1.?了解神經(jīng)細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)功能

2.?熟悉神經(jīng)細(xì)胞的跨膜信號轉(zhuǎn)導(dǎo)過程

3.?掌握神經(jīng)細(xì)胞生物電現(xiàn)象的各種機(jī)制

4.?了解肌細(xì)胞的收縮機(jī)制

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一．神經(jīng)細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)

1.?細(xì)胞膜是細(xì)胞和環(huán)境之間的屏障，它可以使細(xì)胞相對獨(dú)立地存在于環(huán)境之中。通過細(xì)胞膜，神經(jīng)細(xì)胞可以獲得營養(yǎng)物質(zhì)并排出代謝產(chǎn)物；可以接受環(huán)境變化的刺激、產(chǎn)生反應(yīng)以及傳遞信息。

2.?神經(jīng)細(xì)胞膜主要由脂類、蛋白質(zhì)和糖類組成。

根據(jù)“液態(tài)鑲嵌模型”學(xué)說，細(xì)胞膜以液態(tài)的脂質(zhì)雙分子層為基礎(chǔ)，其中鑲嵌著具有不同分子結(jié)構(gòu)和功能的蛋白質(zhì)分子，在紙質(zhì)雙分子層中，磷脂分子的一段為親水極，分別朝向細(xì)胞膜的內(nèi)、外表面；另一端為疏水極，朝向雙分子層的內(nèi)部且兩兩排列。

膜脂質(zhì)這種雙分子層的結(jié)構(gòu)排列，使細(xì)胞膜既具有較好的穩(wěn)定性，同時(shí)也具有較好的流動(dòng)性。鑲嵌于細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)主要以α螺旋或球形蛋白的形式存在，它們有的貫穿整個(gè)脂質(zhì)雙分子層，兩端在膜內(nèi)、外露出；有的連接在膜的內(nèi)側(cè)或外側(cè)；有的則覆蓋在膜表面。細(xì)胞膜所含的糖類大多數(shù)裸露在細(xì)胞膜的外側(cè)，起到類似于識別信號的作用。

3.?脂質(zhì)雙分子層

在神經(jīng)細(xì)胞膜的脂質(zhì)成分中，主要以磷酯類為主，約占70%以上；其次是膽固醇，所占比例不到30%；其余的就是少量的鞘脂類。磷脂的基本結(jié)構(gòu)為，一分子甘油中的兩個(gè)羥基分別與兩分子的脂酸相結(jié)合，另外一個(gè)羥基則與一分子磷酸結(jié)合，后者再與一個(gè)堿基相結(jié)合，根據(jù)結(jié)合堿基的不同可以將磷脂分為磷脂酰膽堿、磷脂酰氨醇、磷脂酰絲氨酸和磷脂酰肌醇四種類型。膽固醇的結(jié)構(gòu)很特殊，它含有一個(gè)甾體結(jié)構(gòu)和一個(gè)8碳支鏈。鞘脂類的含量很少，其基本結(jié)構(gòu)和磷脂類似，但不含甘油。

????脂質(zhì)雙分子層在熱力學(xué)上的穩(wěn)定性和流動(dòng)性，可以很好地解釋為什么神經(jīng)細(xì)胞可以承受相當(dāng)大的張力和外形改變而不破裂。膽固醇的含量在兩層脂質(zhì)中的差別不大，但其含量的多少盒細(xì)胞膜的流動(dòng)性有著密切的關(guān)系。

4.?細(xì)胞膜蛋白

細(xì)胞膜蛋白是以跨膜α螺旋或球形蛋白結(jié)構(gòu)分散地鑲嵌在膜的脂質(zhì)雙分子層中的。細(xì)胞膜蛋白主要以兩種形式與膜脂質(zhì)相結(jié)合：一類是一些“表面蛋白”，它們主要以其肽鏈中帶電的氨基酸或基團(tuán)與兩側(cè)脂質(zhì)的極性基團(tuán)相吸引，使蛋白質(zhì)分子附著在細(xì)胞膜表面；另一類是“結(jié)合蛋白”，它們的肽鏈可以一次或反復(fù)多次地貫穿整個(gè)脂質(zhì)雙分子層，兩段露在細(xì)胞膜的內(nèi)、外兩側(cè)。

細(xì)胞膜蛋白質(zhì)主要的功能：（1）形成細(xì)胞的骨架蛋白，可以使細(xì)胞膜附著在細(xì)胞內(nèi)或細(xì)胞外的某種物質(zhì)上。并且神經(jīng)細(xì)胞的許多功能都與骨架蛋白有關(guān)，如遞質(zhì)的分泌或再攝取、受體的內(nèi)吞或上膜、突觸功能的可塑性等；（2）作為“識別蛋白”，能夠識別異體細(xì)胞的蛋白質(zhì)或癌細(xì)胞；（3）具有酶的特性，能催化細(xì)胞內(nèi)外的化學(xué)反應(yīng)；（4）作為“受體蛋白”，能與信息傳遞物質(zhì)（如激素或遞質(zhì)）進(jìn)行特異性結(jié)合，并激活細(xì)胞內(nèi)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路；（5）作為轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白、載體蛋白、通道蛋白或離子泵等等，參與細(xì)胞膜的物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)與信息交流作用。

5.?細(xì)胞膜糖類

???細(xì)胞膜所含糖類很少，主要是一些寡糖和多糖鏈，它們可以通過共價(jià)鍵的形式與膜脂質(zhì)或蛋白質(zhì)相結(jié)合，形成糖脂或糖蛋白。神經(jīng)細(xì)胞膜上的糖鏈絕大多數(shù)是裸露在細(xì)胞外側(cè)的，其功能可能在于通過其單糖排列順序上的特異性，作為與它們相結(jié)合蛋白質(zhì)的特異性的“標(biāo)志”。如，某些糖鏈可以作為抗原決定簇，表達(dá)某種免疫信息；有些糖鏈則作為膜受體的“可識別”部分，能特異地與某種遞質(zhì)、激素或其他信號分子相結(jié)合。

