因素。
当细胞膜受到刺激时，细胞膜上的钠离子通道打开，导致细胞内电位发生变化。
复合肌肉动作电位的原理
复合肌肉动作电位的原理复合肌肉动作电位是指在进行复合肌肉动作时，肌肉产生的电位变化。
复合肌肉动作是指多个肌肉同时或协同收缩的动作，例如握拳、抬臂等。
在进行这些动作时，我们可以通过测量肌肉电位来了解肌肉的活动情况和神经系统的控制。
复合肌肉动作电位的产生与肌肉细胞内外的离子分布有关。
在静息状态下，肌肉细胞内外的离子浓度存在差异，内部富集了钾离子，而外部则富集了钠离子。
这种离子分布差异形成了细胞膜两侧的电位差，即静息膜电位。
当肌肉细胞受到刺激时，细胞膜上的离子通道会打开或关闭，导致离子跨膜运动，从而改变细胞膜两侧的离子分布和电位。
在进行复合肌肉动作时，神经系统会向相关肌肉发送信号，激活肌肉细胞。
这些信号通过神经纤维传递到肌肉细胞，并引起肌肉细胞膜上的离子通道的开放。
当钠离子通道打开时，大量的钠离子会进入细胞内，使细胞内外的电位差逐渐变小，形成肌肉动作电位。
同时，钾离子通道也会打开，使大量的钾离子从细胞内流出，进一步增加细胞内外电位差的变化。
肌肉动作电位的产生是一个快速而瞬时的过程。
一旦肌肉细胞受到刺激，动作电位就会在细胞膜上迅速传播，引起肌肉收缩。
这是因为动作电位的传导是通过细胞膜上的离子通道传递的，当一个离子通道打开时，会引起相邻离子通道的开放，从而形成电位的传导。
这种电位传导机制保证了肌肉细胞能够快速而协调地收缩，完成复合肌肉动作。
除了肌肉动作电位的产生，复合肌肉动作还涉及到神经系统的控制。
在进行复合肌肉动作时，不同的肌肉需要协调运动，这需要神经系统对肌肉的激活进行精确的调控。
神经系统通过传递神经冲动来控制肌肉的收缩，这些神经冲动被称为动作电位。
动作电位通过神经纤维传递到肌肉细胞，引起肌肉的收缩。
复合肌肉动作电位的测量可以通过肌电图来实现。
肌电图是一种用于记录肌肉电位变化的技术。
通过将电极贴附在肌肉上，可以测量到肌肉动作电位的变化，并将其转化为图形信号。
通过分析肌电图，可以了解肌肉的活动情况和神经系统的控制。
肌电原理与应用
康复治疗
通过肌电信号的监测和反馈，帮助患者进行有 针对性的康复训练。
运动科学
在运动训练和比赛中，肌电技术可用于分析运动员的肌肉活动和疲劳状况。
未来发展方向
便携化与智能化
研发更小型、便携的肌 电设备，集成智能化分 析功能，提高用户体验 。
多模态融合
将肌电与其他生物电信 号（如心电、脑电等） 进行融合，提高信号的 准确性和应用范围。
个性化与定制化
针对不同个体和需求， 定制个性化的肌电设备 和方案，提高应用效果 。
THANKS
感谢观看
信号处理
采集到的肌电信号需要进 行放大、滤波和数字化处 理，以便进一步分析和应 用。
干扰排除
在测量过程中，需要排除 其他干扰信号的干扰，如 电磁噪声和电极接触噪声 等。
02
CATALOGUE
肌电的应用
医学诊断
肌肉疾病诊断
肌电图可以检测肌肉的电活动，对于诊断肌肉疾病如肌无力、肌萎 缩等具有重要意义。
了解肌电原理有助于理解肌肉活动的机制，为医学、体育等领
域提供重要依据。
肌电原理的应用领域
医学诊断
通过检测和分析肌电信号，可 以对神经肌肉疾病进行诊断。
康复医学
利用肌电信号评估肌肉功能， 指导康复训练，促进患者恢复 。
运动科学
在运动训练中，肌电信号可以 用于监测肌肉疲劳、力量和爆 发力等指标。
人机交互与假肢控制
神经传导检测
通过测定神经传导速度和潜伏期，可以评估神经功能和诊断神经性 疾病。
疼痛评估
肌电信号可以反映肌肉的紧张度和疼痛程度，有助于评估疼痛和治疗 疼痛。
生物反馈
骨骼肌动作电位的特点
骨骼肌动作电位的特点
骨骼肌动作电位是指在肌肉收缩过程中产生的电信号。
它是通过肌肉细胞内部的电活动和细胞膜上的离子流动所产生的。
骨骼肌动作电位具有以下几个特点：
1. 触发电位：在肌肉收缩的起始阶段，神经冲动到达肌肉纤维的终板部分，引起肌肉细胞内部的电活动。
这个电活动称为触发电位，它是骨骼肌动作电位产生的起点。
2. 上升阶段：触发电位引起肌肉细胞内部的离子流动，导致细胞膜内外的电位差发生变化。
在上升阶段，细胞膜内部的电位逐渐增加，直到达到一个峰值。
这个过程称为上升阶段。
3. 峰值：峰值是骨骼肌动作电位的最高点，它代表了肌肉细胞内部电位的最大变化。
峰值通常在0.3-1.2毫秒之间，具体数值取决于肌肉的类型和大小。
4. 下降阶段：在峰值之后，骨骼肌动作电位开始下降。
在下降阶段，细胞膜内部的电位逐渐恢复到静息状态。
这个过程通常比上升阶段要长一些，持续时间约为1-3毫秒。
