人体及动物生理学

为烟碱型（N型）和毒蕈碱型2大类。 分类 毒蕈碱受体 烟碱受体 作用 心肌、平滑肌和腺体 神经-肌接头、自主神经节 毒蕈碱样作用 烟碱样作用 （M样作用） （N样作用） 分布 大多数副交感神经的节后纤维和少数交感所有自主神经元的突触后膜和神经神经的节后纤维支配的效应器细胞上 -肌接头的终板膜上 亚型 M1、M2、M3、M4、M5 肌肉型（N2）、神经元型（N1） 机制 G蛋白-第二信使 Ach门控通道 阻断剂 阿托品 筒箭毒碱 2.儿茶酚胺类：包括多巴胺、肾上腺素和去甲肾上腺素，均带有儿茶酚环。合成底物是酪氨酸，开始2步均相同。第一步为酪氨酸羟化，所以用TH抗体能显示此三种递质能的神经元。

（1）多巴胺：D1-D5受体，均为G蛋白偶联受体。参与运动、情绪活动和心血管调节。 （2）肾上腺素和去甲肾上腺素：有2类受体，α1-2和β1-3.

受体的特性：α受体（主要是α1受体）的效应主要是兴奋性的；β受体（主要是β2受体）的效应主要是抑制性的。 配体的特性： NA对α受体的作用较强；肾上腺素对α和β受体的作用都强；异丙肾上腺素主要对β受体有强烈作用。

阻断剂：α受体（主要是α1受体）--酚妥拉明；α2受体-育亨宾碱；β受体-普萘洛尔；β1受体–阿提洛尔；β2

受体–丁氧胺；

3.氨基酸类递质：（1）兴奋性氨基酸递质：谷氨酸和门冬氨酸。

五种兴奋性氨基酸受体，分促代谢型和促离子型。其中海人藻酸受体、L-AP4、AMPA和NMDA等几种亚型为促离子型受体；促代谢型受体有11个亚型。

（2）抑制性氨基酸递质：γ-氨基丁酸（GABA）和甘氨酸是确认的抑制性递质。

其受体均属于配体门控离子通道超家族。受体有5个亚单位组成，与nAChR相似。主要调节CL的透性，Cl内流增加，突触后膜产生超极化，形成IPSP。

GABAA1-GABAA5和GABAB。后者为促代谢型受体，可增加K的外流和抑制Ca内流，使突触后超级化。

4.5-羟色胺（5-HT）：主要分布在中缝核团。有7种受体被确认，5-HT1-5-HT7.主要涉及情绪控制、睡眠的发动、温度的调节和感觉的感受等。

5.一氧化氮（NO）：主要存在于肠神经系统抑制性运动神经元和中枢神经系统内。由一氧化氮合成酶

（NOsynthase,NOS）催化精氨酸生成NO，通过调节鸟苷酸环化酶催化cGMP量调节细胞活动。此外，CO、H2S等气体也已被确认为递质。

神经肽、嘌呤也可为递质或调质。

本章小结

1、突触的结构：前、后膜、突触间隙；前膜上栅栏结构与小泡的转运、入坞、释放；后膜上的受体与膜电位；间隙中的分解酶。

2、神经肌肉接头：前膜释放Ach，后膜上的受体为N2型受体，终板膜上只有化学门控Na离子通道，无电压门控离子通道。所以终板膜上不能产生AP。

3、神经元之间构成的突触：电突触（缝隙连接）、化学突触、混合型突触。

4、化学突触信号的传递过程：电-化学-电。Ca进入突触前结构内的量直接与递质释放量有关。

5、突触前调节：突触前抑制（兴奋抑制或去极化抑制）和突触前易化。突触前抑制的结构基础是轴-轴突触，是一个兴奋性的轴-轴突触抑制另一个兴奋性突触，主要是Ca进入突触前小体少、递质释放少，导致突触后电位小形成的。突触前易化是连续刺激引起的Ca进入突触前小体多、递质释放多，使突触后产生后强直电位-增大的局部电。

