腺苷酸环化酶能催化ATP生成cGMP,cGMP可把激素的信号带入细胞浆,进而导致细胞生理 功能的改变。作用于细胞膜的信号(如肾上腺素)叫第一信使( firster messenger) 由细胞外信号分子作用于细胞膜而产生的细胞内信号分子(如cAMP)叫第二信使.第二信使 物质有环一磷酸腺苷(camp),三磷酸肌醇( inositol triphosphate,IP3),二酰甘油 ( diacy Glycerol,DG)环一磷酸鸟苷( cyclic guanosine monophosphate cGMP)和Ca2+:第 二信使的功能是调节各种蛋白激酶和离子通道 1.3.3酶耦联受体介导的跨膜信号转导 1.3.3.1具有酪氨酸激酶的受体 该受体简单,只有一个横跨细胞膜的α螺旋,有两种类型 (1)受体具有酪氨酸激酶的结构域,即受体与酪氨酸激酶是同一个蛋白质分子。当与相应的化 学信号结合时,直接激活自身的酪氨酸激酶结构域,导致受体自身或细胞内靶蛋白的磷酸化 (②)受体本身没有酶的活性,但当它被配体激活时立即与酪氨酸激酶结合,并使之激活,通 过对自身和底物蛋白的磷酸化作用,把信号传入细胞内 更体鸟 西回 更体乌抛 排头仙 1.3.3.2具有鸟苷酸环化醇受体 该受体也只有一个跨细胞膜的α螺旋,其膜内侧有鸟苷酸环化酶,当配体与它结合后,即将 鸟苷酸环化酶激活,催化细胞内GTP生成cGMP,cGMP又可激活蛋白激酶G(PKG),PKG促使 底物蛋白质磷酸化,产生效应 上述几种跨膜信号转导过程并不是决然分开的,相互之间存在着错综复杂的联系,形成所谓 的信号网络( singnaling network)(举例)。 二、细胞的兴奋性和生物电现象 2.1细胞的兴奋性和及其变化 当动物对内外环境变化内在的和表面的的反应形式有两种 兴奋( excitation)抑制( inhibition) 2.1.1兴奋性、兴奋、可兴奋细胞 古老生理学将活组织或细胞对刺激发生反应的能力定义为兴奋性( excitability)。神经 肌肉、腺体三种组织的细胞的兴奋性比较高,被称为可兴奋组织或可兴奋细胞 近代生理学中,更准确地定义 兴奋性为细胞受刺激时产生动作电位的能力。兴奋则指产生动作电位的过程或是动作电位的
腺苷酸环化酶能催化 ATP 生成 cGMP，cGMP 可把激素的信号带入细胞浆，进而导致细胞生理 功能的改变。作用于细胞膜的信号(如肾上腺素)叫第一信使(firster messenger)； 由细胞外信号分子作用于细胞膜而产生的细胞内信号分子(如 cAMP)叫第二信使.第二信使 物质有环一磷酸腺苷(camp),三磷酸肌醇(inositol triphosphate ,IP3),二酰甘油 (diacylglycerol,DG)环一磷酸鸟苷(cyclic guanosine monophosphoate cGMP)和 Ca2+；第 二信使的功能是调节各种蛋白激酶和离子通道。 1.3.3 酶耦联受体介导的跨膜信号转导 1.3.3.1 具有酪氨酸激酶的受体 该受体简单, 只有一个横跨细胞膜的α螺旋,有两种类型: (1)受体具有酪氨酸激酶的结构域,即受体与酪氨酸激酶是同一个蛋白质分子。当与相应的化 学信号结合时,直接激活自身的酪氨酸激酶结构域,导致受体自身或细胞内靶蛋白的磷酸化。 (2)受体本身没有酶的活性，但当它被配体激活时立即与酪氨酸激酶结合，并使之激活，通 过对自身和底物蛋白的磷酸化作用，把信号传入细胞内 。 1.3.3.2 具有鸟苷酸环化酶受体 该受体也只有一个跨细胞膜的α螺旋，其膜内侧有鸟苷酸环化酶，当配体与它结合后，即将 鸟苷酸环化酶激活，催化细胞内 GTP 生成 cGMP,cGMP 又可激活蛋白激酶 G（PKG），PKG 促使 底物蛋白质磷酸化，产生效应。 上述几种跨膜信号转导过程并不是决然分开的,相互之间存在着错综复杂的联系,形成所谓 的信号网络(singnaling network)（举例）。 二、细胞的兴奋性和生物电现象 2.1 细胞的兴奋性和及其变化 当动物对内外环境变化内在的和表面的的反应形式有两种： 兴奋（excitation） 抑制（inhibition） 2.1.1 兴奋性、兴奋、可兴奋细胞 古老生理学将活组织或细胞对刺激发生反应的能力定义为兴奋性（excitability）。神经、 肌肉、腺体三种组织的细胞的兴奋性比较高,被称为可兴奋组织或可兴奋细胞。 近代生理学中， 更准确地定义： 兴奋性为细胞受刺激时产生动作电位的能力。兴奋则指产生动作电位的过程或是动作电位的
