生理学肌细胞收缩功能(2014).ppt
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1、n n在正常情况下,骨骼肌纤维的兴奋和收在正常情况下,骨骼肌纤维的兴奋和收缩完全是由控制它的躯体运动神经元所缩完全是由控制它的躯体运动神经元所引起的,骨骼肌纤维不会自发兴奋和收引起的,骨骼肌纤维不会自发兴奋和收缩。缩。n n而运动神经元与骨骼肌纤维之间的功能而运动神经元与骨骼肌纤维之间的功能联系是通过神经联系是通过神经肌接头这个特殊结构肌接头这个特殊结构来实现的。来实现的。骨骼肌骨骼肌Skeletal Muscle n n肌纤维肌纤维=肌细胞肌细胞n n运动神经元:其轴突可支配肌纤维运动神经元:其轴突可支配肌纤维n n运动单位运动单位=一个运动神经元一个运动神经元 +肌肌纤维纤维 n nMot
2、or Unit=a motor neuron Motor Unit=a motor neuron+muscle fibers+muscle fibersCa 2+通道的开放和通道的开放和Ach 的释放的释放n n末梢钮扣末梢钮扣末梢钮扣末梢钮扣:含有上千个囊泡,含有上千个囊泡,含有上千个囊泡,含有上千个囊泡,Ach Ach 存在其中。存在其中。存在其中。存在其中。n nThe axon terminal is enlarged into The axon terminal is enlarged into the terminal button.the terminal button.Each
3、 terminal button contains thousands of vesicles Each terminal button contains thousands of vesicles that store Ach.that store Ach.n n动作电位可触发末梢钮扣处的电压门控钙离子动作电位可触发末梢钮扣处的电压门控钙离子动作电位可触发末梢钮扣处的电压门控钙离子动作电位可触发末梢钮扣处的电压门控钙离子通道打开。钙离子内流可引起通道打开。钙离子内流可引起通道打开。钙离子内流可引起通道打开。钙离子内流可引起Ach Ach 以出胞方式以出胞方式以出胞方式以出胞方式释放。释放。释
4、放。释放。n nPropagation of action potential the terminal triggers Propagation of action potential the terminal triggers the the opening of Ca opening of Ca 2+2+channels channels in the terminal button.in the terminal button.n nIt permits It permits Ca Ca 2+2+to diffuse into the terminal button to diffus
5、e into the terminal button from from extracellular fluid,which in turn causes the extracellular fluid,which in turn causes the release of release of AchAch by by exocytosisexocytosis from the vesicles.from the vesicles.终板电位终板电位 End plate potential n nAch Ach 与运动终板上受体结合,诱导与运动终板上受体结合,诱导与运动终板上受体结合,诱导与运
6、动终板上受体结合,诱导NaNa+-K-K+,化化化化学门控通道开放。学门控通道开放。学门控通道开放。学门控通道开放。n nBinding of Ach with the receptor site in the motor end-Binding of Ach with the receptor site in the motor end-plate induces the opening of channels.plate induces the opening of channels.n n钠进多于钾出,使运动终板去极化,产生终板钠进多于钾出,使运动终板去极化,产生终板钠进多于钾出,使运动
7、终板去极化,产生终板钠进多于钾出,使运动终板去极化,产生终板电位(电位(电位(电位(EPPEPP)(终板膜本身无电压门控钠通道,)(终板膜本身无电压门控钠通道,)(终板膜本身无电压门控钠通道,)(终板膜本身无电压门控钠通道,故不会产生动作电位)故不会产生动作电位)故不会产生动作电位)故不会产生动作电位)n n形成局部电流后可使邻近肌膜产生动作电位。形成局部电流后可使邻近肌膜产生动作电位。形成局部电流后可使邻近肌膜产生动作电位。形成局部电流后可使邻近肌膜产生动作电位。n n More NaMore Na+moves inward than K moves inward than K+outwar
8、d,bringing about a outward,bringing about a depolarization of the motor end plate-This potential is known depolarization of the motor end plate-This potential is known as end-plate potential(EPP).Local current can reach the threshold as end-plate potential(EPP).Local current can reach the threshold