5. 肌肉收缩：骨骼肌动作电位的产生是肌肉收缩的前提条件。
当骨骼肌动作电位达到峰值时，它将触发肌肉纤维内部的一系列生化反应，最终导致肌肉收缩。
肌肉收缩的力量和持续时间取决于骨骼肌
动作电位的大小和持续时间。
总的来说，骨骼肌动作电位是肌肉收缩过程中产生的电信号，它具有触发电位、上升阶段、峰值、下降阶段和肌肉收缩等特点。
通过研究骨骼肌动作电位的特点，我们可以更深入地了解肌肉收缩的机制，并在运动训练和临床医学中应用相关的知识。
运动生理学肌肉收缩原理
运动生理学肌肉收缩原理运动生理学肌肉收缩原理运动是人们常常从事的活动，了解肌肉收缩原理可以帮助我们更好地理解运动的过程。
肌肉收缩是一种作用于骨骼系统的能力，理解肌肉收缩的原理对于身体的运动控制和优化至关重要。
本文将讨论肌肉收缩的原理，包括肌肉结构、肌肉收缩类型和神经控制等方面。
I. 肌肉结构肌肉是由成千上万的肌肉纤维组成的。
每个肌肉纤维内部含有多个线粒体，线粒体是肌肉纤维内部产生ATP（三磷酸腺苷）所必需的细胞器，也是肌肉活动和运动需要能量的来源。
肌肉纤维的收缩是由肌纤维细胞内的肌动蛋白和肌球蛋白共同作用产生的。
II. 肌肉收缩类型肌肉收缩有三种类型：等长收缩、等速收缩和快速收缩。
等长收缩是指肌肉纤维在收缩的同时保持其长度不变，如许多耐力运动员，例如长跑选手或自行车选手，需要在长时间内保持等长收缩来维持持久的能量。
等速收缩则是肌肉纤维在收缩的同时也在缩短，在这种情况下，肌肉必须维持一定的速度和方向。
良好的等速收缩是需要高度专业化和协调的，如力量举重和慢性重量训练。
快速收缩则是肌肉快速收缩和放松。
快速收缩是肌肉最常见的收缩形式，能够产生较高的力量，但持续时间比其他两种收缩方式都要短。
典型的快速收缩的例子包括弹跳运动员、短跑选手和其他快速爆发力需求较高的运动。
III. 神经控制肌肉收缩的过程需要神经控制。
人类运动控制系统中心包括大脑、小脑和脊髓，这些重要的神经中枢系统协调着肌肉，以使人体能够发挥出最佳的运动表现。
神经元是神经系统和肌肉之间的桥梁，负责将指令由神经系统传递到肌肉。
当神经元受到指令时，它产生一系列反应。
这导致神经元内部细胞膜上的离子通道开放，使离子通过神经元的膜。
神经元内的电pot（电位）在过程中也会发生变化。
当神经元的动作电位达到一定程度时，它会通过神经元轴突末梢释放出神经递质，神经递质可以传递给横版纤维而引起肌肉收缩。
然而，肌肉收缩的速度和力量不仅取决于神经元的放电，也取决于肌动蛋白和肌球蛋白的化学和物理交换。
肌电图原理
肌电图原理肌电图（EMG）是一种用于记录肌肉电活动的生理学技术。
肌电图原理是基于肌肉收缩时产生的生物电信号，通过电极捕捉和放大这些信号，最终转化为肌电图图形。
肌电图可以反映肌肉的神经控制情况，对于临床诊断和科学研究具有重要意义。
肌电图的原理基础是肌肉电活动。
当神经冲动到达肌肉纤维时，会引起肌肉纤维的收缩，同时也会产生微弱的生物电信号。
这些生物电信号可以通过肌电图仪器采集到，并转化为肌电图形。
肌电图形可以分为静息电位和动作电位两种。
静息电位是指肌肉在静息状态下产生的生物电信号，它主要反映了肌肉的基础电活动水平。
而动作电位则是指肌肉在收缩或放松过程中产生的生物电信号，它主要反映了肌肉的神经控制情况和肌肉活动的强度和频率。
肌电图的原理还涉及到肌电图仪器的工作原理。
肌电图仪器通常由电极、放大器和记录仪组成。
电极用于捕捉肌肉产生的生物电信号，放大器用于放大这些信号，记录仪用于将信号转化为肌电图形。
通过这些仪器的协同工作，可以准确地记录肌肉的电活动情况。
肌电图的应用非常广泛，主要包括临床诊断和科学研究两个方面。
在临床诊断中，肌电图可以用于评估肌无力、神经损伤、肌肉病变等疾病的情况，帮助医生进行诊断和治疗。
在科学研究中，肌电图可以用于研究肌肉的生理和病理情况，探索肌肉活动的机制和规律。
总的来说，肌电图原理是基于肌肉电活动的生物电信号，通过肌电图仪器的工作原理，将这些信号转化为肌电图形。
肌电图在临床诊断和科学研究中具有重要应用价值，对于了解肌肉的神经控制情况和活动规律具有重要意义。
希望本文的介绍能够帮助大家更好地理解肌电图原理，进一步认识肌肉电活动的重要性。
人体解剖生理学名词解释动作电位
人体解剖生理学名词解释动作电位一、概念动作电位是指神经元或肌肉细胞在受到刺激后产生的电压变化。
这种电压变化在神经传导和肌肉收缩中起着重要的作用。
二、形成过程1. 构成神经元膜的脂质双分子层具有半透性，其上的离子通道可以开启或关闭。
当细胞受到刺激时，通道打开，允许离子自由通过。
2. 在受到刺激后，细胞内外的离子浓度会发生变化，导致细胞内外的电位差发生改变。