同意语。组织产生了动作电位就是产生了兴奋(简称兴奋)。在受到刺激时能产生动作电位 的组织才称为可兴奋组织 2.1.2刺激引起兴奋的条件(不讲解,通过实验课自学,) 1.什么叫刺激? 2.任何刺激要引起组织兴奋的必要条件是什么(刺激三要素)? 3.什么是强度阈值( threshold intensity)、阈刺激( threshold stimulation)、阈下刺激 ( subthreshold stimulus)阈上刺激( suprathreshold stimulus)和顶强度( maximal intesity) 4.阈值和兴奋性有什么关系?时间-强度曲线表示什么含义? 正常水平 506078090毫 2.1.3细胞兴奋时的兴奋性变化时不 绝对不应期( absolute refractory period):在神经接受前一个刺激而兴奋时的一个短 暂时期内,神经的兴奋性下降至零。此时任何刺激均归于“无效” 相对不应期( relative refractory period):在绝对不应期之后,神经的兴奋性有所恢复 但要引起组织的再次兴奋,所用的刺激强度必须大于该神经的阈强度。 超常期( supranormal period):经过绝对不应期、相对不应期,神经的兴奋性继续上升 可超过正常水平。用低于正常阈强度的检测刺激就可引起神经第二次兴奋的时期称 低常期( subnormal period):继超常期之后神经的兴奋性又下降到低于正常水平的期 n阈下总和:阈下刺激相继或同时作用时,有可能引起一次兴奋,称为阈下总和。 2.2.细胞的生物电现象及其产生机制 细胞水平的生物电现象主要有两种表现形式:在静息时具有的静息电位和受到刺激时所产生 的电位变化(包括局部电位和可以扩布的动作电位) 2.2.1静息电位和动作电位 (1)静息电位( transmembrane resting potentia1),未受刺激、处于静息状态时存
同意语。组织产生了动作电位就是产生了兴奋（简称兴奋）。在受到刺激时能产生动作电位 的组织才称为可兴奋组织。 2.1.2 刺激引起兴奋的条件（不讲解，通过实验课自学，） 1.什么叫刺激？ 2.任何刺激要引起组织兴奋的必要条件是什么（刺激三要素）？ 3.什么是强度阈值(threshold intensity)、阈刺激（threshold stimulation）、阈下刺激 (subthreshold stimulus)阈上刺激(suprathreshold stimulus)和顶强度（maximal intesity）； 4.阈值和兴奋性有什么关系？时间-强度曲线表示什么含义？ 2.1.3 细胞兴奋时的兴奋性变化 绝对不应期（absolute refractory period）：在神经接受前一个刺激而兴奋时的一个短 暂时期内， 神经的兴奋性下降至零。此时任何刺激均归于“无效”。 相对不应期（relative refractory period）：在绝对不应期之后，神经的兴奋性有所恢复， 但要引起组织的再次兴奋，所用的刺激强度必须大于该神经的阈强度。 超常期（supranomal period）：经过绝对不应期、相对不应期，神经的兴奋性继续上升， 可超过正常水平。用低于正常阈强度的检测刺激就可引起神经第二次兴奋的时期称。 低常期（subnomal period）：继超常期之后神经的兴奋性又下降到低于正常水平的期。 n 阈下总和 :阈下刺激相继或同时作用时，有可能引起一次兴奋，称为阈下总和。 2.2.细胞的生物电现象及其产生机制 细胞水平的生物电现象主要有两种表现形式：在静息时具有的静息电位和受到刺激时所产生 的电位变化（包括局部电位和可以扩布的动作电位）。 2.2.1 静息电位和动作电位 （1）静息电位 （transmembrane resting potential）， 未受刺激、处于静息状态时存