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二．神經(jīng)細(xì)胞膜的物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)功能

1.?新陳代謝是所有細(xì)胞進(jìn)行活動(dòng)的基礎(chǔ)。神經(jīng)細(xì)胞要進(jìn)行新陳代謝，就必然有各種物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞，如各種營養(yǎng)物質(zhì)、代謝中間產(chǎn)物和終產(chǎn)物等，這些物質(zhì)大多數(shù)是水溶性的，因而很少能直接通過膜脂質(zhì)雙分子層。且大多數(shù)物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞都與細(xì)胞膜上特定的蛋白質(zhì)作用有關(guān)。

2.?常見的細(xì)胞膜物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)形式有被動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)（單純擴(kuò)散和易化擴(kuò)散）、主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)（原發(fā)性和繼發(fā)性）以及胞吞胞吐式轉(zhuǎn)運(yùn)。

3.?被動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)

???細(xì)胞膜兩側(cè)的溶質(zhì)分子可以順著電化學(xué)梯度（包括濃度差和電位差）的方向產(chǎn)生凈流動(dòng)的轉(zhuǎn)運(yùn)方式。該轉(zhuǎn)運(yùn)方式不需要另外提供其他形式的能量，其動(dòng)力來源于濃度差或電位差本身所造成的電化學(xué)勢能。

????并且某一物質(zhì)的跨膜通量的大小，主要取決于該物質(zhì)在膜兩側(cè)的濃度差，以及膜對該物質(zhì)的通透性，此外，離子的移動(dòng)還取決于它們所受到的電場力的驅(qū)動(dòng)。

（1）單純擴(kuò)散

脂溶性的小分子物質(zhì)順著濃度差或電位差的方向直接通過細(xì)胞膜的轉(zhuǎn)運(yùn)方式稱為單純擴(kuò)散，這是一種單純的物理過程。能通過單純擴(kuò)散跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)的物質(zhì)很少，包括氧氣、二氧化碳、一氧化氮和氮?dú)獾葰怏w分子。

（2）易化擴(kuò)散

非脂溶性或脂溶性很小的小分子物質(zhì)，在細(xì)胞膜上某些特殊蛋白質(zhì)的“協(xié)助”下由高濃度一側(cè)向低濃度一側(cè)移動(dòng)的過程稱為易化擴(kuò)散。

特點(diǎn)為：①物質(zhì)從高濃度向低濃度方向擴(kuò)散，因此不需要額外提供能量；②需要細(xì)胞膜上特殊蛋白質(zhì)提供“幫助”，具有特異性；③主要受膜外環(huán)境因素的調(diào)節(jié)，由膜脂質(zhì)上的特殊蛋白所決定；④轉(zhuǎn)運(yùn)結(jié)果可以使被轉(zhuǎn)運(yùn)的物質(zhì)在膜兩側(cè)達(dá)到平衡。

通過易化擴(kuò)散進(jìn)行跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)的物質(zhì)有葡萄糖、氨基酸以及鉀離子、鈉離子和鈣離子等。

a.?由載體協(xié)助的易化擴(kuò)散

載體是分布在神經(jīng)細(xì)胞膜上某些功能特化的蛋白質(zhì)。一般情況下，載體蛋白分子上有一個(gè)或數(shù)個(gè)能與某種轉(zhuǎn)運(yùn)物相結(jié)合的位點(diǎn)，當(dāng)轉(zhuǎn)運(yùn)物與這些位點(diǎn)結(jié)合后載體蛋白就發(fā)生構(gòu)型改變，將轉(zhuǎn)運(yùn)物運(yùn)載到膜的另一側(cè)，然后，轉(zhuǎn)運(yùn)物與載體分離，從而完成轉(zhuǎn)運(yùn)。此時(shí)，載體又重新恢復(fù)至原來的構(gòu)型，可重復(fù)使用。

載體轉(zhuǎn)運(yùn)有以下特點(diǎn)：①高度特異性，一種載體只能轉(zhuǎn)運(yùn)某種特定物質(zhì)；②飽和現(xiàn)象，載體蛋白數(shù)量和其上的與轉(zhuǎn)運(yùn)物結(jié)合的位點(diǎn)數(shù)目有限；③競爭性抑制，若一種載體對兩種轉(zhuǎn)運(yùn)物都有轉(zhuǎn)運(yùn)能力，兩種之間就會存在競爭從而抑制對方的與位點(diǎn)的結(jié)合。

b.?由通道協(xié)助的易化擴(kuò)散

????離子通道也是分布在神經(jīng)細(xì)胞膜上某些功能特化的蛋白質(zhì)。一般來說，不同的離子由各自特殊的通道來轉(zhuǎn)運(yùn)，如鉀離子、鈉離子和鈣離子就可以分別由鉀離子通道、鈉離子通道和鈣離子通道來進(jìn)行轉(zhuǎn)運(yùn)。而鈣離子還可以通過多種不同的非選擇性陽離子通道。

當(dāng)通道蛋白開放時(shí)，在通道蛋白的內(nèi)部出現(xiàn)了一條貫通膜內(nèi)外的水相孔道，從而使相應(yīng)的水溶性離子能夠順著其濃度差或電位差迅速通過這一孔道，因而，其移動(dòng)的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)地超過載體蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)速度。

通道蛋白區(qū)別于載體的重要特點(diǎn)：①受細(xì)胞內(nèi)外各種理化因素的影響，它們的結(jié)構(gòu)和功能狀態(tài)可以發(fā)生迅速地改變：當(dāng)它們處于開放（激活）狀態(tài)時(shí)，有關(guān)的離子可以迅速地由膜的高濃度一側(cè)移向低濃度一側(cè)，而當(dāng)它們處于關(guān)閉（失活）狀態(tài)時(shí)，這種快速的離子運(yùn)動(dòng)又可以迅速停止；②通道蛋白對離子的選擇性沒有載體蛋白那樣嚴(yán)格，原因在于通道蛋白對離子的選擇性主要決定于通道開放時(shí)其水相孔道的大小和孔道壁的帶電情況；③大多數(shù)離子通道開放的時(shí)間都非常短暫，然后就很快進(jìn)入關(guān)閉或失活的狀態(tài)。

