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1、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第1页/共93页1.第二信使跨膜信号转导有三类蛋白质涉及其中 （1）受体 第七个-螺旋是识别结合部位 （2）G蛋白 有十几种 由、三个亚基组成 （3）效应器酶第2页/共93页第3页/共93页 G蛋白 + GDP G蛋白 + GTP 与、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 激活第4页/共93页( (一) cAMP) cAMP信号通路神经递质、激素等（第一信使）兴奋性G蛋白(G(GS S) )激活腺苷酸环化酶(AC)(AC)ATPATPcAMPcAM
2、P细胞内生物效应激活蛋白激酶A A与G蛋白偶联受体结合激活G蛋白第5页/共93页( (二) ) 磷脂酰肌醇信号通路激素（第一信使）兴奋性G蛋白(G(GS S) )激活磷脂酶C C(PLC)(PLC)PIPPIP2 2( (第二信使）IPIP3 3 和 DGDG激 活蛋白激酶C C内质网释放CaCa2+2+激活G蛋白细胞内生物效应与G蛋白偶联受体结合第6页/共93页2.通道跨膜信号转导（1）化学门控通道 如Ach门控通道，由2、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 第7页/共93页第8页/共93页3.酪氨酸蛋白激酶信号转导配体 +酪氨酸激酶受体 酪氨
3、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细胞内生物效应膜外N N端：识别、结合第一信使膜内C C端：具有酪氨酸激酶活性第9页/共93页硝酸甘油治疗心绞痛硝酸甘油治疗心绞痛 硝酸甘油硝酸甘油NONO结合结合可溶性可溶性鸟苷酸环鸟苷酸环 化酶化酶（GCGC）三磷酸鸟苷（三磷酸鸟苷（GTPGTP）转变成）转变成cGMPcGMP激活激活PKGPKG舒张血管，增加血流量舒张血管，增加血流量. .弗奇戈特、伊格纳罗及穆拉德弗奇戈特、伊格纳罗及穆拉德19981998年年获获诺贝尔生理诺贝尔生理/ /医学奖医学奖 ! !第10页/共93页 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
4、活动，这种电活动称为生物电现象（bioelectricitybioelectricity）。如：心电图、脑电图、肌电图等细胞的生物电现象第11页/共93页静息电位Resting Potential（Rp） 细胞未受到 刺激时，存 在于细胞膜 内外的电位 差 第12页/共93页n 静息电位: :细胞处于安静状态时，膜内外存在的电位差n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n 静息电位的范围： -10 -10 -100mV-100mV之间第13页/共93页 animal cell Rp frog muscle -50-70mV squid nerve -50-
5、70mV mammal red blood cell -10mV smooth muscle -50-60mV muscle -70-90mV nerve -70-90mV第14页/共93页Bernstein 的膜学说（1902年）1.细胞内外离子 不均匀分布K+i /K+o = 28 35：1Na+i /Na+o = 1：1214第15页/共93页 静息状态下质膜内、外静息状态下质膜内、外离子分布不均匀离子分布不均匀 膜外：膜外：第16页/共93页 2.静息时K+的通透性 远大于Na+的通透性.C K+：CNa+= 50100：1 第17页/共93页静息状态下质膜对离子的静息状态下质膜对离子
6、的通透性通透性不同不同 第18页/共93页（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+ 140Na+ 12A- -135K+ 4.5Na+ 145Cl - -150(mM)第19页/共93页 K+离子顺浓度 差扩散出细胞外第20页/共93页K+A- A- 、 PO4不能扩散出细胞外A-A-第21页/共93页 （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 forceelectrical attract
7、ive force第22页/共93页 (3)(3)机制机制:RP:RP主要是由主要是由K K+ +外流外流形成的；接近形成的；接近K K+ +平衡电位平衡电位 第23页/共93页 Ek= RT/ZF lnK+o /K+i R R：Gas Constant ( 8.31 joule/ Gas Constant ( 8.31 joule/ degree degree gram molecule or 2 gram molecule or 2 calorie/ degree calorie/ degree gram molecule) gram molecule) T T：Absolute temp