在于膜内外两侧的电位差称为跨膜静息电位,简称静息电位,表现为膜内较膜外为负。 当电极没有描入 胞内时细胞层升是 电住,设没有电流通 过示波。 和胞朋内升存在 电是,电极措入细胞 内辆间有电流过示 电佳 形成机理: 膜学说(1902年 Bernstein)认为①细胞膜内、外K+分布不均匀:②细胞膜不同功能状态对 物质(离子)通透性不同,③这种离子分布的不均匀的维持靠Na+泵的活动。 细胞膜内高K+和安静时膜主要对K+有通透性是细胞保持膜内负、膜外正极化状态的基础 当电化学梯度与浓度梯度促使K+外流和阻碍K+外流的力量达到平衡时,膜内、外电位差称 为静息跨膜电位,即是K+的平衡电位(EK)。其值可以根据物理化学中的 Nernst公式计算 出来: 击极化 E(m27)=595log =0 EK的数值由膜两侧最初的K+浓度而定 (2)动作电位( action potential):当神经或肌肉细胞受一次短促的阈刺激或阈上刺激而 发生兴奋时,细胞膜在静息电位的基础上会发生一次迅速而短暂的、可向周围扩布的电位波 动,称为动作电位 ①极化状态( polarization):静息时细胞的膜内负外正的状态 ②超极化( hyperpolarization):膜两侧的极化现象加剧时 ③去极化( depolarization):当极化现象减弱时的状态或过程 ④超射( overshoot):膜由原来的-70mv去极化到0m,进而变化到20~40m,去极化超过 0电位的部分称为,此时膜的状态为反极化状态 ⑤去极化、反极化构成了动作电位的上升支 ⑥复极化( repolarization):由去极化、反极化向极化状态恢复的过程,它构成了动作电位 的下降支
在于膜内外两侧的电位差称为跨膜静息电位，简称静息电位，表现为膜内较膜外为负。 形成机理： 膜学说(1902 年 Bernstein)认为①细胞膜内、外 K+分布不均匀；②细胞膜不同功能状态对 物质（离子）通透性不同，③这种离子分布的不均匀的维持靠 Na+泵的活动。 细胞膜内高 K+和安静时膜主要对 K+有通透性是细胞保持膜内负、膜外正极化状态的基础。 当电化学梯度与浓度梯度促使 K+外流和阻碍 K+外流的力量达到平衡时，膜内、外电位差称 为静息跨膜电位，即是 K+的平衡电位（EK）。其值可以根据物理化学中的 Nernst 公式计算 出来： EK 的数值由膜两侧最初的 K+浓度而定 (2)动作电位（action potential）：当神经或肌肉细胞受一次短促的阈刺激或阈上刺激而 发生兴奋时，细胞膜在静息电位的基础上会发生一次迅速而短暂的、可向周围扩布的电位波 动，称为动作电位。 ①极化状态（polarization）：静息时细胞的膜内负外正的状态； ②超极化(hyperpolarization)：膜两侧的极化现象加剧时； ③去极化(depolarization)：当极化现象减弱时的状态或过程 ④超射(overshoot)：膜由原来的-70mv 去极化到 0 mv，进而变化到 20～40mv，去极化超过 0 电位的部分称为，此时膜的状态为反极化状态。 ⑤去极化、反极化构成了动作电位的上升支； ⑥复极化(repolarization)：由去极化、反极化向极化状态恢复的过程，它构成了动作电位 的下降支
电压腔控通道失活 电压门控g道适打开 去极化 电压门控N通道 但有可能打开 电压门控K通道 压④ 局部去极化 压门控 不上不应上限 形成机理: K Er(mV, 27C)=59.5log ①动作电位上升支形成的离子基础 细胞膜外高Na+,膜受到刺激时,出现对Na+的通透性增加,并超过对K+的通透性,Na+迅 速内流,直至内流的Na+在膜内所形成的正电位足以阻止Na+的净内流为止,形成动作电位 的上升支。这时膜内所具有的电位值即为Na+平衡电位,仍可用 Nernst方程计算出来 ②动作电位下降支形成的离子基础 去极化达高锋在很短时间里,Na+通道很快失活( inactivation):膜中的另一种电压门控 K+通道开放,K+的外流,使膜内电位变负,最后恢复到静息时K+平衡电位的状态。 ③Na+通道和K+通道的特性 A.Na+通道有两道门,静息时,位于中间的激活门关闭着,位于膜内侧的失活门开着。 去极化时,Na+通道激活,激活门和失活门都开放,Na+内流 Na+通道很快失活,激活门仍开着,但失活门却关闭,Na+不能内流: Na+通道失活时,不会因尚存在着去极化而继续开放,也不会因新的去极化再度开放,只有 当去极化消除后,恢复到静息状态,通道才有可能在新的去极化下而进入开放状态 B.K+通道只有一道门,激活较延迟,而且没有失活状态,可直接恢复到静息时的关闭状态 三、神经冲动的产生和传导 神经兴奋时表现为AP,AP沿神经纤维的传播称为神经冲动 3.1神经冲动的产生 (1)局部电位与阙电位 n局部电位:由阈下刺激引起Na+少量内流而形成的膜电位 n局部兴奋与局部电位 阈下刺激虽不能引起膜去极化达到阈电位水平,但也可引起少量Na+通道开放,有少量Na+ 内流引起的去极化迭加在一起,在受刺激部位出现的一个较小去极化,称为局部反应或局部 兴奋( local excitation)。