4.?主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)

借助細(xì)胞膜上某些功能特化蛋白質(zhì)的幫助，通過某種耗能過程，神經(jīng)細(xì)胞漿非脂溶性物質(zhì)逆著電化學(xué)梯度（濃度差或電位差）進(jìn)行跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)的過程。根據(jù)消耗的能量是否直接來源于ATP，可以將主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)分為原發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)和繼發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)。

（1）原發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)

?????原發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)是指細(xì)胞直接利用代謝產(chǎn)生的能量（ATP）將帶電離子逆著濃度梯度或電位梯度進(jìn)行的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)過程。介導(dǎo)這一過程的膜蛋白稱為離子泵，典型的是鈉鉀泵（簡稱鈉泵）。

鈉泵又稱鈉離子-鉀離子依賴性ATP酶，其本身具有ATP酶的活性，因此它可以依靠分解ATP而獲得能量，并利用此能量進(jìn)行鈉離子和鉀離子的主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)。鈉泵活動(dòng)的作用主要是將細(xì)胞內(nèi)的鈉離子移到細(xì)胞外，并將細(xì)胞外的鉀離子移到細(xì)胞內(nèi)，由于逆濃度差進(jìn)行所以需要消耗能量，其消耗的能量直接來源于鈉泵活動(dòng)時(shí)對ATP的分解，故是一種主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)過程。一般情況下，每分解一個(gè)ATP分子，鈉泵可將3個(gè)鈉離子泵出膜外，同時(shí)將2個(gè)鉀離子泵入膜內(nèi)。

鈉泵活動(dòng)具有重要的生理意義，如鈉泵活動(dòng)造成的細(xì)胞內(nèi)高鉀是許多代謝過程的必需條件；且細(xì)胞內(nèi)高鉀低鈉對阻止細(xì)胞外水分大量進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)、維持細(xì)胞一定的結(jié)構(gòu)和功能也具有重要意義；此外細(xì)胞內(nèi)高鉀低鈉與細(xì)胞外的高鈉低鉀這樣的一種勢能儲備，可以為生物電的產(chǎn)生，以及完成一些物質(zhì)的繼發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)過程提供能量。

（2）繼發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)

?????繼發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)也是一種逆著濃度梯度或電位梯度進(jìn)行的跨膜物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)過程，但它是一種實(shí)質(zhì)上需要耗能但但并不直接伴隨ATP或其他供能物質(zhì)消耗的主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)方式。這種轉(zhuǎn)運(yùn)過程通常與鈉泵的活動(dòng)協(xié)同進(jìn)行，其消耗的能量也來源于鈉泵活動(dòng)時(shí)對ATP的分解。

????協(xié)同轉(zhuǎn)運(yùn)中，如果被轉(zhuǎn)運(yùn)分子與鈉離子擴(kuò)散的方向相同，稱為同向轉(zhuǎn)運(yùn)；如果二者的方向相反，則稱為逆向轉(zhuǎn)運(yùn)。

5.?胞吞和胞吐式轉(zhuǎn)運(yùn)

胞吞或胞吐式轉(zhuǎn)運(yùn)是指某些大分子物質(zhì)或某些物質(zhì)團(tuán)塊進(jìn)出細(xì)胞的方式。

（1）胞吐過程

胞吐過程是指神經(jīng)細(xì)胞將大分子物質(zhì)或某些物質(zhì)團(tuán)塊轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞外的過程。轉(zhuǎn)運(yùn)的基本方式是，由于細(xì)胞外的某些特殊化學(xué)信號或者膜兩側(cè)的電位改變，引起局部膜結(jié)構(gòu)中的鈣離子通道開放，產(chǎn)生鈣離子內(nèi)流，從而觸發(fā)細(xì)胞內(nèi)的囊泡產(chǎn)生移動(dòng)、錨靠、融膜和破裂等一系列連續(xù)的反應(yīng)，最后造成囊泡內(nèi)容物全部釋放，進(jìn)入到細(xì)胞外液。胞吐是一種“量子式”的釋放，神經(jīng)元突觸末梢對遞質(zhì)的釋放過程就屬于胞吐轉(zhuǎn)運(yùn)。

此外，內(nèi)流的鈣離子在某些細(xì)胞還可以引發(fā)細(xì)胞內(nèi)的鈣離子貯存庫釋放鈣離子。

（2）胞吞過程

胞吞過程是指神經(jīng)細(xì)胞將大分子物質(zhì)或某些物質(zhì)團(tuán)塊轉(zhuǎn)運(yùn)到胞漿內(nèi)的過程。這種轉(zhuǎn)運(yùn)的基本方式是，首先細(xì)胞環(huán)境中的某些物質(zhì)與細(xì)胞膜接觸，引起該處的質(zhì)膜發(fā)生內(nèi)陷并包裹該異物，然后與質(zhì)膜結(jié)構(gòu)離斷，異物連同包裹它的那部分質(zhì)膜一起進(jìn)入細(xì)胞漿中。

此外，細(xì)胞膜上還有一種受體介導(dǎo)式胞吞，是指某些特殊的物質(zhì)在進(jìn)入細(xì)胞時(shí)，必須通過與細(xì)胞膜表面的特殊蛋白質(zhì)（即受體）的相互作用才能發(fā)生入胞過程。這種受體介導(dǎo)式的胞吞過程為：首先這種物質(zhì)被細(xì)胞膜表面某種特殊的受體識別，并與之發(fā)生特異性結(jié)合；二者結(jié)合后所形成的復(fù)合物通過在膜表面的橫向運(yùn)動(dòng)而聚集于細(xì)胞膜上的有被小窩，進(jìn)而導(dǎo)致此處的細(xì)胞膜凹陷并發(fā)生離斷，于是有被小窩包裹的復(fù)合物形成一個(gè)吞噬小跑進(jìn)入胞漿；進(jìn)入胞漿的吞噬小泡進(jìn)而與胞漿內(nèi)的球狀或管狀膜性結(jié)構(gòu)相融合，形成胞內(nèi)體，此時(shí)受體與被轉(zhuǎn)物分離；分離后的轉(zhuǎn)運(yùn)物最后被轉(zhuǎn)運(yùn)到相應(yīng)的細(xì)胞器；而留在胞內(nèi)體中的受體則重新與一部分膜性結(jié)構(gòu)形成較小的循環(huán)小泡，再移回細(xì)胞膜并與之融合，使受體和膜結(jié)構(gòu)可以重復(fù)使用，這一過程稱為膜的再循環(huán)--意義在于不僅維持了細(xì)胞膜總面積的性對恒定，而且使相應(yīng)的受體可以重復(fù)使用。