6、突触后抑制：侧枝性抑制和回返性抑制。都是前一个神经元兴奋了中间抑制性神经元，实现对下一个神经元或兴奋发出神经元的抑制。

7、突触的传递特征：单向传递、突触延搁、可塑性调节、对内外环境变化的敏感性。 二、化学传递物质及其受体 1、神经递质、调质和神经肽

2、主要的神经递质及其受体：乙酰胆碱—M、N受体；多巴胺—D1-D5受体；NE和E—α和β受体；谷氨酸和天门冬氨酸--促代谢型和促离子型；抑制性氨基酸—GABA（ GABAA1-GABAA5和GABAB ），甘氨酸（配体门控离子通道受体）；5-HT—1-7型受体；NO、CO、H2S等气体递质。

第五章 骨骼肌、心肌和平滑肌细胞生理

掌握内容：骨骼肌神经-肌肉接头处兴奋的传递过程；横纹肌兴奋-收缩偶联的因素；影响横纹肌收缩效能的因素；横纹肌的微细结构；横纹肌收缩机制与平滑肌收缩机制的区别。

主要内容：1、三种肌细胞的超微结构特点，神经支配上的特点；2、肌细胞膜动作电位的发生，胞内钙离子的释放机制；3、肌细胞收缩的分子机制，如何将化学能转化成机械能；4、机械收缩力的特征和调节机制

第一节 骨骼肌生理 一、骨骼肌的超微结构

约占人体重的32%-40%。接受躯体运动神经的支配，经电-化学-电的信号转化、传递，最终转化成骨骼肌机械收缩，引发躯体的运动。肌纤维最长25cm，直径10-100μm。

（一）肌原纤维的结构组成（光镜下的结构）

一个肌细胞（肌纤维）内有上千条肌原纤维。每个肌原纤维直径1-2μm，纵贯全长。光镜下呈明暗相间的带。暗带：A带和H带，H带中有M线；明带：I带，中间为Z线。两个Z线之间的结构称肌小节，可在1.5-3.5微米之间变动。

（二）粗肌丝和细肌丝的功能解剖（电镜和X光下）

粗肌丝：由大分子的肌球蛋白组成，一条粗肌丝有200-300个肌球蛋白分子。分子呈杆状，一端为双球形的头，是为ATP酶活性的横桥。此横桥每隔14.4nm和60°伸出粗肌丝表面，也即360°有6个横桥。每个粗肌丝周围有6个细肌丝围绕。

横桥有两个生物化学特性：一是ATP酶的特性，在与细肌丝上的肌动蛋白结合时被激活，水解ATP释放能量；二是在一定条件下可和细肌丝上的肌动蛋白发生可逆性结合，然后向M线方向摆动，拖动细肌丝向A带中央滑行，使肌节缩短。

细肌丝：由肌动蛋白（肌纤蛋白）、原肌球蛋白（原肌凝蛋白）、肌钙蛋白（原宁蛋白）组成。双螺旋的肌动蛋白可与肌球蛋白的横桥可逆性结合，二者称为收缩蛋白。双螺旋的原肌球蛋白和结合其上的肌钙蛋白（分为TnC、TnI、TnT三个亚基）可控制横桥与肌动蛋白的结合和分离，为调节蛋白。

连接蛋白：肌联蛋白和伴肌动蛋白---使粗细肌丝在肌节内有序排列。肌联蛋白：贯穿Z-M线，2万5千aa组成，最大的蛋白，弹性蛋白。伴肌动蛋白：大的非弹性蛋白，连接Z线，负责肌动蛋白的有序。 （三）骨骼肌的肌膜系统

有滑面内质网和肌细胞膜表面内陷形成的横小管（T管）组成。肌质网形成纵行的纵小管和在Z线处横小管两侧形成的终池。

肌质网膜上有Ca泵和Ca通道（足蛋白的一部分）。

Ca++进出肌质网的控制：横管膜上的DHPR（二氢吡啶受体，电压门控Ca离子通道）与终池（肌质网）膜上的非电压门控Ca通道（ryanodine受体，RyR受体）所组成的功能单位（接头复合体，junctional complex）、肌质网膜上的Ca2+-Mg2+-ATP酶（钙泵）控制钙离子进出肌质网。

二、骨骼肌的收缩机制

（一）肌丝滑行学说

肌肉收缩过程：肌浆中的Ca2+↑→TnC与Ca2+结合，肌钙蛋白的构型发生变化→其信息通过TnI传递给原肌球蛋白→原肌球蛋白的构型发生变化，深陷于肌动蛋白的双股螺旋沟中→暴露出肌动蛋白与横桥的结合位点→肌动蛋白与肌球蛋白的横桥结合→横桥ATP酶激活 →ATP分解释放能量 →横桥向M线方向摆动，拖动细肌丝向粗肌丝中滑行 →肌肉收缩