3. 当细胞内的电位超过阈值时，触发膜电位的快速上升和下降，形成动作电位。
三、特征1. 动作电位是一种全或无的反应，即一旦触发就会全面传播，而不会因刺激的强度而改变动作电位的幅度。
2. 动作电位是快速的，通常持续时间很短，大约只有1-2毫秒。
3. 动作电位是可逆的，一旦传播完成，膜电位会恢复到静息电位水平。
四、传导1. 神经元内部动作电位沿轴突传播，通过神经末梢释放化学物质来传递信号。
2. 肌细胞内部动作电位则会引起肌肉的收缩。
五、应用1. 作为神经传导的重要基础，动作电位在神经系统功能活动中起到关键作用，如感觉传导、运动控制等。
2. 动作电位也被广泛应用于医学研究和临床诊断中，能够帮助医生了解神经肌肉失调的原因和机制，并且提供相应的治疗策略。
六、结语动作电位是神经细胞和肌肉细胞中非常重要的生理现象，对于维持正常的神经肌肉功能和实现协调的运动控制具有至关重要的作用。
深入了解动作电位的形成、传导和应用，有助于我们更好地理解人体的生理机制，为相关疾病的诊断和治疗提供理论支持。
动作电位是神经系统和肌肉系统中的重要生理现象，对于维持身体正常功能和实现协调的运动控制起着不可或缺的作用。
在我们深入了解动作电位的形成、传导和应用的基础上，接下来我们将继续探讨动作电位在神经传导和肌肉收缩中的具体机制以及其在医学领域的应用。
一、神经传导中的动作电位动作电位在神经元中是如何传导的呢？神经元的细胞体和树突接收到来自其他神经元的信息，通过细胞体和树突将这些信息传递给轴突。
神经干、肌膜动作电位和骨骼肌收缩同步观察
实验设计：神经干、肌膜动作电位和骨骼肌收缩同步观察一、实验目的通过同步记录神经干、肌膜动作电位和骨骼肌收缩，学习多信号记录技术。
观察神经—肌接头兴奋传递和骨骼肌兴奋的电变化与收缩之间的时间关系及其各自的特点。
观察滴加高钾试剂后对于神经干、肌膜动作电位和骨骼肌收缩的影响。
观察接触高钾环境后神经干、肌膜动作电位和骨骼肌收缩的变化。
二、摘要兴奋的运动通过局部电流将神经冲动传导至神经—肌接头，使接头前膜释放神经递质乙酰胆碱（Ach），Ach与接头后膜M受体结合使后膜去极化，后膜去极化至阈电位水平便爆发动作电位，进而引起肌肉的收缩。
上述过程中，骨骼肌兴奋的电变化（AP）与收缩（长度与张力变化）是两种不同性质的生理过程，但又密切相关。
当肌膜产生动作电位后，根据局部电流的原理，AP可沿肌膜迅速传播，并经由横管进入肌细胞内到达三联体部位。
AP形成的刺激使终池膜上的钙通道开放，储存在终池内的钙离子顺浓度差以异化扩散的方式经钙通道进入肌浆到达肌丝区域，使钙离子与细肌丝的肌钙蛋白结合，引发肌丝滑动过程，结果是肌细胞的收缩。
三、关键字神经干、肌膜动作电位骨骼肌收缩任氏液3﹪KCl四、引言本实验是为了研究证明神经—肌接头兴奋传递和骨骼肌兴奋的电变化和收缩之间的时间关系是依次进行的，并知道神经干、肌膜AP的绝对不应期的大小及其影响着神经干、肌膜AP的电变化，以及骨骼肌变化的收缩形式包括单收缩、不完全强直收缩、完全强直收缩，其与神经干、肌膜AP的电变化有关。
同时，本实验也为了研究3﹪KCl溶液对离体坐骨神经干、肌膜的兴奋性，腓肠肌收缩的影响。
用任氏液清洗用3﹪KCl溶液处理过的标本，观察神经干、肌膜动作电位和骨骼肌收缩情况。
五、材料和方法1.实验对象：蟾蜍2.实验仪器：蟾蜍手术器械（手术剪两把、探针一根、玻璃分针2把、蛙钉2枚，蛙板一个、滴管一个、棉线若干）、BB—3G屏蔽盒、针形引导电极、张力换能器、生物信号采集处理系统3.实验药品和试剂：任氏液、3﹪KCl试剂4.实验方法4.1离体蟾蜍坐骨神经腓肠肌标本制备4.1.1 捣毁蟾蜍脑脊髓：取蟾蜍一只，用自来水冲洗干净。
生理学动作电位肌肉收缩原理
第二信使学说
第一信使+R
G蛋白-GDP G蛋白-GTP
蛋白激酶 及其他
第二信使
第二信使前体 细胞功能改变
效应器酶
1 第一信使：激素、递质等 2 效应器酶：腺苷酸环化酶、磷酯酶C等 3 第二信使：cAMP、IP3、DG
①受体-G蛋白-AC途径： cAMP ② 受体-G蛋白-PLC途径： IP3、DG
意义：是细胞处于兴奋状态的标志。 阈电位：能触发动作电位的膜电位临界值 。阈电位大约比
正常静息电位的绝对值小10～20mV 。
动作电位的产生条件：静息电位去极化达到阈电位水平。
神经纤维AP
心肌细胞AP
动作电位的特点
⑴动作电位呈“全或无”现象：动作电位一旦产生 就达到它的最大值，其变化幅度不会因刺激的加 强而增大；
由受体完成的跨膜信号传递
受体：细胞中能与某些化学物质特异性结合，引发细胞 特异生物学效应的特殊结构。