在生理學(xué)上，通常將液體物質(zhì)的胞吞過程稱為胞飲，將固體物質(zhì)的胞吞過程稱為吞噬。

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三．神經(jīng)細(xì)胞的跨膜信號轉(zhuǎn)導(dǎo)過程

1.?細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)是指外界環(huán)境刺激因子或胞間通訊分子等作用于細(xì)胞表面或細(xì)胞內(nèi)受體，經(jīng)過一系列生物化學(xué)的瀑布式級聯(lián)反應(yīng)，引起細(xì)胞發(fā)生生理反應(yīng)或誘導(dǎo)基因表達(dá)的過程。

細(xì)胞膜受體大致分為細(xì)胞膜7次貫穿型構(gòu)造的三聚體G蛋白偶聯(lián)型受體、離子通道鑲嵌型受體以及酶偶聯(lián)型受體。

在三聚體G蛋白偶聯(lián)型受體和離子通道鑲嵌型受體中，主要結(jié)合激素、神經(jīng)遞質(zhì)和神經(jīng)多肽，但在前者中，與受體結(jié)合的G蛋白作為轉(zhuǎn)導(dǎo)物，控制腺苷酸環(huán)化酶和磷脂酶C等的效應(yīng)器的活性，通過cAMP、二?；视?、三磷酸肌醇等第二信使的產(chǎn)生，控制信息傳遞系統(tǒng)；后者受體自身是離子通道，當(dāng)與細(xì)胞外信號結(jié)合后，鈉離子、鉀離子、氯離子等向細(xì)胞內(nèi)流入，通過細(xì)胞膜電位的變化控制信號傳遞系統(tǒng)。酪氨酸激酶型受體與細(xì)胞增殖因子、細(xì)胞黏著因子、細(xì)胞因子結(jié)合后，酪氨酸激酶被活化，受體自身和其他蛋白質(zhì)被磷酸化，通過下游的激酶級聯(lián)反應(yīng)完成上述各類因子的信號傳遞過程。

2.?G蛋白偶聯(lián)受體介導(dǎo)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)

（1）G蛋白偶聯(lián)受體胞漿面第三個(gè)環(huán)能夠與鳥苷酸結(jié)合蛋白（簡稱G蛋白）相偶聯(lián)，從而影響腺苷酸環(huán)化酶（AC）或磷脂酶C（PLC）等的活性，使細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生第二信使。這類受體的信息傳遞可歸納為：配體->受體->G蛋白->酶->第二信使->蛋白激酶->酶或功能蛋白->生物學(xué)效應(yīng)。此類受體分布極廣，主要參與細(xì)胞物質(zhì)代謝的調(diào)節(jié)和基因轉(zhuǎn)錄的調(diào)控。

（2）主要途徑

a.?受體-G蛋白-AC途徑：激素作為第一信使，帶著內(nèi)外界環(huán)境變化的信息，作用于靶細(xì)胞膜上的相應(yīng)受體，經(jīng)G蛋白偶聯(lián)，激活細(xì)胞內(nèi)的腺苷酸環(huán)化酶，在鎂離子的作用下，腺苷酸環(huán)化酶催化ATP轉(zhuǎn)變?yōu)榄h(huán)磷酸腺苷（cAMP），引起細(xì)胞內(nèi)cAMP濃度的升高，cAMP作為第二信使，激活cAMP依賴的蛋白激酶A（PKA），進(jìn)而催化細(xì)胞內(nèi)多種底物磷酸化，最后導(dǎo)致細(xì)胞發(fā)生一系列生理和生物化學(xué)的反應(yīng)，如細(xì)胞膜通透性改變、細(xì)胞內(nèi)各種酶促反應(yīng)、肌細(xì)胞的收縮以及細(xì)胞的分泌等。

b.?受體-G蛋白-PLC途徑：胰島素、宮縮素、催乳素以及下丘腦調(diào)節(jié)肽等與受體結(jié)合使其活化后，經(jīng)G蛋白偶聯(lián)作用，激活膜內(nèi)效應(yīng)器--磷脂酶C（PLC），它使磷脂酰二磷酸肌醇（PIP2）分解，生成三磷酸肌醇（IP3）和二酰甘油（DG）。IP3和DG作為第二信使，在細(xì)胞內(nèi)發(fā)揮信息傳遞作用。IP3首先與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)外膜上的鈣離子通道結(jié)合，使內(nèi)質(zhì)網(wǎng)釋放鈣離子入胞漿，導(dǎo)致胞漿內(nèi)鈣離子濃度明顯增加，鈣離子與細(xì)胞內(nèi)鈣調(diào)蛋白（CAM）結(jié)合，激活蛋白激酶，促使蛋白酶磷酸化，從而調(diào)節(jié)細(xì)胞的功能活動(dòng)。DG的作用主要是特異性激活蛋白酶C（PKC）。PKC與PKA一樣可使多種蛋白質(zhì)或酶發(fā)生磷酸化反應(yīng)，進(jìn)而調(diào)節(jié)細(xì)胞的生物效應(yīng)。

3.?離子通道受體介導(dǎo)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)

（1）離子通道受體也稱促離子型受體或配體門控離子通道，受體蛋白本身就是離子通道，通道的開放既涉及離子神經(jīng)遞質(zhì)本身的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)，又可實(shí)現(xiàn)化學(xué)信號的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)導(dǎo)。直接激活離子通道是介導(dǎo)靶神經(jīng)元興奮性變化最簡單的方式，這也是配體門控離子通道作用的共同機(jī)制。