（二）横桥周期

横桥与细肌丝的结合、解离、复位，然后再与细肌丝上另外的点结合，出现新的扭动，横桥的这种往复活动称为横桥周期。可分如下四个时期：

（三）钙离子是兴奋-收缩偶联的启动因子

-7-5

90%的Ca在终池内。安静时肌浆内的Ca浓度小于10mol/L，肌膜去极化后瞬间可达10mol/L的水平。

Ca的释放和回收：AP传至T小管→激活电压敏感型受体DHPR→打开终池膜上的由足蛋白形成的Ca通道→Ca进入胞浆；局部电位消失→Ca通道关闭，终池膜上的Ca泵迅速将胞浆中的Ca泵入肌质网→胞浆内的Ca浓度迅速降低。肌肉舒张

2+2+

Ca的结合位点：肌钙蛋白的TnC亚基上，TnC上有4个Ca结合位点，静息时低亲和的2个位点与Mg结合。 Ca调节的是骨骼肌细肌丝，这种调节方式叫肌动蛋白调节，而平滑肌则是粗肌丝，称肌球蛋白调节。

横纹肌的兴奋-收缩偶联—— 三个主要步骤：①肌膜电兴奋的传导:指肌膜产生AP后,AP由横管系统迅速传向肌细胞深处，到达三联管和肌节附近。②三联管处的信息传递：（尚不很清楚）③肌浆网（纵管系统）中Ca2+的释放:指终池膜上的钙通道开放，终池内的Ca2+ 顺浓度梯度进入肌浆，触发肌丝滑行，肌细胞收缩。∴Ca2+是兴奋-收缩偶联的偶联物

三、骨骼肌收缩的机械特性

骨骼肌的收缩是要克服阻力而做功。阻力来源于负荷。其机械性表现为收缩产生的张力、缩短的幅度和速度。这与负荷的大小和骨骼肌的功能状态有关。

（一）肌肉收缩的形式和特性

据负荷与收缩力的关系，可形成等长收缩、等张收缩和伸长收缩三种形式。 1.等长收缩：肌肉的张力变化而长度不变的收缩。 2.等张收缩：肌肉的张力不变而长度变化的收缩。

3.伸长收缩：拉肌肉的力超过了横桥所产生的力，肌肉被拉长。三种收缩时，横桥都在作用在细肌丝的位点上，也即横桥都在滑动。

（二）单收缩和强直收缩（由刺激决定的）

1.单收缩：单个肌纤维对单个动作电位产生的反应称为单收缩。一个单收缩曲线包括：潜伏期（约10ms）、收缩期（约50ms）和舒张期（约60ms）。

2.强直收缩

总和：多次刺激（一串AP）可引起肌纤维的一连串收缩。由于AP持续的时间很短约1-2ms，而肌肉收缩的时间可达100多ms，所以下一个刺激可落在前一次收缩的不同时期，而形成不同形式的总和。

