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细胞的思维导图,总结了关于刺激 反应与兴奋、肌细胞的兴奋收缩耦联、生物电活动、跨膜物质转运的知识,有兴趣的可以看看哟。
编辑于2023-10-18 20:05:11
细胞
刺激,反应与兴奋
刺激
物理性刺激
声,光,电,温度
化学性刺激
酸,碱,药物
生物性刺激
细菌,病毒
反应
兴奋
由相对静止变为活动状态,或活动增强
抑制
由活动变为相对静止状态,或活动减弱
刺激引起反应的条件
三个条件
一定的强度
一定的持续时间
一定的强度变化率
阈值(阈强度)
刺激的持续时间和强度-时间变化率恒定时,引起组织发生反应的最小刺激强度称为阈值(阈强度阈刺激)
是评定神经肌肉兴奋性的指标
阈刺激
阈强度的刺激
阈刺激
大于阈强度的刺激
阈上刺激
小于阈强度的刺激
阈下刺激
兴奋和兴奋性
任何一种刺激只要达到一定强度都会引起一些兴奋性高的细胞兴奋,并伴有细胞膜生物电的变化
神经,肌肉和内分泌腺细胞则能产生可传播的动作电位,这些细胞称为可兴奋细胞
兴奋性是机体生命活动的基本特征之一
兴奋性高低可以用刺激的阈值大小来衡量。阈值越小,兴奋性就越高
肌细胞的兴奋收缩耦联
骨骼肌神经-肌接头处的兴奋传递
过程
动作电位到达神经末梢
Ca2+内流
AC h释放(量子性释放)量子释放是指ach的释放是以囊泡为基本单位进行的,一个囊泡即为一个量子
Ach与N2受体(化学门控通道)结合
Na+内流(为主),K+外流
去极化局部电位(终板电位)
骨骼肌细胞爆发动作电位
应用
筒箭毒碱与a-银环蛇毒可阻断N2型AC h受体阳离子通道——肌肉松弛
新斯的明可逆性抑制乙酰胆碱酯酶——改善重症肌无力
有机磷农药中毒不可逆性抑制乙酰胆碱酯酶——中毒,膈肌收缩——窒息
横纹肌细胞的兴奋-收缩偶联
关键部位
骨骼肌
三联管
Ca2+100%来自肌质网
心肌
二联管
10%~20%外液Ca2+内流触发Ca2+通道,80%~90%Ca2+来自肌质网
关键分子
Ca2+
三联体
横管和两侧终池组成
横管(T管)
肌细胞膜内腺向深部延伸( L型钙离子通道)
终池(JSR)
肌质网两端膨大,与横管相邻
肌质网
大量钙离子,钙泵
过程
T管动作电位
L型钙通道激活
钙释放通道开放,释放Ca2+
胞质内Ca2+浓度上升
Ca2+与肌钙蛋白Tnc结合
肌丝滑行
JSR中的钙泵回摄Ca2+
肌肉舒张(主动过程)
横纹肌细胞的收缩机制
过程
Ca2+与肌钙蛋白结合,原肌球蛋白构型变化,肌动蛋白上的结合位点暴露
肌球蛋白横桥驱动结合位点牵引细肌丝向m线滑动(耗能)
肌节缩短,肌纤维收缩
收缩完成后,Ca2+泵回肌质网,肌纤维舒张
类型
粗肌丝
肌球(凝)蛋白
横桥可结合肌动蛋白,横桥有ATP酶活性,分解ATP供能
收缩蛋白
细肌丝
肌动(纤)蛋白
与横桥头部结合
收缩蛋白
原肌球(凝)蛋白
组织肌动蛋白与横桥结合
调节蛋白
肌钙蛋白
与Ca2+结合
调节蛋白
影响横纹肌收缩效能的因素
前负荷
肌肉在收缩前的长度,即初长度
肌肉初长度上升,肌肉收缩力先升后降
最适初长度即产生最大收缩张力的初长度
后负荷
收缩张力与后负荷大小相等,方向相反,故用收缩张力大小来表示后负荷
后负荷上升,收缩张力上升,肌肉收缩速度下降
等张收缩
长度下降
等长收缩
张力上升
肌肉收缩能力
胞质内钙离子浓度升高
横桥ATP酶活性升高
导致长度-张力关系曲线上移 张力-速度关系曲线右上移
收缩的总和
单收缩
不完全强直收缩
完全强直收缩(骨骼肌的收缩)
生物电活动
静息电位
概念
特点
细胞膜两侧内负外正
机体所有细胞都具有静息电位,且均为负值
-10~-100mV,骨骼肌细胞-90mV,神经细胞约-70mV
极化
静息电位,-70
去极化
-70~-60~0~+30
超极化