（2）由于配體結(jié)合位點(diǎn)和離子通道是細(xì)胞膜上同一大分子或大分子復(fù)合物的一部分，神經(jīng)遞質(zhì)與受體的結(jié)合直接導(dǎo)致與受體緊密連接的離子通道構(gòu)想的改變，從而改變通道的性質(zhì)，使靜息狀態(tài)下關(guān)閉的通道在神經(jīng)遞質(zhì)作用后開放，允許離子順濃度梯度流過細(xì)胞膜。配體門控離子通道通常見于神經(jīng)細(xì)胞和神經(jīng)-肌接頭處。由于受體結(jié)合后所導(dǎo)致的空間構(gòu)想改變是輕易可逆的，一旦受體不再與遞質(zhì)結(jié)合，通道即恢復(fù)其靜息狀態(tài)。

（3）多數(shù)的離子通道型受體是由相互間具有相似氨基酸序列的5個(gè)亞基組成的5聚體，主要由煙堿型乙酰膽堿受體、毒蕈堿型乙酰膽堿受體、GABA受體、谷氨酸受體、甘氨酸受體、5-羥色胺受體。

4.?酶偶聯(lián)受體介導(dǎo)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)

（1）大多數(shù)神經(jīng)營養(yǎng)因子和細(xì)胞因子采用直接激活酪氨酸激酶的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)方式，有些神經(jīng)營養(yǎng)因子如NTF受體本身就具有酪氨酸激酶的活性，稱為受體酪氨酸激酶（RTK），如NGF受體。

（2）較重要的的酶偶聯(lián)受體有酪氨酸激酶受體和鳥苷酸環(huán)化酶受體。

a.?酪氨酸激酶受體本身具有酪氨酸蛋白激酶（PTK）。當(dāng)激素與受體結(jié)合后，可使位于膜內(nèi)區(qū)段上的PTK激活，進(jìn)而使自身肽鏈和膜內(nèi)蛋白底物中的酪氨酸殘基磷酸化，激發(fā)胞內(nèi)一系列級聯(lián)反應(yīng)，引起細(xì)胞核內(nèi)基因轉(zhuǎn)錄過程的改變，最終導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)相應(yīng)的生物效應(yīng)。大部分生長因子、胰島素和一部分肽類激素都是通過該類受體信號轉(zhuǎn)導(dǎo)；

b.?鳥苷酸環(huán)化酶受體與配體（新房鈉尿肽）結(jié)合，將激活鳥苷酸環(huán)化酶（GC），GC使胞質(zhì)內(nèi)的GTP環(huán)化，生成cGMP，cGMP結(jié)合并激活G（PKG），PKG對底物蛋白磷酸化，從而實(shí)現(xiàn)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)。

5.?第二信使

通常以細(xì)胞膜為界，將膜外的信號分子（神經(jīng)遞質(zhì)、神經(jīng)調(diào)質(zhì)和激素）稱為第一信使，而將膜內(nèi)的小分子化合物稱為第二信使（胞內(nèi)信使）。

（1）概述

第二信使是指能把激素或神經(jīng)遞質(zhì)的信息傳到細(xì)胞內(nèi)，并引起相應(yīng)生理效應(yīng)的細(xì)胞內(nèi)一類化學(xué)物質(zhì)。

（2）G蛋白

G蛋白是一類存在于細(xì)胞膜內(nèi)側(cè)的調(diào)節(jié)蛋白，它們都是由三個(gè)不同亞單位α、β、γ 組成的三聚體；靜息狀態(tài)時(shí)與GDP結(jié)合；相應(yīng)受體激活后，GDP-α、β、γ復(fù)合體在鎂離子參與下，結(jié)合的GDP與胞漿中GTP交換，GTP-α與β、γ分離并與相應(yīng)的效應(yīng)機(jī)制結(jié)合，同時(shí)配體與受體分離。α亞單位內(nèi)在的GTP酶活性促使GTP水解為GDP，激活效應(yīng)機(jī)制，從而恢復(fù)原來靜息狀態(tài)。Gs激活腺苷酸環(huán)化酶，使cAMP增加。Gi抑制腺苷酸環(huán)化酶，使cAMP減少，G蛋白還激活磷脂酶C，調(diào)節(jié)鈣離子、鉀離子等離子通道，對鳥苷酸環(huán)化酶也有激活作用，作用非常廣泛，介導(dǎo)多種效應(yīng)。G蛋白還介導(dǎo)激活磷脂酶A2（PLA2）產(chǎn)生花生四烯酸（AA），后者是各種前列腺及白三烯的前體。

（3）幾種主要的第二信使

a.?cAMP

????cAMP是ATP經(jīng)腺苷酸環(huán)化酶作用的產(chǎn)物。cAMP被磷酸二酯酶（PDE）水解為5’-AMP后失活，茶堿抑制磷酸二酯酶而使胞內(nèi)cAMP增多。cAMP能激活蛋白激酶A（PKA），使胞內(nèi)許多蛋白酶通過磷酸化（ATP提供磷酸基）而活化。而鈣離子通道磷酸化后激活，鈣離子內(nèi)流使神經(jīng)、心肌、平滑肌等興奮。

b.?環(huán)磷鳥苷（cGMP）

?????cGMP是GTP經(jīng)鳥苷酸環(huán)化酶作用的產(chǎn)物，也會被磷酸二酯酶水解而滅活。cGMP作用與cAMP相反，使心臟抑制，血管舒張，腸腺分泌等。cGMP可激活蛋白酶G而引起各種效應(yīng)。