受体本质：蛋白质或酶 受体特征： ①特异性
②饱和性 ③可逆性
第二信使学说：激素+受体→第二信使→酶激活
激素的作用机制：
1、通过膜受体传递调控信息： 第二信使学说
2、通过胞内受体传递调控信息： 基因表达学说
主动转运
被动转运
需由细胞提供能量 逆电-化学势差 使膜两侧浓度差更大
不需外部能量 顺电-化学势差 使膜两侧浓度差更小
（四）入 胞 和 出 胞
第二节 细胞的跨膜信号转导功能
跨膜信号转导方式分为三类： ① 离子通道介导的信号转导。 ② G蛋白耦联受体介导的信号转导； ③ 酶耦联受体介导的信号转导； 每类都通过各自不同的细胞信号分子完成信号转导。
⑶ 能影响肌肉收缩效果的肌肉内部功能状态。
刺激频率和肌肉动作电位的关系
刺激频率和肌肉动作电位的关系一、引言肌肉动作电位是指肌肉在收缩时产生的电信号，而刺激频率则是指在一定时间内刺激肌肉的次数。
这两个因素在神经肌肉系统中都起着重要的作用。
本文将探讨刺激频率和肌肉动作电位的关系。
二、刺激频率对肌肉动作电位的影响1. 原理当神经末梢传来一个刺激信号时，会引起一系列生物化学反应，导致细胞膜上的离子通道开放，使得离子进出细胞。
这个过程称为动作电位。
当刺激频率增加时，会导致更多的动作电位产生，从而使得肌肉收缩更加强烈。
2. 实验结果实验表明，在低频率下（小于10Hz），每个动作电位都可以完全恢复；而在高频率下（大于50Hz），每个动作电位之间没有时间恢复，会导致累积效应，并最终导致收缩力量增加。
3. 应用根据上述原理和实验结果，医学界可以利用不同的刺激频率来治疗肌肉疾病。
比如，对于一些肌无力的患者，可以通过刺激高频率来提高肌肉收缩力量。
三、肌肉动作电位对刺激频率的影响1. 原理在神经末梢向肌纤维传递信号时，需要克服一定的阻力。
这个阻力就体现在了肌纤维膜电位上。
当膜电位达到一定值时，才能产生动作电位。
因此，如果膜电位已经很高了，那么就需要更强的刺激才能产生动作电位。
2. 实验结果实验表明，在低强度刺激下，只有部分神经元会被兴奋并产生动作电位；而在高强度刺激下，则会使得更多的神经元兴奋，并产生更多的动作电位。
3. 应用根据上述原理和实验结果，医学界可以利用不同的刺激强度来治疗神经性疾病。
比如，在治疗帕金森病时，可以通过增加刺激强度来提高效果。
四、结论刺激频率和肌肉动作电位是神经肌肉系统中非常重要的因素。
它们之间的关系可以用来治疗一些肌肉和神经性疾病。
在未来，我们可以通过更深入的研究，进一步发掘这两个因素的潜力，为人类健康做出更大的贡献。
电刺激肌肉收缩的原理
电刺激肌肉收缩的原理是基于神经-肌肉生理学的知识。
当神经末梢受到电信号刺激时，会释放“乙酰胆碱”等神经递质物质，这些物质在神经和肌肉之间形成一个称为神经肌肉接头的结构。
神经肌肉接头是一种专门用于传递神经信号的结构，垂直于肌肉纤维的方向。
当神经递质物质释放到神经肌肉接头时，会激活肌肉细胞中的肌原纤维，使其产生短暂的电兴奋状态，即“动作电位”。
如果一个足够的电流被引入到肌肉中，它可以模拟神经信号，进而在神经肌肉接头处产生一个动作电位，并引发肌肉收缩。
这种方式被称为电刺激肌肉收缩。
在实际应用中，电刺激肌肉收缩被广泛应用于康复医学、运动训练、科学研究等领域。
通过对不同频率、幅度、脉宽等电刺激参数进行调整，可以模拟不同类型的肌肉收缩，达到不同的治疗、康复或训练效果。
第一章肌肉的兴奋与收缩
返
细肌丝
回
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
返回
返
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
返回
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
肌细胞产生动作电位的机理
肌细胞产生动作电位的机理一、什么是动作电位？大家想过没有，为什么我们动起来的时候，肌肉能一瞬间收缩或者放松？这个过程可不简单哦，它背后有一套复杂的“电力系统”。
没错，动作电位就是肌细胞启动“电力系统”的信号。
你可以把动作电位想象成是肌肉的“启动密码”，它让我们的肌肉“醒”过来，做出各种动作。
不信？那你可以试试闭着眼睛，用力去想象自己举个重物，看！肌肉似乎已经在动了，但其实就是动作电位在背后默默工作。
简而言之，动作电位就是一个“电流”通过肌肉细胞，给肌肉下达了“动起来”的命令。
肌细胞内外有着不同的电荷分布，外面带着“正电”，而里面则是“负电”。
当一个信号到来，细胞的膜就会突然打开，外面的“正电”像泄洪一样瞬间涌入，搞得里面变得更“正”了，外面则“变负”了。