这种去极化电位称为局部的去极化电位(简称局部电位 local potential)。但由于该去极化程度较小,可被〈维持当时K+平衡电位的)K+外流所抵消 不能形成再生性去极化,因而不能形成动作电位,局部电位有以下特点 ①电紧张性扩布( electrotonic propagation)
形成机理： ①动作电位上升支形成的离子基础 细胞膜外高 Na+，膜受到刺激时，出现对 Na+的通透性增加，并超过对 K+的通透性，Na+迅 速内流，直至内流的 Na+在膜内所形成的正电位足以阻止 Na+的净内流为止，形成动作电位 的上升支。这时膜内所具有的电位值即为 Na+平衡电位，仍可用 Nernst 方程计算出来。 ②动作电位下降支形成的离子基础 去极化达高锋在很短时间里，Na+通道很快失活（inactivation）；膜中的另一种电压门控 K+通道开放，K+的外流，使膜内电位变负，最后恢复到静息时 K+平衡电位的状态。 ③Na+通道和 K+通道的特性 A.Na+通道有两道门，静息时，位于中间的激活门关闭着，位于膜内侧的失活门开着。 去极化时，Na+通道激活，激活门和失活门都开放，Na+内流； Na+通道很快失活，激活门仍开着，但失活门却关闭，Na+不能内流； Na+通道失活时，不会因尚存在着去极化而继续开放，也不会因新的去极化再度开放，只有 当去极化消除后，恢复到静息状态，通道才有可能在新的去极化下而进入开放状态。 B.K+通道只有一道门，激活较延迟，而且没有失活状态，可直接恢复到静息时的关闭状态。 三、神经冲动的产生和传导 神经兴奋时表现为 AP，AP 沿神经纤维的传播称为神经冲动。 3.1 神经冲动的产生 （1）局部电位与阈电位 n 局部电位：由阈下刺激引起 Na+少量内流而形成的膜电位 n 局部兴奋与局部电位 阈下刺激虽不能引起膜去极化达到阈电位水平，但也可引起少量 Na+通道开放，有少量 Na+ 内流引起的去极化迭加在一起，在受刺激部位出现的一个较小去极化，称为局部反应或局部 兴奋（local excitation）。这种去极化电位称为局部的去极化电位（简称局部电位 local potential）。但由于该去极化程度较小，可被（维持当时 K+平衡电位的）K+外流所抵消， 不能形成再生性去极化，因而不能形成动作电位，局部电位有以下特点： ①电紧张性扩布（electrotonic propagation）
②不具有“全和无”特性 ③可以总和(或迭加)。有空间总和( spatial summation)和时间总和( temporal summation)。 当刺激使膜内去极化达到某一临界值时可以在已经去极化的基础上诱发产生动作电位,该临 界电位值称为阈电位( threshold membrane potential)。一般比正常静息电位大约低10 15mV。 再生性去极化( regeneration depolarization) 对于一段膜来说,当刺激引起膜去极化达到阈电位时会引起一定数量的Na+通道开放,Na+ 因此内流,而Na+的内流会使膜进一步去极化,结果又引起更多的Na+通道开放和更大的开 放概率,如此反复下去,出现一个“正反馈”过程,称(Na+的)再生性去极化(循环 阈电位产生的结果,出现一个不依赖于原有的刺激,而使膜上Na+通道迅速、而大量开放 膜外Na+快速内流,直至达到Na+平衡电位才停止,形成锋电位的上升支 (2)锋电位和后电位 动作电位中,快速除极和复极化的部分,其变化幅度很大,称为锋电位( spike或脉冲 mpule),是动作电位的主要部分。在锋电位之后还会出现一个较长的、微弱的电位变化 时期叫后电位( after potential)。后电位是由缓慢的复极化过程和低幅的超极化过程组 成,分别称为后去极化( after depolarization)或负后电位( negative afterpotential) 后超极化( after hypolarization)或正后电位( positive afterpotential)。 (4)将动作电位的进程与细胞进入兴奋后的兴奋性变化相对照: 锋电位的时间相当于细胞的绝对不应期:后去极化(负后电位)期细胞大约处于相对不应期 和超常期,而后超极化(正后电位)期则相当于低常期。 动作电位的“全或无”特性 从兴奋性角度来看, ①阈刺激是引起去极化达到阈电位水平的刺激 ②只要是阈上刺激,不论刺激强度多么强均能引起Na+内流与去极化的正反馈关系,膜去极 化都会接近或达到ENa, ③动作电位的幅度只与ENa和静息电位之差有关,而与原来的刺激强度无关 ④阈下刺激使膜去极化达不到阈电位水平,不能形成去极化与Na+内流的正反馈,不能形成 动作电位 ⑤对于一段膜来说,达到阈电位的去极化会引起(Na+的)再生性去极化( regeneration depolarization)而触发动作电位的产生。 ⑥动作电位在神经纤维上的传导,不会因距离衰竭,也是由于动作电位具有“全”和“无”特 性 3.2动作电位在同一个细胞上的传导 无髓神经纤维与有髓神经纤维 (1)传导机制一局部电流学说( Local current theory) 动作电位(兴奋)也就在神经纤维膜上传导开来,称之为神经冲动( nerve impulse) (2)跳跃式传导( Saltatory conduction)
②不具有“全和无”特性。 ③可以总和（或迭加）。有空间总和（spatial summation）和时间总和（temporal summation）。 当刺激使膜内去极化达到某一临界值时可以在已经去极化的基础上诱发产生动作电位，该临 界电位值称为阈电位（threshold membrane potential）。一般比正常静息电位大约低 10～ 15 mV。 再生性去极化（regeneration depolarization） 对于一段膜来说，当刺激引起膜去极化达到阈电位时会引起一定数量的 Na+通道开放，Na+ 因此内流，而 Na+的内流会使膜进一步去极化，结果又引起更多的 Na+通道开放和更大的开 放概率，如此反复下去，出现一个“正反馈”过程，称(Na+的)再生性去极化（循环）。 阈电位产生的结果，出现一个不依赖于原有的刺激，而使膜上 Na+通道迅速、而大量开放， 膜外 Na+快速内流，直至达到 Na+平衡电位才停止，形成锋电位的上升支。 (2)锋电位和后电位 动作电位中，快速除极和复极化的部分，其变化幅度很大，称为锋电位（spike 或脉冲 impulse），是动作电位的主要部分。在锋电位之后还会出现一个较长的、微弱的电位变化 时期叫后电位（after potential）。后电位是由缓慢的复极化过程和低幅的超极化过程组 成，分别称为后去极化（after depolarization）或负后电位（negative afterpotential） 后超极化（after hypolarization）或正后电位(positive afterpotential)。 (4)将动作电位的进程与细胞进入兴奋后的兴奋性变化相对照： 锋电位的时间相当于细胞的绝对不应期；后去极化（负后电位）期细胞大约处于相对不应期 和超常期，而后超极化（正后电位）期则相当于低常期。 动作电位的“全或无”特性： 从兴奋性角度来看， ①阈刺激是引起去极化达到阈电位水平的刺激。 ②只要是阈上刺激，不论刺激强度多么强均能引起 Na+内流与去极化的正反馈关系，膜去极 化都会接近或达到 ENa， ③动作电位的幅度只与 ENa 和静息电位之差有关，而与原来的刺激强度无关； ④阈下刺激使膜去极化达不到阈电位水平，不能形成去极化与 Na+内流的正反馈，不能形成 动作电位。 ⑤对于一段膜来说，达到阈电位的去极化会引起(Na+的)再生性去极化（regeneration depolarization）而触发动作电位的产生。 ⑥动作电位在神经纤维上的传导,不会因距离衰竭,也是由于动作电位具有“全”和“无”特 性.。 3.2 动作电位在同一个细胞上的传导 无髓神经纤维与有髓神经纤维 (1)传导机制—局部电流学说（Local current theory）: 动作电位（兴奋）也就在神经纤维膜上传导开来，称之为神经冲动(nerve impulse)。 (2)跳跃式传导（Saltatory conduction）