9、of adjacent muscle fiber membraneof adjacent muscle fiber membrane)and bring about an action and bring about an action potential.potential.乙酰胆碱的释放特征乙酰胆碱的释放特征n n当运动神经未梢处于安静状态时,只有当运动神经未梢处于安静状态时,只有少数囊泡释放少量乙酰胆碱。少数囊泡释放少量乙酰胆碱。n n当运动神经未梢有动作电位传来时,大当运动神经未梢有动作电位传来时,大量囊泡向突触前膜移动,并以胞吐方式量囊泡向突触前膜移动,并以胞吐方式呈量子式释放。呈量
10、子式释放。n n据推测,一次动作电位的到达,可使约据推测,一次动作电位的到达,可使约250250个囊泡释放,释放的乙酰胆碱分子可个囊泡释放,释放的乙酰胆碱分子可达达10107 7。乙酰胆碱酯酶乙酰胆碱酯酶Acetylcholinesterasen n运动终板表面含乙酰胆碱酯酶,可分解突触间隙游离运动终板表面含乙酰胆碱酯酶,可分解突触间隙游离运动终板表面含乙酰胆碱酯酶,可分解突触间隙游离运动终板表面含乙酰胆碱酯酶,可分解突触间隙游离的的的的AChACh 。n nThe surface of the motor end plate contains the The surface of the m
11、otor end plate contains the enzymes enzymes acetylcholinesteraseacetylcholinesterase,which can break,which can break downfreedownfree Ach in the cleft.Ach in the cleft.n nAs the concentration of free As the concentration of free AChACh falls because of its falls because of its breakdown by breakdown
12、 by acetylcholinesteraseacetylcholinesterase,less,less AChACh is is available to bind to the receptors.available to bind to the receptors.n nWhen receptors no longer contain bound Ach,the ion When receptors no longer contain bound Ach,the ion channels in the end plate close.The depolarized end chann
13、els in the end plate close.The depolarized end plate returns to its resting potential and can respond to plate returns to its resting potential and can respond to the subsequent arrival of the subsequent arrival of AChACh.有机磷农药中毒有机磷农药中毒n n有机磷农药中毒机理:抑制了有机磷农药中毒机理:抑制了胆碱酯酶胆碱酯酶的活性,造成的活性,造成乙酰胆碱乙酰胆碱的积聚,引起中
14、的积聚,引起中毒症状毒症状.n n我国每年有机磷农药中毒事件高达我国每年有机磷农药中毒事件高达 6-76-7万起,死亡率为万起,死亡率为10%10%以上以上.n n有机磷农药:包括氧化乐果、敌敌畏、有机磷农药:包括氧化乐果、敌敌畏、敌百虫、乐果等敌百虫、乐果等.治疗治疗n n洗胃洗胃洗胃洗胃:可用:可用:可用:可用2%2%4%4%碳酸氢钠碳酸氢钠碳酸氢钠碳酸氢钠溶液溶液溶液溶液洗胃洗胃洗胃洗胃,也可,也可,也可,也可用生理盐水或清水洗胃用生理盐水或清水洗胃用生理盐水或清水洗胃用生理盐水或清水洗胃n n胆碱能胆碱能胆碱能胆碱能神经神经神经神经抑制剂:如抑制剂:如抑制剂:如抑制剂:如阿托品阿托品阿
15、托品阿托品可拮抗可拮抗可拮抗可拮抗乙酰胆碱乙酰胆碱乙酰胆碱乙酰胆碱的毒蕈碱样作用。的毒蕈碱样作用。的毒蕈碱样作用。的毒蕈碱样作用。n n胆碱酯酶胆碱酯酶胆碱酯酶胆碱酯酶复活剂:有解磷定氯解磷定、双复磷复活剂:有解磷定氯解磷定、双复磷复活剂:有解磷定氯解磷定、双复磷复活剂:有解磷定氯解磷定、双复磷等,它们可夺取与胆碱酯酶结合的有机磷,恢等,它们可夺取与胆碱酯酶结合的有机磷,恢等,它们可夺取与胆碱酯酶结合的有机磷,恢等,它们可夺取与胆碱酯酶结合的有机磷,恢复胆碱酯酶分解复胆碱酯酶分解复胆碱酯酶分解复胆碱酯酶分解乙酰胆碱乙酰胆碱乙酰胆碱乙酰胆碱的活力。的活力。的活力。的活力。箭毒传说箭毒传说n n美
16、洲的古印第安人在遇到敌人入侵时,女人和儿童在美洲的古印第安人在遇到敌人入侵时,女人和儿童在美洲的古印第安人在遇到敌人入侵时,女人和儿童在美洲的古印第安人在遇到敌人入侵时,女人和儿童在后方将箭毒木的汁液涂于箭头,供男人在战场上杀敌。后方将箭毒木的汁液涂于箭头,供男人在战场上杀敌。后方将箭毒木的汁液涂于箭头,供男人在战场上杀敌。后方将箭毒木的汁液涂于箭头,供男人在战场上杀敌。1859185918591859年土著民族在和英军交战时,这种毒箭的杀伤力年土著民族在和英军交战时,这种毒箭的杀伤力年土著民族在和英军交战时,这种毒箭的杀伤力年土著民族在和英军交战时,这种毒箭的杀伤力使英军惊恐万分。使英军惊恐
17、万分。使英军惊恐万分。使英军惊恐万分。n n传说西双版纳最早发现箭毒木汁液含有剧毒的是一位传说西双版纳最早发现箭毒木汁液含有剧毒的是一位传说西双版纳最早发现箭毒木汁液含有剧毒的是一位传说西双版纳最早发现箭毒木汁液含有剧毒的是一位傣族猎人。这位猎人被一只硕大的狗熊紧逼而被迫爬傣族猎人。这位猎人被一只硕大的狗熊紧逼而被迫爬傣族猎人。这位猎人被一只硕大的狗熊紧逼而被迫爬傣族猎人。这位猎人被一只硕大的狗熊紧逼而被迫爬上一棵大树,可狗熊仍不放过他上一棵大树,可狗熊仍不放过他上一棵大树,可狗熊仍不放过他上一棵大树,可狗熊仍不放过他,生死存亡的紧要关头,生死存亡的紧要关头,生死存亡的紧要关头,生死存亡的紧要