这就好比电池充电，充电一满，电流就开始“流动”，引发了肌肉的收缩。
说起来也很神奇，就像突然一根电线连接到电源，电器开始工作一样。
二、动作电位是如何产生的？来，接下来给大家讲讲动作电位的“诞生过程”。
咱们的肌肉细胞膜有一层特殊的“屏障”——叫做细胞膜，这个膜就像一座守卫森严的大门，能精确控制各种“电流”的进出。
正常情况下，细胞内部是负电的，外面是正电的，这样的电势差就好比是“蓄势待发”的弹簧，随时准备着做点什么。
然后呢，信号一来！这个信号不是别的，正是来自神经系统的“指令”，这时，细胞膜上的离子通道就像是被按下了开关，突然间，钠离子（Na+）蜂拥而入，电荷迅速改变，膜的内外电势差一下子发生了翻天覆地的变化，原本负电的细胞内部迅速变得像是“正电池”一样。
而这时，钠离子的涌入又会迅速促使细胞内的钾离子（K+）流出，细胞膜上的电势差开始恢复正常。
整个过程就像电流通过电路一样，一闪而过，短短几毫秒内，细胞膜的“电流”激增，最终引发了肌肉的收缩。
要知道，这个过程就像极了开了火车的引擎，动作电位的“火种”一旦点燃，立刻就会在肌细胞中快速传播。
你可以想象，钠离子就像是一个热情的舞者，它们带着满满的活力在细胞中跳跃，带动一群群的离子开始舞动，传递着“动起来”的信号，直到肌肉最终“行动”。
细胞膜电位和动作电位的生理学特征
细胞膜电位和动作电位的生理学特征细胞膜电位和动作电位是生物体内重要的电生理学特征。
细胞膜电位是指细胞膜两侧电势差的值，而动作电位则是细胞膜内外电势差的快速变化过程。
本文将详细讨论细胞膜电位和动作电位的生理学特征，同时还将探讨它们在神经传导、心脏肌肉收缩等生理过程中的作用。
1. 细胞膜电位的形成与调节细胞膜电位主要由离子的质量和电荷分布所决定。
在静息状态下，细胞内负离子（如蛋白质阴离子和无机磷酸盐）的存在使得细胞内带负电荷，而细胞外则主要存在带正电荷的钠离子和钾离子。
这种不平衡的分布导致细胞膜内外电势差，即细胞膜电位的形成。
细胞膜电位的调节主要通过离子通道的开闭来实现。
当刺激细胞膜时，电离性较高的钠离子通道迅速打开，钠离子进入细胞，使细胞内电位升高，即发生去极化。
而电离性较低的钾离子通道在钠离子通道关闭后慢慢打开，使钾离子从细胞内流出，细胞内电位逐渐恢复到静息水平，即发生复极。
2. 动作电位的特征和传导动作电位是指细胞膜内外电势差从负值迅速上升到正值再回落到负值的快速变化过程。
动作电位的形成主要通过神经元或肌细胞的兴奋传导而实现。
当细胞膜受到足够强度的刺激时，细胞膜上电离性的钠离子通道迅速打开，大量钠离子流入细胞内，使细胞内电势迅速升高，形成动作电位的上升相。
在动作电位上升相后，钠离子通道迅速关闭，同时钾离子通道逐渐打开，大量钾离子从细胞内流出，使细胞内电势快速下降，形成动作电位的下降相。
整个动作电位的过程非常短暂，时间通常在一至数毫秒之间。
动作电位的传导是细胞内外电势差的化学传递过程。
当动作电位在神经纤维或肌细胞内传导时，会引起相邻区域钠离子通道的开放，从而使动作电位不断地沿着细胞膜传导。
这种连锁反应使得神经信号能够迅速传递，并起到神经传导和肌肉收缩的重要作用。
3. 细胞膜电位和动作电位在生理过程中的作用细胞膜电位和动作电位在生理过程中起着至关重要的作用。
首先，细胞膜电位的变化能够调节细胞内外离子的浓度差，从而影响细胞内外环境的稳定性和细胞功能的发挥。
叙述肌肉收缩的过程
叙述肌肉收缩的过程
肌肉收缩全过程可以分为三个阶段：兴奋在神经-肌肉接点的传递、兴奋-收缩偶联、肌丝的收缩。
1.兴奋在神经-肌肉的接点传递
大脑发出指令→→神经元传导指令→→运动神经元产生兴奋→→产生动作电位→→动作电位传到神经末梢→→使得接头前膜的Ca2+（钙离子）通道打开→→释放钙离子→→突触小泡中的乙酰胆碱被推动释放→→与肌细胞膜上的受体相结合→→肌细胞膜产生兴奋→→肌细胞膜通透性发生改变→→产生动作电位。
2.兴奋-收缩偶联
动作电位（兴奋）→→通过横管传导→→信号经三联管→→传给肌浆网→→肌浆网释放的Ca2+（没错，钙离子又一次出现，但是不是同一个场所哦，功能、意义也不一样哦）→→Ca2+充斥肌细胞→→触发肌丝滑行。
3.肌肉的收缩
肌细胞兴奋，Ca2+ 浓度升高→→Ca2+会与肌钙蛋白的亚单位c 结合→→某些分子结构改变→→使得肌动蛋白暴露活性位点→→横桥与肌动蛋白结合，激活横桥上的ATP酶→→ATP酶催化下，释放能量，横桥摆动→→肌小节变短→→肌肉收缩。
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。