-70~-80~-100
复极化
+30~0~-60~-70
反极化
+1,+100
机制
细胞膜两侧存在离子的浓度差
内高钾,外高钠
静息时,细胞膜对离子具有相对通透性
对K+通透性最高
非门控性钾通道
K+平衡电位,K+净外流为0
外钾增,静绝小
钠泵的生电作用
1ATP,2K+(内,)3Na+(外)
影响
细胞外液K+浓度
外钾增,静绝小
膜对K+和Na+的相对通透性
对K+通透性大
K+平衡电位
对Na+通透性大
Na+平衡电位
钠泵活动水平
动作电位
概念及特点
细胞在静息电位基础上接受有效刺激后,产生一个迅速可向远处传导的膜电位波动
上升支bc去极相,下降支cd复极相,负后电位de,正后电位ef 上升支Na+内流,下降支K+外流 +30为超射值,超射值与Na+平衡电位接近,外钠增,超射大
组成时相
锋电位
由升支(去极相)及降支(复极相)共同形成,是动作电位的主要部分,被视为动作电位的标志
后电位
负后电位和正后电位
特征
全或无现象
不衰减传播
脉冲式发放
有不应期,不能总和
机制
电-化学驱动力及其改变
Em-EX(膜电位-离子平衡电位)
正负号表示方向,不代表大小,正号为外向,负号为内向
动作电位期间细胞膜通透性的变化
细胞受到有效刺激时细胞膜的Na+通透性增加,在电化学驱动力推动下Na+内流
膜电导(G)为膜对离子通透性的变化,其实质是膜上离子通道的开放和关闭
去极化达到峰值后GNa迅速下降,GK逐渐上升,K+快速外流,形成动作电位降支
动作电位的触发
阈刺激
刺激的持续时间和强度-时间变化率恒定时,引起组织发生反应的最小刺激强度称为阈值(阈强度/阈刺激)
阈电位
只有当某些刺激引起膜电位去极化到一个临界值时才能形成动作电位,这个能触发动作电位的膜电位临界值
离子通道状态
电压门控性钠通道
静息态—备用—不内流,但能—静息电位水平—激活门关闭,失活门打开
激活态—开放—钠内流—动作电位上升支—激活门开放,失活门开放
失活态—任何条件下钠不内流—动作电位下降支—激活门开放,失活门关闭
电压通透性钾通道
静息态与激活态
只有一个激活门(n门)
兴奋性及其变化
局部电位
概念
电流方向
膜内
兴奋区——未兴奋区
膜外
未兴奋区——兴奋区
刺激
阈下刺激
离子流动
钠通道少量开放或其他通道开放
膜电位变化
去极化或超极化
传导
跳跃式传导
有髓纤维的跳跃式传导速度比无髓纤维快,减少能量消耗
在同一细胞上传导
特征
非全或无
电紧张扩布=衰减性传导
无不应期,可以总和
跨膜物质转运
液态镶嵌模型
磷脂双分子层为基架,蛋白质糖类镶嵌
不对称性,双嗜性,熔点低
被动转运 顺浓度梯度
单纯扩散
亲脂性分子:O2,CO2,CO,NO,N2
类固醇类激素:性激素,醛固酮
不带电荷的极性小分子:H2O,尿素,甘油
影响因素:跨膜浓度差,通透性,温度,膜厚度和面积,分子大小极性
易化扩散
经通道:Na+,K+,Cl-
速度快
离子选择性
门控特性
电压
化学
机械
经载体:葡萄糖,氨基酸(红细胞)
饱和现象
结构特异性
竞争性抑制
主动转运
原发性主动转运
逆浓度
带电离子
钠钾泵 钠泵抑制剂(哇巴因)阻断钠泵活动
一个ATP,移出三个Na+,移入两个K+
内钾外钠
维持胞质渗透压和细胞容积
产生动作电位
生电效应
维持静息电位
继发性主动转运:利用 原发性主动转运形成的离子浓度梯度
联合转运体介导
同向转运
葡萄糖,氨基酸在小肠及肾小管的吸收与重吸收
肾小管Na+-k+-2Cl-同向转运体
Na+-Hco3-同向转运体
甲状腺Na+-I-同向转运
反向转运
Na+-Ca2+交换
Na+-H+交换
同时转运两种或两种以上的物质
依赖原发性主动转运
间接利用ATP
转运物质:葡萄糖,氨基酸,离子等
膜泡运输
特点
主动过程,消耗能量
需要蛋白质参与,细胞膜面积的改变
入胞
减小