18、关头,猎人折断一根树枝刺向正往树上爬的狗熊,奇迹突然猎人折断一根树枝刺向正往树上爬的狗熊,奇迹突然猎人折断一根树枝刺向正往树上爬的狗熊,奇迹突然猎人折断一根树枝刺向正往树上爬的狗熊,奇迹突然发生了,狗熊立即落地而死。从那以后猎人就学会了发生了,狗熊立即落地而死。从那以后猎人就学会了发生了,狗熊立即落地而死。从那以后猎人就学会了发生了,狗熊立即落地而死。从那以后猎人就学会了把箭毒木的汁液涂于箭头用于狩猎。把箭毒木的汁液涂于箭头用于狩猎。把箭毒木的汁液涂于箭头用于狩猎。把箭毒木的汁液涂于箭头用于狩猎。“箭毒木箭毒木”又称又称“见血封喉血封喉树”又称又称见血封喉血封喉树“七上八下九倒地七上八下九倒地
19、”,意思就是说,意思就是说,如果谁中了箭毒木的毒,那么往高处如果谁中了箭毒木的毒,那么往高处只能走七步,往低处只能走八步,但只能走七步,往低处只能走八步,但无论如何,走到第九步,都会倒地毙无论如何,走到第九步,都会倒地毙命命箭毒木又名加独箭毒木又名加独树、剪刀、剪刀树等等高可达高可达30米,多分布于赤道米,多分布于赤道热带地地区,国内区,国内则散散见于广于广东、广西、海、广西、海南、云南等省区。南、云南等省区。现为濒临灭绝的的稀有稀有树种,国家三种,国家三级保保护植物。植物。南美箭毒南美箭毒 Curare n nThe deadly The deadly South American arro
20、whead poison South American arrowhead poison curarecurare binds strongly to the binds strongly to the AChACh receptors,but receptors,but it does not open their ion channels and is not it does not open their ion channels and is not destroyed by destroyed by acetylcholinesteraseacetylcholinesterase.n
21、nWhen a receptor is occupied by curare,When a receptor is occupied by curare,AChACh cannot bind to the receptor.Hence,there is no cannot bind to the receptor.Hence,there is no EPP in the motor end plate and no contraction.EPP in the motor end plate and no contraction.n nSince the skeletal muscles re
22、sponsible for Since the skeletal muscles responsible for breathingbreathing(呼吸)呼吸)呼吸)呼吸),curare poisoning can lead,curare poisoning can lead to death by asphyxiationto death by asphyxiation(窒息)窒息)窒息)窒息).肉毒杆菌毒素肉毒杆菌毒素 Botulin and AChn nBotulinBotulin is an enzyme that is an enzyme that breaks down a b
23、reaks down a protein required for the binding and fusion of protein required for the binding and fusion of AChACh veseclesvesecles with the with the presynapticpresynaptic membrane.membrane.n nHence,Hence,it can block the release of acetylcholine it can block the release of acetylcholine from nerve
24、terminalsfrom nerve terminals in neuromuscular in neuromuscular junctionjunction.n n This poisoning is one of the most potent This poisoning is one of the most potent poisons,which can cause flaccid paralysis poisons,which can cause flaccid paralysis(肌肌肌肌肉松驰性瘫痪)肉松驰性瘫痪)肉松驰性瘫痪)肉松驰性瘫痪).生物武器生物武器n n 它造价低
25、,技术难度不大,隐秘性强,它造价低,技术难度不大,隐秘性强,可以在任何地方研制和生产。可以在任何地方研制和生产。n n有资料显示,以有资料显示,以1969年为例,当时每平年为例,当时每平方公里导致方公里导致50%死亡率的成本分别为:死亡率的成本分别为:传统武器传统武器2000美元;核武器,美元;核武器,800美元;美元;化学武器,化学武器,600美元;生物武器,美元;生物武器,1美元。美元。肉毒杆菌毒素肉毒杆菌毒素-“穷人的原子穷人的原子弹弹”n n肉肉毒毒杆杆菌菌毒毒素素是是最最流流行行的的两两大大生生物物武武器器之之一一,是是一一种种廉廉价价和和高高效效的的杀杀人人武武器器,其其死死亡亡率
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