动作电位的形成机制
03 动作电位的产生机制
钠离子通道的激活与失活
激活
当细胞受到刺激时，钠离子通道会迅 速激活，打开通道，钠离子会从细胞 外流入细胞内。
失活
钠离子通道激活后，会迅速失活，通 道关闭，钠离子停止流入细胞内。
钾离子通道的激活与失活
激活
钾离子通道的激活较慢，当钠离子通道关闭后，钾离子通道开始激活，钾离子 从细胞内流出细胞外。
特点。
当刺激频率过高时，神经纤维 可能无法及时传递和传播动作 电位，导致神经传导速度减慢
或停止。
药物对动作电位的影响
某些药物可以影响神经纤维的兴奋性，从而影响动作电位的产生和传播。
例如，局部麻醉药可以抑制神经纤维的兴奋性，使阈值升高，从而减少或 阻止动作电位的产生。
某些兴奋性药物如咖啡因和尼古丁可以增加神经纤维的兴奋性，使阈值降 低，从而增加动作电位的产生和传播。
05 动作电位的应用与意义
神经传导与兴奋传递
神经元间的信息传递
动作电位是神经元间信息传递的主要方式，通过电信号的传递，实 现神经元之间的信息交流。
神经网络功能
动作电位在神经网络中发挥着关键作用，通过电信号的传递和整合， 实现神经网络的复杂功能。
感觉和运动控制
动作电位在感觉和运动控制中起到重要作用，通过神经信号的传递和 调节，实现感觉和运动的精确控制。
动作电位的产生
当电荷失衡到一定程度时，细胞膜会产生一个快速而可逆的电位变化，即动作电位。
04 动作电位的特点与影响因 素
动作电位的特点
动作电位具有“全或无”的特性
即动作电位的幅度不随刺激强度的增加而增加，而是达到一定阈值后，要么不产生动作电位，要 么产生一个全幅度的动作电位。
动作电位具有“不衰减传播”的特性
神经肌肉实验实验报告
一、实验目的1. 了解神经肌肉的基本结构和功能。
2. 掌握神经肌肉兴奋性的测量方法。
3. 研究不同刺激频率对肌肉收缩的影响。
二、实验原理神经肌肉兴奋性是指肌肉对刺激产生反应的能力。
当神经受到刺激时，会产生动作电位，进而引起肌肉收缩。
刺激频率不同，肌肉收缩的形式也会有所不同。
当刺激频率较低时，肌肉表现为一连串的单收缩；当刺激频率增加时，肌肉会产生不完全强直收缩；当刺激频率继续增加时，肌肉产生完全强直收缩。
三、实验材料1. 实验动物：蟾蜍2. 实验工具：蛙板、手术剪、手术镊、手术刀、眼科剪、眼科镊、毁髓针、蛙钉、玻璃分针、任氏液、刺激电极、张力换能器、生物信号采集处理系统、计算机等。
四、实验步骤1. 制备坐骨神经腓肠肌标本：取蟾蜍一只，毁髓剥制后肢，分离坐骨神经和腓肠肌，用蛙钉固定在蛙板上。
2. 激活标本：将刺激电极与坐骨神经相连，用毁髓针在坐骨神经上产生刺激，观察肌肉收缩情况。
3. 测量阈强度：逐渐增加刺激强度，观察肌肉收缩情况，当肌肉开始收缩时，记录此时的刺激强度为阈强度。
4. 测量刺激频率对肌肉收缩的影响：在一定刺激强度下，逐渐增加刺激频率，观察肌肉收缩情况，记录不同频率下肌肉收缩的特点。
5. 分析数据：将实验数据输入计算机，利用生物信号采集处理系统进行分析。
五、实验结果1. 阈强度：实验测得阈强度为XX mV。
2. 刺激频率对肌肉收缩的影响：（1）刺激频率为XX Hz时，肌肉表现为一连串的单收缩；（2）刺激频率为XX Hz时，肌肉产生不完全强直收缩；（3）刺激频率为XX Hz时，肌肉产生完全强直收缩。
六、实验讨论1. 本实验通过制备坐骨神经腓肠肌标本，成功观察到了神经肌肉的兴奋性和刺激与反应的规律。
2. 实验结果表明，不同刺激频率对肌肉收缩的影响显著，阈强度、不完全强直收缩和完全强直收缩是肌肉收缩的三个阶段。
3. 本实验为神经肌肉生理学研究提供了实验依据，有助于深入了解神经肌肉系统的生理机制。
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精选课件
意义：
①钠泵活动造成的细胞内高K+是许多代谢过程的必需条件；
②钠泵将Na+排出细胞将减少水分子进人细胞内，对维持 细胞的正常体积有一定意义；
2、通过胞内受体传递调控信息： 基因表达学说
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基因表达学说
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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。
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跨 膜 电 位 产 生 机 制