8、eratureAbsolute temperature Z Z：Charge number of the ionCharge number of the ion F F：FaradayFaradays number (=96500)s number (=96500) ln: Nature log of ln: Nature log of concentrationconcentration第24页/共93页 If T=27C Ek= 59.5 lnK+o /K+i If T=37C Ek= 61.5 lnK+o /K+i = 94mV 第25页/共93页第26页/共93页 结论: 1. Rp
9、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？第27页/共93页 图图. .细细胞外胞外K K+ +浓度对蛙肌静息电位的影响浓度对蛙肌静息电位的影响 第28页/共93页选择题达到Eka. Ki= Ko b. Ki Ko c. KiKo 1. 达到Ek 时： a. Ki= Ko b. Ki Ko d. 膜两侧电场力相等 e. 膜两侧浓差力相等. 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 第29页/共93页刺激的种类：化学、机械、温度、光、电、声等。刺激需要具备三个条件： 一定的强
10、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。 动作电位 产生的前提：有RP、有效刺激第30页/共93页实验结果描绘曲线如下：时间强度曲线第31页/共93页 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 衡量细胞兴奋性的指标第32
11、页/共93页动作电位 Action potential（Ap）受到有效刺激后，细胞膜在Rp基础上产生的快速、可逆、可向远处扩布的电位波动第33页/共93页 去极化 上升支 反极化或超射 锋电位下降支 复极化动作电位后电位负后电位正后电位第34页/共93页去极化（除极）： 膜内、外电位差向小于RPRP值的方向变化的过程。 ( (例如由-70 -50mV)-70 -50mV)反极化（超射）: : 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。复极化: : 去极化后再向极化状态恢复的过程。超极化: : RPRP的绝对值增大( (例如由-70 -90mV)-70 -90mV)第35页/共93
12、页 去极化 （正反馈） 有效刺激 GNa 开放 Na+内流 CNa Ck （100：1） Na+快速内流 形成 AP上升支 第36页/共93页早期：电场力和浓差力方向向内 Na+顺浓差力和电场力快速进细胞后期：浓差力方向向内，电场力方向向外。当浓差力等于电场力时Na+净移动为零,此时膜内外电位差为Na+的平衡电位（ENa）。 If T=37C ENa= 61.5 lnNa+o /Na+i =61mV 第37页/共93页第38页/共93页 Na+ o浓度 对 Ap幅度的影响第39页/共93页注意注意： 膜对膜对NaNa+ +通透性增大，实际上是膜结构中存在的通透性增大，实际上是膜结构中存在的电压
13、门控性电压门控性NaNa+ +通道通道开放的结果开放的结果。 NaNa+ +通道的特点：通道的特点： 去极化程度越大，其开放的概率也越大，是去极化程度越大，其开放的概率也越大，是 电压依赖性电压依赖性的；的； 开闭是开闭是全或无全或无式的，并且开、闭之间的式的，并且开、闭之间的转换转换 速度非常快速度非常快; ; 至少存在至少存在关闭、激活和失活关闭、激活和失活三种功能状态，三种功能状态， 其形成与分子内部存在两种门控机制有关。其形成与分子内部存在两种门控机制有关。第40页/共93页 Na+通道有两个门和三个态： Gm为激活门， Gh为失活门备用态： Rp （Ap）1ms 2msGm 关， G
14、h 开 激活态：Gm开，Gh开失活态：Gm开，Gh 关 第41页/共93页 延迟激活性K+通道 Gn为激活门 (Ap)1ms 2ms . 第42页/共93页 去极化至峰电位最顶点 GNa失活并GK延迟激活 Ck CNa （100：1） K+快速外流 形成 Ap下降支 第43页/共93页 APAP上升支上升支APAP下降支下降支第44页/共93页 后电位 负后电位负后电位: : 复极时迅速外流的复极时迅速外流的K K+ +蓄积蓄积在在 膜外侧附近，暂时阻碍了膜外侧附近，暂时阻碍了K K+ + 外流。外流。 第45页/共93页 Ap 峰电位结束后Na+/K+泵开始工作，从细胞内排出Na+并摄取K+
15、， Na+出：K+进 = 3：2 细胞内有净的负电荷积累，形成了正后电位第46页/共93页 Ap 与 INaIK的 关系第47页/共93页 结论: Na+快速内流形成 Ap上升支(Na通道阻断剂：河豚毒（TTX）) K+快速外流形成 Ap下降支(K通道阻断剂：四乙胺（TEA）) Ap 峰电位结束后Na+出：K+进 = 3：2 细胞内有净的负电荷积累，形成了正后电位 ApE Na+第48页/共93页选择题1.Ap幅度约等于： a.Ek+ b.ENa+ c. ENa+与Rp绝对值之和 d. ENa+与Rp绝对值之差e.以上都不对2. 膜电位是： a. 是内正外负 b. 可用电极在细胞表面测出 c.