c.?肌醇磷脂

????某些受體與對應(yīng)的受體激動(dòng)藥結(jié)合后，通過G蛋白介導(dǎo)激活磷脂酶C（PLC）。PLC使4,5-二磷酸肌醇磷脂（PIP2）水解為DAG及IP3。DAG在細(xì)胞膜上激活蛋白激酶C（PKC），使許多靶蛋白磷酸化而產(chǎn)生效應(yīng)，如腺體分泌，血小板聚集，中性粒細(xì)胞活化及細(xì)胞生長、代謝、分化等。IP3能促進(jìn)細(xì)胞內(nèi)鈣池釋放鈣離子，也有重要的生理意義。

d.?鈣離子

????鈣離子對細(xì)胞功能有著重要的調(diào)節(jié)作用，如肌肉收縮。腺體分泌、白細(xì)胞及血小板活化等。細(xì)胞內(nèi)鈣離子可以從細(xì)胞外經(jīng)細(xì)胞膜上的鈣離子通道流入，也可從細(xì)胞內(nèi)肌漿網(wǎng)等鈣池釋放，兩種途徑相互促進(jìn)。前者受膜電位、受體、G蛋白、蛋白激酶A等調(diào)控，后者受IP3作用而釋放。細(xì)胞內(nèi)鈣離子激活蛋白酶C，與DAG由協(xié)同作用，共同促進(jìn)其他信息傳遞蛋白及效應(yīng)蛋白活化。

e.?一氧化氮（NO）

?????NO由激活的一氧化氮合酶（NOS）催化精氨酸產(chǎn)生。已知NOS由三種亞型，有神經(jīng)型（nNOS）、內(nèi)皮型（eNOS）、誘導(dǎo)型（iNOS），這三種NOS均廣泛分布于大腦及外周組織。在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中，NO的作用主要是通過激活可溶性鳥苷酸環(huán)化酶來實(shí)現(xiàn)的。NO可通過兩條途徑作用于靶分子而發(fā)揮生物效應(yīng)：皮摩爾級（pmol）或飛摩爾級（fmol）水平的NO主要發(fā)揮細(xì)胞信息傳遞作用，NO激活鳥苷酸環(huán)化酶，激活的鳥苷酸環(huán)化酶產(chǎn)生大量cGMP，NO-cGMP通路在多種組織、細(xì)胞中發(fā)揮作用；納摩爾級（nmol）水平的NO主要引起細(xì)胞毒性，如通過產(chǎn)生超氧陰離子，介導(dǎo)谷氨酸的細(xì)胞毒性。

f.?前列腺素

前列腺素，特別是前列腺素E與環(huán)腺苷酸的關(guān)系密切，如前列腺素E可以增加許多組織細(xì)胞內(nèi)環(huán)腺苷酸的含量。有人提出，在某些激素的機(jī)制中，可能先引起前列腺素的釋放，進(jìn)而激活腺苷酸環(huán)化酶，生成腺苷酸，繼續(xù)傳遞信息。

（4）介導(dǎo)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑

a.?腺苷酸環(huán)化酶/cAMP-依賴性蛋白激酶系統(tǒng)

???該途徑以靶細(xì)胞內(nèi)cAMP濃度改變和激活蛋白激酶A為主要特征。

????cAMP信號系統(tǒng)含有三個(gè)存在于細(xì)胞膜上的組分，即受體、G蛋白和腺苷酸環(huán)化酶。當(dāng)腺苷酸環(huán)化酶被激活后，催化胞質(zhì)內(nèi)ATP生成cAMP，cAMP作為第二信使通過激活蛋白激酶A使靶蛋白磷酸化，包括許多類型的離子通道、受體、骨架蛋白及核轉(zhuǎn)錄因子。

蛋白激酶A對代謝的調(diào)節(jié)作用主要通過催化部分參與物質(zhì)代謝的酶的磷酸化。

對基因表達(dá)的調(diào)節(jié)主要是通過基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控區(qū)中的一類cAMP反應(yīng)元件（CRE）實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)cAMP濃度低時(shí)，蛋白激酶A主要分布于胞漿，cAMP濃度增高，誘導(dǎo)蛋白激酶A全酶解離出催化亞基并轉(zhuǎn)位到細(xì)胞核，可催化cAMP反應(yīng)元件結(jié)合蛋白（CREB）特定部位的絲氨酸殘基磷酸化，磷酸化的CREB形成二聚體與CRE結(jié)合，從而激活受CRE調(diào)控的基因的轉(zhuǎn)錄。

b.?鳥苷酸環(huán)化酶/cGMP-依賴性蛋白激酶系統(tǒng)

???鳥苷酸環(huán)化酶催化GTP生成cGMP，cGMP與鳥苷酸環(huán)化酶一起構(gòu)成細(xì)胞信息傳遞中另一重要的第二信使系統(tǒng)。雖然在細(xì)胞內(nèi)cGMP的水平比cAMP低得多，但在某些可興奮組織中也起某種特異的調(diào)節(jié)作用。

????在少數(shù)情況下，膜受體含有鳥苷酸環(huán)化酶，如心房利鈉肽受體，胞外信號分子激活該類受體引發(fā)調(diào)節(jié)作用；大多數(shù)情況下，胞內(nèi)可溶性鳥苷酸環(huán)化酶可被NO激活。

c.?膜磷脂代謝產(chǎn)物介導(dǎo)的不同的第二信使系統(tǒng)

???神經(jīng)遞質(zhì)等細(xì)胞外信號作用于靶細(xì)胞的相應(yīng)受體，通過G蛋白，激活細(xì)胞膜上特異的PLC-β，使磷脂酰肌醇-4,5-二磷酸（PIP2）分解產(chǎn)生溶于胞漿的IP3和保留在膜上的DAG兩種信使物質(zhì)，二者分別激活兩條獨(dú)立又相互聯(lián)系的信號傳遞途徑。

IP3的主要作用是通過作用于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的IP3受體，釋放細(xì)胞內(nèi)庫儲存的鈣離子，使胞漿游離的鈣離子水平增高，通過鈣離子濃度升高影響神經(jīng)元離子通道的活動(dòng)和許多其他細(xì)胞功能。細(xì)胞內(nèi)游離鈣離子水平稍高就可誘導(dǎo)蛋白激酶C從胞質(zhì)轉(zhuǎn)移到細(xì)胞膜而成“待激活態(tài)”。