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（一）静 息 电 位
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第一节 细胞膜的结构和物质转运功能 一、细胞膜的结构概述
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。
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细胞膜的液态镶嵌模型
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二、细胞膜物质转运功能
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细胞外
细胞内
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转运方式：
1、单纯扩散： 2、易化扩散：
载体方式： 通道方式： 3、主动转运： 4、团块物质： 出胞： 入胞：
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(一）、单纯扩散
概念:是一种简单的物理扩散，没有生物学的转运机 制参与。脂溶性物质顺浓度差通过细胞膜的过程。
举例：O2、CO2 、NH3
③钠泵活动能使钠钾离子逆浓度差和电位差进行转运，因 而建立起一种势能贮备。这种势能是细胞内外Na+和K+ 等顺着浓度差和电位差移动的能量来源。
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主动转运与被动转运的区别
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主动转运
被动转运
需由细胞提供能量 逆电-化学势差
使膜两侧浓度差更大
不需外部能量
顺电-化学势差 使膜两侧浓度差更小
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门控离子通道分为三类：
1. 电压门控通道：在膜去极化到一定电位时开放， 如神经元上的Na+ 通道；
2. 化学门控通道：受膜环境中某些化学物质的影响 而开放,这类化学物质（配基）主要来自细胞外液， 如激素、递质等；
3. 机械门控通道：当膜的局部受牵拉变形时被激活， 如触觉的神经末梢、听觉的毛细胞等都存在这类 通道。
效应器酶
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蛋白激酶 及其他
第二信使前体 细胞功能改变
第二信使
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1 第一信使：激素、递质等 2 效应器酶：腺苷酸环化酶、磷酯酶C等 3 第二信使：cAMP、IP3、DG
①受体-G蛋白-AC途径： cAMP ② 受体-G蛋白-PLC途径： IP3、DG
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①受体-G蛋白-AC途径
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精选课件
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
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（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
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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
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第二章细胞的基本功能
细胞的基本结构： 细胞膜的物质转运功能： 细胞的信号转导功能： 细胞的生物电现象： 骨骼肌细胞收缩功能：
1
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本章要求
掌握
1.单纯扩散、易化扩散的概念、形式和特点； 2.原发性主动转运的概念和转运机制； 3.静息电位、动作电位的概念及产生机制； 4.动作电位、局部反应的特点； 5.兴奋在同一细胞上传导的形式及特点； 6.兴奋-收缩耦联的概念及其耦联物质。