16、 是膜两侧的电位差 d.表明细胞处于去极化状态 e.以上都不对 第49页/共93页 Ap的三特点 全或无:刺激达到阈值后，Ap幅度不随刺激强度的增加而改变 有绝对不应期无衰减性传导： Ap幅度不随传导距离的增加而改变第50页/共93页全或无 一个Ap使细胞内Na+增加了约1/8万 ，K+减少了约1/4万，可以视为Na+和K+浓度没有改变，所以Ap幅度不随刺激强度的增加而改变。第51页/共93页阈电位 当细胞膜去极化到能引起Ap时的最小膜电位，即为阈电位（ threshold，Tp） Rp与Tp的距离反映了细胞兴奋性的高低，两者成反比。第52页/共93页兴奋性 兴奋性 组织或细胞产生动作电位的能
17、力 兴奋 组织或细胞受到刺激后产生了动作电位或动作电位增多的现象第53页/共93页可兴奋组织和可兴奋细胞指兴奋性较高的组织和细胞： 肌肉、神经和腺体第54页/共93页不应期绝对不应期相对不应期 第55页/共93页 分 期与APAP对应关系 兴奋性 刺激绝对不应期 锋电位 无 任何强大刺激相对不应期 负后电位前期 渐恢复 阈上刺激超常期负后电位后期 正常 阈下刺激低常期正后电位 正常 阈上刺激 细胞在一次兴奋后其兴奋性要经历一个周期性变化过程。（兴奋周期） 绝对不应期的长短决定了组织在单位时间内所能接受刺激产生兴奋的次数。超常期低常期临床意义不大，仅存在理论意义。第56页/共93页Ap 的传播
18、Ap 依靠局 部电流在 无髓纤维 上传播第57页/共93页第58页/共93页 Ap 依靠局部电流在有髓纤维上进行“跳跃式传导”第59页/共93页有髓鞘神经纤维: :跳跃式传导( (为远距离局部电流) )第60页/共93页局部电位 阈下刺激使局部细胞膜产生轻度去（超）极化第61页/共93页不具有“全或无”现象。依电紧张方式扩布。具有总和效应。即可产生时间性和空间性总和。 局部反应的特点：第62页/共93页时间性总和空间性总和第63页/共93页 The difference between Ap and local response Ap Na大量内流 阈上刺激 无衰减传播 全或无 不可融合 有绝
19、对不应期 向远处传播信息Lr Na少量内流 阈下刺激 电紧张扩布 反应有等级 可以总和 无绝对不应期 瞬时改变兴奋性第64页/共93页神经-肌接头兴奋传递第65页/共93页终板结构终板前膜 有囊泡终板间隙 15-50nm 胆碱脂酶终板后膜 有受体第66页/共93页Ap在细胞间传递Ap 前膜GCa2+开放 Ca2+内流 囊泡内Ach释放 Ach扩散与受体结合 GNa+开放 Na+内流 终板膜去极化 产生终板电位 终板电位电紧张扩布 邻近膜达到阈值产生Ap第67页/共93页第68页/共93页神经-肌接头传递特征单向传递时间延搁 0.5-1.0ms/个易受理化因素和药物影响 1.终板前膜 低钙 肉毒
20、杆菌毒素 2.终板后膜 筒箭毒 3.抑制胆碱脂酶活性 有机磷农药第69页/共93页选择题1.两阈上刺激的间隔时间 绝对不应期可传送 个 Ap: a. , 0 b., 1 2. 属于主动转运的是（多选） a.Ap升支Na+内流 b. Ap降支K+外流 c.Rp时K+外流 d.正后电位时Na+外流 e.入胞作用 第70页/共93页第71页/共93页肌小节 是肌细胞收缩的基本结构和功能单位。 第72页/共93页骨骼肌的结构第73页/共93页横管（T管）纵管（L管）终末池三联管第74页/共93页粗肌丝第75页/共93页粗肌丝：肌凝蛋白与横桥第76页/共93页第77页/共93页细肌丝组成肌纤蛋白 有与横
21、桥结合的位点原肌凝蛋白 阻隔与横桥结合的位点肌钙蛋白 起开关作用第78页/共93页第79页/共93页第80页/共93页肌丝滑行理论T管兴奋 终末池释Ca2+ 肌浆Ca2+ Ca2+与肌钙蛋白结合 原肌凝蛋白变构，抑制作用消除 横桥与肌纤蛋白结合 横桥扭曲细肌丝向M线滑行 横桥ATPase暴露 分解ATP 横桥解离伸直 与下一位点结合 肌肉收缩 第81页/共93页横桥摆动动画骨骼肌收缩机制：肌丝滑行理论第82页/共93页第83页/共93页肌肉松弛过程终末池泵回Ca2+ 肌浆Ca2+ Ca2+与肌钙蛋白解离 原肌凝蛋白复原 横桥与肌纤蛋白解离 细肌丝依靠弹性复原肌肉松弛兴奋收缩耦联第84页/共93页第85页/共93页肌肉收缩的形式等长收缩等张收缩单收缩完全强直收缩不完全强直收缩第86页/共93页肌肉收缩力学分析前负荷后负荷肌肉的收缩 能力第87页/共93页第88页/共93页第89页/共93页后负荷越大，肌肉张力越 ，收缩长度越 ，开始收缩时间越 ，开始收 缩速度 越 。 第90页/共93页第91页/共93页肌肉的收缩能力定义增强因素：咖啡因、肾上腺素、Ca2+等降低因素：饥饿、缺O2、酸中毒等第92页/共93页感谢您的观看！第93页/共93页