????質(zhì)膜上增多的DAG在鈣離子和磷脂酰絲氨酸（PS）的配合下特異地激活蛋白激酶C，從而催哈細(xì)胞內(nèi)各種底物蛋白（包括一些離子通道）絲氨酸和（或）蘇氨酸殘基磷酸化，產(chǎn)生多種生物效應(yīng)。

d.?胞內(nèi)鈣信號途徑

????神經(jīng)外液鈣離子通過鈣通道進(jìn)入細(xì)胞或亞細(xì)胞器內(nèi)儲存的鈣離子釋放到胞漿時(shí)，都會使胞漿內(nèi)鈣離子水平急劇升高。

????在大多數(shù)神經(jīng)元，靜息細(xì)胞內(nèi)游離鈣離子濃度大約100nmol/L，細(xì)胞的肌漿網(wǎng)、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和線粒體可作為細(xì)胞內(nèi)鈣離子的儲存庫。鈣離子是細(xì)胞內(nèi)最重要的第二信使之一，進(jìn)入胞質(zhì)后有許多蛋白參與介導(dǎo)其生化反應(yīng)，其中最為重要的是與鈣調(diào)蛋白（CaM）形成復(fù)合物以調(diào)節(jié)包括CaMPK、蛋白磷酸酶和腺苷酸環(huán)化酶在內(nèi)的許多酶的活性。通過這些酶來改變神經(jīng)元已有的突觸蛋白活性或激活相應(yīng)的基因表達(dá)，發(fā)揮神經(jīng)生物學(xué)作用。

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四．神經(jīng)細(xì)胞生物電現(xiàn)象的各種機(jī)制

1.?興奮性

(1)定義：興奮性是由可興奮細(xì)胞或組織對外界刺激發(fā)生反應(yīng)的能力。

????????神經(jīng)細(xì)胞的興奮性可以理解為在受到刺激時(shí)產(chǎn)生動(dòng)作電位的能力。

?(2)刺激可以泛指神經(jīng)細(xì)胞所處環(huán)境因素的任何改變。

??引起神經(jīng)細(xì)胞興奮的三個(gè)條件：一定的刺激強(qiáng)度、一定的刺激持續(xù)時(shí)間和一定的強(qiáng)度-時(shí)間變化率。

??如果使刺激的作用時(shí)間保持不變，將引起神經(jīng)細(xì)胞發(fā)生興奮的最小刺激強(qiáng)度稱為閾強(qiáng)度。

?(3)興奮過程的興奮性變化

??a.絕對不應(yīng)期：當(dāng)神經(jīng)細(xì)胞接收一個(gè)閾上刺激而發(fā)生興奮后，在其后一個(gè)較短時(shí)間內(nèi)，無論該細(xì)胞再受到多么強(qiáng)大的刺激，都不能再發(fā)生興奮。即在這段時(shí)間內(nèi)神經(jīng)細(xì)胞的興奮性幾乎降低到零，這一時(shí)期稱為“絕對不應(yīng)期”。

??b.相對不應(yīng)期：經(jīng)過一定的恢復(fù)期，神經(jīng)細(xì)胞有可能恢復(fù)對刺激的興奮，但需要的刺激強(qiáng)度必須遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于閾強(qiáng)度，提示在這段時(shí)期內(nèi)，神經(jīng)細(xì)胞的興奮性正在逐漸恢復(fù)，但仍然低于正常值，這一時(shí)期被稱為“相對不應(yīng)期”。

??c.超常期：在相對不應(yīng)期之后，神經(jīng)細(xì)胞可以出現(xiàn)一個(gè)短暫的興奮性稍高于正常水平的時(shí)期，稱為“超常期”。此時(shí)，低于正常閾值的刺激就能夠引起神經(jīng)細(xì)胞的興奮。然而，由于此時(shí)神經(jīng)細(xì)胞的興奮性并沒有完全恢復(fù)到正常水平，因此，在這段時(shí)期內(nèi)，神經(jīng)細(xì)胞所產(chǎn)生的興奮仍然是不正常的。

??d.低常期：在超常期后，神經(jīng)細(xì)胞的興奮性還要經(jīng)歷一個(gè)“低常期”，即此時(shí)神經(jīng)細(xì)胞的興奮性又低于正常水平。在這之后，神經(jīng)細(xì)胞的興奮性才完全恢復(fù)正常。

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2.?膜電學(xué)基礎(chǔ)

?(1)脂質(zhì)雙分子層構(gòu)成膜電容器，蛋白質(zhì)離子通道構(gòu)成膜電阻，分隔和儲存在膜電容器兩側(cè)極板的正負(fù)離子則形成跨膜電勢差，這樣就使神經(jīng)細(xì)胞形成一個(gè)完整的等效電路，這就是神經(jīng)細(xì)胞產(chǎn)生興奮的膜電學(xué)基礎(chǔ)。

(2)神經(jīng)細(xì)胞發(fā)生興奮的基本表現(xiàn)形式是爆發(fā)可擴(kuò)布的動(dòng)作電位。動(dòng)作電位產(chǎn)生的基礎(chǔ)是由于神經(jīng)細(xì)胞膜上離子通道開放引起離子流的出入所形成的。

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3.?靜息電位

(1)在靜息狀態(tài)下，細(xì)胞膜的電位差稱為靜息電位。

(2)細(xì)胞內(nèi)高鉀離子濃度和靜息時(shí)細(xì)胞膜主要對鉀離子有通透性，是神經(jīng)細(xì)胞產(chǎn)生和維持靜息膜電位的主要原因。 ????