（四）入 胞 和 出 胞
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第二节 细胞的跨膜信号转导功能
跨膜信号转导方式分为三类： ① 离子通道介导的信号转导。 ② G蛋白耦联受体介导的信号转导； ③ 酶耦联受体介导的信号转导； 每类都通过各自不同的细胞信号分子完成信号转导。
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(一)由离子通道完成的跨膜信号传递
１、化学门控通道或配体门控通道：由化学物质控制通道的 开关： (递质、 激素等) 例：终板膜化学门控通道
特点： ①顺浓度差 ②不消耗能量
影响扩散因素： ① 膜两侧的浓度差 ② 膜对物质的 通透性
7பைடு நூலகம்
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（二）、易化扩散
概念：不溶于或难溶于脂质的物质在脂蛋白 帮助下
顺浓度差通过细胞膜的过程。
类型： 载体运输 通道运输 电压门控 化学门控
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精选课件
1、载体介导的易化扩散
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精选课件
2、通道介导的易化扩散示意图
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易化扩散的影响因素
①膜两侧物质浓度差和电位差
②膜上载体的数量或通道开放的数量
易化扩散特点：
① 特异性 （载体） 、 （通道） ② 饱和现象 ③ 竞争性抑制
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（三）主动转动
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概念：细胞通过本身的某种耗能过程，将某种物 质的分子或离子由膜的低浓度一侧移向高浓度一 侧的过程。
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。
分类：原发性主动转运、继发性主动转运
二者区别：
原发性主动转运：直接利用ATP能量
继发性主动转运：间接利用ATP能量
特点：
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耗能并逆电-化学差进行
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原 发 性 主 动 转 运 示 意 图
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精选课件
继 发 性 主 动 转 运
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精选课件
钠－钾泵（sodium-potassium pump）
2、门控通道：由跨膜电位大小控制通道的开关。 例：钠通道, 跨膜电位控制
3、机械门控通道： 例：听觉毛细胞
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精选课件
(二) G蛋白耦联受体介导的信号转导
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精选课件
由膜受体-G-蛋白-膜效应器酶组成的 跨膜信号传递系统和第二信使类物质的生成
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第二信使学说
G蛋白-GDP 第一信使+R
G蛋白-GTP
细胞外信号对细胞功能的调节。
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精选课件
由受体完成的跨膜信号传递
受体：细胞中能与某些化学物质特异性结合，引发细胞 特异生物学效应的特殊结构。
受体本质：蛋白质或酶 受体特征： ①特异性
②饱和性 ③可逆性
第二信使学说：激素+受体→第二信使→酶激活
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精选课件
激素的作用机制：
1、通过膜受体传递调控信息： 第二信使学说