（三）肌长–肌张力关系

前负荷：肌肉收缩之前作用在肌肉上的负荷，使肌肉处于某种程度的拉长状态，具有一定的初长度。 后负荷：肌肉开始收缩时才遇到的负荷或阻力。

最适初长度或最适前负荷：肌肉收缩时能产生最大张力的的收缩前的肌肉长度，称为最适初长度；使肌肉呈最适初长度的前负荷称为最适前负荷。

四、骨骼肌的分类

（一）按分解ATP速度分为快肌和慢肌，主要是ATP酶的活性不同，快肌横桥周期的速率是慢肌的4倍。 （二）按结合ATP酶的类型分类

1.红肌纤维（氧化型纤维、骨骼肌一类纤维）：呈暗红色，其内有大量的线粒体、很强的氧化磷酸化能力，含有大量的肌红蛋白（氧结合蛋白），收缩较缓慢，潜伏期较长。

2.白肌纤维（糖解型纤维、、骨骼肌二类纤维）：呈苍白色，其内线粒体少，有较高水平的糖酵解酶和大量贮存的糖原，收缩速度快。

第二节 平滑肌生理 一、平滑肌细胞的结构

长50-100μm，直径2-10μm，梭形，单核。

由粗肌丝和细肌丝构成收缩结构，但无肌原纤维结构。粗肌丝由肌球蛋白组成，但浓度仅为骨骼肌的1/3。细肌丝不含肌钙蛋白，但肌动蛋白是骨骼肌的2倍。

细肌丝锚靠在致密体或质膜上，中间丝不参与收缩，是细胞骨架的一部分。

平滑肌具有功能合胞体特性，主要是由细胞间的缝隙连接和机械连接完成电讯号和收缩力的传递。

二、平滑肌细胞的电活动

Ca通道的开放和Ca进入细胞是平滑肌细胞AP产生的基础，而非Na。复极化也是K外流。 （一）单位平滑肌和自发电活动电位

这类平滑肌能自发地产生AP，且通过缝隙连接传导至相邻细胞，使这些细胞形成一个共同单位而同步收缩，这种类型的平滑肌称为单位平滑肌。主要存在于消化管、呼吸道和生殖器官等处，多属内脏平滑肌。

单位平滑肌的自动除极化电位可分为两种类型：起搏点电位和慢波电位。 起搏点电位是指膜自动除极化达到阈电位的这种膜电位的变化。

慢波电位是膜自动周期性交替发生去极化和复极化电位的波动。与Na跨膜主动转运有关，钠泵受抑制时去极化，活动恢复时复极化，用哇巴因抑制钠泵慢电位消失。AP在慢波电位去极化相成丛产生。胃3次/min，十二指肠12次/min，回肠末8-9次/min。

慢波、动作电位和肌肉收缩的关系可简要归纳为：平滑肌的收缩是继动作电位之后产生的，而动作电位则是在慢波去极化的基础上发生的。因此，慢波电位本身虽不能引起平滑肌的收缩，但却被认为是平滑肌的起步电位，是平滑肌收缩节律的控制波，它决定蠕动的方向、节律和速度。

肌源性活动：由起搏点细胞自动发生的AP启动的收缩活动，而非神经启动的。 （二）多单位平滑肌和神经源性活动

由多个分离的、在功能上互相独立的单位组成。每个单位都需要接受神经冲动才能收缩，与骨骼肌相似属于神经源性活动。血管壁、气管、睫状肌、瞳孔开大肌和括约肌、立毛肌等。

三、平滑肌的收缩

Ca离子的来源不同、Ca调节的是肌球蛋白而非细肌丝。 （一）平滑肌的收缩机制

肌球蛋白的磷酸化是发动粗细肌丝滑动的唯一条件。磷酸化的横桥被激活而与肌动蛋白结合，粗细肌丝产生滑行而使平滑肌收缩。

2+

过程：4个Ca与钙调蛋白结合→激活肌球蛋白轻链激酶（MLCK）→MLCK用ATP将球头上肌球蛋白轻链磷酸化→磷酸化的横桥被激活与肌动蛋白结合。

平滑肌的横桥周期长于骨骼肌的横桥周期。

2+

（二）肌浆中Ca浓度的调节

来源：（1）肌质网，位于质膜下，相当与骨骼肌的三联体。质膜的电活动能使肌质网上的Ca通道开放，化学信号可经与G蛋白受体产生IP3，后者可打开Ca通道。此种方式对收缩贡献不大，主要是胞外Ca。（2）细胞外Ca，是胞内Ca的一万倍。通过电压门控Ca或化学门控Ca通道进入细胞。是主要方式。

泵出：由肌膜或肌质网膜上的Ca-ATP酶（钙泵）转运出胞浆。速度慢，呈分级变化。

第三节 心肌生理 一、心肌的形态结构

工作心肌（99%）和非工作心肌（特殊传导系统，1%），闰盘是心肌功能合胞体的结构基础。

二、心肌细胞的动作电位

有快反应AP（工作心肌细胞）和慢反应AP（窦房结细胞）2种。 0期：Na通道开，持续2ms

1期：Na通道关，K瞬时外流。

2期：平台期，K外流与Ca内流之电量平衡。200ms 3期：Ca通道关，K各种通道开放，K外流。

4期：静息电位。Na-K泵和Na-Ca交换，使各种离子恢复。

三、心肌的收缩

2+

（一）心肌收缩的Ca移动机制

AP或神经递质→T小管膜上的L型Ca通道→进入胞浆中的Ca激活肌质网膜的Ca通道，形成Ca诱导Ca释放。 （二）心肌的被动张力和主动张力

心肌细胞中的titin蛋白限制了心肌被动拉长的长度。其与骨骼肌有明显的不同。 本章小结 一、骨骼肌

1、结构：骨骼肌细胞细长柱状，多核，合胞体；有横纹，肌原纤维有粗细肌丝构成，收缩的结构和功能单位为肌节。粗肌丝有肌球蛋白构成，细肌丝由肌动蛋白、原肌球蛋白、肌钙蛋白组成。肌联蛋白和伴肌动蛋白。调节蛋白、收缩蛋白、连接蛋白。