出胞
增加
转运大分子和颗粒物质
类型
出胞
酶原,黏液,激素,神经递质
入胞
吞噬
细菌,死亡细胞,组织
吞饮
液态形态(蛋白质分子)
细胞
刺激,反应与兴奋
刺激
物理性刺激
声,光,电,温度
化学性刺激
酸,碱,药物
生物性刺激
细菌,病毒
反应
兴奋
由相对静止变为活动状态,或活动增强
抑制
由活动变为相对静止状态,或活动减弱
刺激引起反应的条件
三个条件
一定的强度
一定的持续时间
一定的强度变化率
阈值(阈强度)
刺激的持续时间和强度-时间变化率恒定时,引起组织发生反应的最小刺激强度称为阈值(阈强度阈刺激)
是评定神经肌肉兴奋性的指标
阈刺激
阈强度的刺激
阈刺激
大于阈强度的刺激
阈上刺激
小于阈强度的刺激
阈下刺激
兴奋和兴奋性
任何一种刺激只要达到一定强度都会引起一些兴奋性高的细胞兴奋,并伴有细胞膜生物电的变化
神经,肌肉和内分泌腺细胞则能产生可传播的动作电位,这些细胞称为可兴奋细胞
兴奋性是机体生命活动的基本特征之一
兴奋性高低可以用刺激的阈值大小来衡量。阈值越小,兴奋性就越高
肌细胞的兴奋收缩耦联
骨骼肌神经-肌接头处的兴奋传递
过程
动作电位到达神经末梢
Ca2+内流
AC h释放(量子性释放)量子释放是指ach的释放是以囊泡为基本单位进行的,一个囊泡即为一个量子
Ach与N2受体(化学门控通道)结合
Na+内流(为主),K+外流
去极化局部电位(终板电位)
骨骼肌细胞爆发动作电位
应用
筒箭毒碱与a-银环蛇毒可阻断N2型AC h受体阳离子通道——肌肉松弛
新斯的明可逆性抑制乙酰胆碱酯酶——改善重症肌无力
有机磷农药中毒不可逆性抑制乙酰胆碱酯酶——中毒,膈肌收缩——窒息
横纹肌细胞的兴奋-收缩偶联
关键部位
骨骼肌
三联管
Ca2+100%来自肌质网
心肌
二联管
10%~20%外液Ca2+内流触发Ca2+通道,80%~90%Ca2+来自肌质网
关键分子
Ca2+
三联体
横管和两侧终池组成
横管(T管)
肌细胞膜内腺向深部延伸( L型钙离子通道)
终池(JSR)
肌质网两端膨大,与横管相邻
肌质网
大量钙离子,钙泵
过程
T管动作电位
L型钙通道激活
钙释放通道开放,释放Ca2+
胞质内Ca2+浓度上升
Ca2+与肌钙蛋白Tnc结合
肌丝滑行
JSR中的钙泵回摄Ca2+
肌肉舒张(主动过程)
横纹肌细胞的收缩机制
过程
Ca2+与肌钙蛋白结合,原肌球蛋白构型变化,肌动蛋白上的结合位点暴露
肌球蛋白横桥驱动结合位点牵引细肌丝向m线滑动(耗能)
肌节缩短,肌纤维收缩
收缩完成后,Ca2+泵回肌质网,肌纤维舒张
类型
粗肌丝
肌球(凝)蛋白
横桥可结合肌动蛋白,横桥有ATP酶活性,分解ATP供能
收缩蛋白
细肌丝
肌动(纤)蛋白
与横桥头部结合
收缩蛋白
原肌球(凝)蛋白
组织肌动蛋白与横桥结合
调节蛋白
肌钙蛋白
与Ca2+结合
调节蛋白
影响横纹肌收缩效能的因素
前负荷
肌肉在收缩前的长度,即初长度
肌肉初长度上升,肌肉收缩力先升后降
最适初长度即产生最大收缩张力的初长度
后负荷
收缩张力与后负荷大小相等,方向相反,故用收缩张力大小来表示后负荷
后负荷上升,收缩张力上升,肌肉收缩速度下降
等张收缩
长度下降
等长收缩
张力上升
肌肉收缩能力
胞质内钙离子浓度升高
横桥ATP酶活性升高
导致长度-张力关系曲线上移 张力-速度关系曲线右上移
收缩的总和
单收缩
不完全强直收缩
完全强直收缩(骨骼肌的收缩)
生物电活动
静息电位
概念
特点
细胞膜两侧内负外正
机体所有细胞都具有静息电位,且均为负值
-10~-100mV,骨骼肌细胞-90mV,神经细胞约-70mV
极化
静息电位,-70
去极化
-70~-60~0~+30
超极化
-70~-80~-100
复极化
+30~0~-60~-70
反极化
+1,+100
机制
细胞膜两侧存在离子的浓度差
内高钾,外高钠