2、兴奋-收缩：AP→Ach →N2受体→肌膜AP→DHPR- RyR受体→钙离子释放→细肌丝肌钙蛋白-原肌球蛋白调节→肌球蛋白横桥与肌动蛋白结合→ATP分解-向M线摆动→结合ATP解离→复位。钙泵将钙离子泵入肌质网→舒张。 二、平滑肌 三、心肌

第六章 神经系统

中枢神经系统的主要部位与机能

大脑皮层以下的各部位，其机能主要概括为二：传导功能和反射中枢功能。

脊髓：①将全身各器官与脑的活动联系起来，上传下达。②完成躯体反射和内脏反射 延髓：呼吸、心跳等生命活动的基本中枢；调节躯体运动。 脑桥：角膜反射的中枢。

中脑：视觉反射和听觉反射的中枢；姿势反射的中枢；网状结构中有调节肌紧张的中枢、上行激动系统对觉醒与睡眠有重要作要作用。

小脑：调节肌紧张、机体的平衡和躯体的协调运动；调节内脏活动；运动学习。

丘脑：是全身感觉（嗅觉除外）传向大脑的重要中继站。其传向大脑的信息，产生特异的感觉、维持大脑皮层的兴奋性。具有粗浅的感觉分析机能。

下丘脑：与脑垂体的联系十分密切，主要调节体温、摄食、内分泌、水盐代谢等内脏活动，并有情绪反应、生物节律的形成等。

纹状体：调节躯体运动，与间脑一起构成非条件反射（本能活动）的高级中枢。

大脑皮层：管理全身的感觉；通过锥体系和锥体外系发动随意运动、调节随意运动；完成条件反射等高级神经活动机能。边缘叶调节内脏、情绪、学习记忆等活动。

中枢神经系统的整合作用

整合：是指神经把多方面的活动总和为一个整体的活动过程。包含两方面的意思：一是指神经元把各种兴奋信号和抑制信号总和在一起，形成一个新的输出信号的过程。二是指把机体的许多部分联系在一起成为一个整体的过程。

中枢神经系统的各级中枢都具有整合功能。但是不同水平的中枢其整合的能力是不同的。因此有低级中枢、基本中枢、较高级中枢和高级中枢之分。一般说，高位中枢对低位中枢的活动都具有一定的调节影响。大脑皮层是机体一切活动的最高级中枢。

第一节 神经系统的细胞结构和功能

一、神经元

（一）神经元的结构

神经元的四个重要的功能部位：树突棘；始段；轴突；突触前膜。双向轴浆运输，起着运输的作用。 （二）神经元的分类

在生理学上按照生理机能可以分为三类。A.感觉神经元(sensoryneuron)；B.运动神经元(motorneuron)；C.中间神经元(associationneuron)

也可分为兴奋性神经元和抑制性神经元两大类。还有按照神经末梢释放的递质分类的，如胆碱能神经元等。 （三）神经纤维的分类

1.Erlanger&Gasser根据AP的传导速度和波形特征分为：A、B、C三类。

A类：包括有髓鞘的躯体传入和传出纤维，直径为1-22μm，传导速度为12-120m/s。根据其平均传导速度的快慢，又可将A类纤维分为α、β、γ、δ四类，P87表。

B类：是有髓鞘的植物性神经的节前纤维，直径1-3μm，传导速度＜15m/s，其后电位的特点是没有负后电位而正后电位较明显。

C类：包括无髓鞘的躯体传入纤维和植物性神经的节后纤维，直径0.3-1.3μm，传导速度＜2.3m/s。无髓鞘的躯体传入纤维没有负后电位，但正后电位特别明显；植物性神经节后纤维的负后电位则比较明显，正后电位持续时间较长。

2.Lloyd和Hunt据纤维的直径将传入纤维分为：