静息时,细胞膜对离子具有相对通透性
对K+通透性最高
非门控性钾通道
K+平衡电位,K+净外流为0
外钾增,静绝小
钠泵的生电作用
1ATP,2K+(内,)3Na+(外)
影响
细胞外液K+浓度
外钾增,静绝小
膜对K+和Na+的相对通透性
对K+通透性大
K+平衡电位
对Na+通透性大
Na+平衡电位
钠泵活动水平
动作电位
概念及特点
细胞在静息电位基础上接受有效刺激后,产生一个迅速可向远处传导的膜电位波动
上升支bc去极相,下降支cd复极相,负后电位de,正后电位ef 上升支Na+内流,下降支K+外流 +30为超射值,超射值与Na+平衡电位接近,外钠增,超射大
组成时相
锋电位
由升支(去极相)及降支(复极相)共同形成,是动作电位的主要部分,被视为动作电位的标志
后电位
负后电位和正后电位
特征
全或无现象
不衰减传播
脉冲式发放
有不应期,不能总和
机制
电-化学驱动力及其改变
Em-EX(膜电位-离子平衡电位)
正负号表示方向,不代表大小,正号为外向,负号为内向
动作电位期间细胞膜通透性的变化
细胞受到有效刺激时细胞膜的Na+通透性增加,在电化学驱动力推动下Na+内流
膜电导(G)为膜对离子通透性的变化,其实质是膜上离子通道的开放和关闭
去极化达到峰值后GNa迅速下降,GK逐渐上升,K+快速外流,形成动作电位降支
动作电位的触发
阈刺激
刺激的持续时间和强度-时间变化率恒定时,引起组织发生反应的最小刺激强度称为阈值(阈强度/阈刺激)
阈电位
只有当某些刺激引起膜电位去极化到一个临界值时才能形成动作电位,这个能触发动作电位的膜电位临界值
离子通道状态
电压门控性钠通道
静息态—备用—不内流,但能—静息电位水平—激活门关闭,失活门打开
激活态—开放—钠内流—动作电位上升支—激活门开放,失活门开放
失活态—任何条件下钠不内流—动作电位下降支—激活门开放,失活门关闭
电压通透性钾通道
静息态与激活态
只有一个激活门(n门)
兴奋性及其变化
局部电位
概念
电流方向
膜内
兴奋区——未兴奋区
膜外
未兴奋区——兴奋区
刺激
阈下刺激
离子流动
钠通道少量开放或其他通道开放
膜电位变化
去极化或超极化
传导
跳跃式传导
有髓纤维的跳跃式传导速度比无髓纤维快,减少能量消耗
在同一细胞上传导
特征
非全或无
电紧张扩布=衰减性传导
无不应期,可以总和
跨膜物质转运
液态镶嵌模型
磷脂双分子层为基架,蛋白质糖类镶嵌
不对称性,双嗜性,熔点低
被动转运 顺浓度梯度
单纯扩散
亲脂性分子:O2,CO2,CO,NO,N2
类固醇类激素:性激素,醛固酮
不带电荷的极性小分子:H2O,尿素,甘油
影响因素:跨膜浓度差,通透性,温度,膜厚度和面积,分子大小极性
易化扩散
经通道:Na+,K+,Cl-
速度快
离子选择性
门控特性
电压
化学
机械
经载体:葡萄糖,氨基酸(红细胞)
饱和现象
结构特异性
竞争性抑制
主动转运
原发性主动转运
逆浓度
带电离子
钠钾泵 钠泵抑制剂(哇巴因)阻断钠泵活动
一个ATP,移出三个Na+,移入两个K+
内钾外钠
维持胞质渗透压和细胞容积
产生动作电位
生电效应
维持静息电位
继发性主动转运:利用 原发性主动转运形成的离子浓度梯度
联合转运体介导
同向转运
葡萄糖,氨基酸在小肠及肾小管的吸收与重吸收
肾小管Na+-k+-2Cl-同向转运体
Na+-Hco3-同向转运体
甲状腺Na+-I-同向转运
反向转运
Na+-Ca2+交换
Na+-H+交换
同时转运两种或两种以上的物质
依赖原发性主动转运
间接利用ATP
转运物质:葡萄糖,氨基酸,离子等
膜泡运输
特点
主动过程,消耗能量
需要蛋白质参与,细胞膜面积的改变
入胞
减小
出胞
增加
转运大分子和颗粒物质
类型
出胞
酶原,黏液,激素,神经递质
入胞
吞噬
细菌,死亡细胞,组织
吞饮
液态形态(蛋白质分子)