(3)極化：在靜息狀態(tài)下，細(xì)胞膜兩側(cè)所呈現(xiàn)的“內(nèi)負(fù)外正”的狀態(tài)，稱為膜的極化。

去極化：在某種因素的影響下，使靜息膜電位的數(shù)值向膜內(nèi)負(fù)值減小的方向變化，稱為膜的去極化。

超極化：使膜電位向負(fù)值增大的方向變化則稱為超極化。

復(fù)極化：細(xì)胞膜先發(fā)生去極化后再向正常靜息電位的負(fù)值恢復(fù)的過程稱為復(fù)極化。

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4.動(dòng)作電位

(1)定義：當(dāng)神經(jīng)細(xì)胞收到一個(gè)閾上刺激而發(fā)生興奮時(shí)，神經(jīng)細(xì)胞將在靜息膜電位的基礎(chǔ)上發(fā)生一次迅速而短暫的、可以向遠(yuǎn)距離擴(kuò)布的電位波動(dòng)，稱為動(dòng)作電位。

(2)產(chǎn)生過程：當(dāng)神經(jīng)細(xì)胞在靜息狀態(tài)上收到一次閾上刺激時(shí)，膜內(nèi)的負(fù)電位迅速減小以致消失，進(jìn)而變成正電位。即細(xì)胞膜電位由原來的“內(nèi)負(fù)外正”迅速變?yōu)椤皟?nèi)正外負(fù)”。一般情況下，膜內(nèi)電位在短時(shí)間內(nèi)可由原來的-60~-90mV變?yōu)?20~+40mV，這樣整個(gè)細(xì)胞膜內(nèi)、外電位變化的幅度就是80~130mV，于是就構(gòu)成了動(dòng)作變化曲線的上升支，稱為“去極相”。其中，動(dòng)作電位上升支中零位線以上的部分（即超出靜息電位的部分），稱為“超射值”。一般神經(jīng)細(xì)胞的超射值約為+20~+40mV，然而在神經(jīng)細(xì)胞中，這種由刺激所引起的膜電位的迅速倒轉(zhuǎn)只是暫時(shí)的。超射出現(xiàn)后，膜內(nèi)正電位很快就減小并發(fā)展到刺激前原有的負(fù)電位狀態(tài)，這就構(gòu)成了動(dòng)作電位的下降支，稱為“復(fù)極相”。

(3)特點(diǎn)：①只要刺激強(qiáng)度達(dá)到了閾值（即閾強(qiáng)度），再繼續(xù)增加刺激強(qiáng)度則不能使動(dòng)作電位的幅度有所增加，也即動(dòng)作電位可因刺激強(qiáng)度過弱而不出現(xiàn)，但當(dāng)刺激強(qiáng)度達(dá)到閾值以后，就不再隨刺激的強(qiáng)弱而改變其固有的大小和波形。

②動(dòng)作電位在神經(jīng)細(xì)胞膜的受刺激部位產(chǎn)生后，可以沿著細(xì)胞膜向周圍傳播，直至整個(gè)細(xì)胞膜都依次發(fā)生興奮，并產(chǎn)生一次同樣大小和波形的動(dòng)作電位。即動(dòng)作電位在細(xì)胞膜上傳播的范圍和距離并不因原先刺激的強(qiáng)弱而有所不同。

動(dòng)作電位或鋒電位的產(chǎn)生是神經(jīng)細(xì)胞興奮的標(biāo)志。

“全或無”現(xiàn)象：在同一細(xì)胞上動(dòng)作電位的大小不隨刺激強(qiáng)度和傳導(dǎo)距離而改變的現(xiàn)象。

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(4)產(chǎn)生機(jī)制：①當(dāng)細(xì)胞膜電位在靜息電位的基礎(chǔ)上向去極化方向改變時(shí)，細(xì)胞膜上的電壓門控通道開放，出現(xiàn)快速、大量的鈉離子內(nèi)流；②通道蛋白分子的構(gòu)型變化決定鈉通道的激活、失活與恢復(fù)；③幾乎在鈉通道失活的同時(shí)，電壓門控鉀通道開放，于是出現(xiàn)鉀離子的外流。

電壓門控鈉通道和鉀通道的開放與關(guān)閉時(shí)神經(jīng)細(xì)胞動(dòng)作電位產(chǎn)生的基礎(chǔ)。

動(dòng)作電位去極相的產(chǎn)生主要是由于細(xì)胞膜上電壓門控鈉通道開放，引起大量鈉離子快速內(nèi)流所形成的；動(dòng)作電位去極相的產(chǎn)生主要是由于鈉通道的快速關(guān)閉，以及細(xì)胞膜上電壓門控加通道開放，引起鉀離子外流所形成。

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5.閾電位

???這種引起細(xì)胞膜上電壓門控鈉離子通道開放而爆發(fā)動(dòng)作電位的膜電位臨界值稱為閾電位。

???閾電位是神經(jīng)細(xì)胞的內(nèi)在膜特性。閾電位的大小可以直接反映出神經(jīng)細(xì)胞興奮性的高低。閾電位的水平距離靜息膜電位的水平愈接近，則細(xì)胞就愈容易興奮，因此也就表明神經(jīng)細(xì)胞的興奮性愈高。

????能夠引起靜息膜電位降低到閾電位的水平而爆發(fā)動(dòng)作電位的最小刺激強(qiáng)度。

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6.局部興奮

(1)定義：由于閾下刺激只能使受刺激局部細(xì)胞膜上的鈉通道少量開放，引起少量的鈉離子內(nèi)流，導(dǎo)致局部膜電位出現(xiàn)一個(gè)小的去極化，但這種去極化不能達(dá)到閾電位水平，因此不能爆發(fā)動(dòng)作電位。由于這種膜電位變化只局限在受刺激的局部范圍內(nèi)而不能向遠(yuǎn)處傳播，所以被稱為“局部反應(yīng)”或“局部興奮”。

(2)特點(diǎn)：①不是“全或無”的，它可以隨刺激強(qiáng)度的增大而增大，持續(xù)時(shí)間也會隨刺激強(qiáng)度的增大而延長；②呈衰減性擴(kuò)布（電緊張擴(kuò)布），即局部興奮在細(xì)胞膜上向周圍擴(kuò)布的過程中，隨著擴(kuò)布距離的增加其去極化的幅度會迅速減小以致消逝；③總和現(xiàn)象：局部興奮沒有不應(yīng)期現(xiàn)象，可以疊加，包括“時(shí)間性總和”（同一部位先后接受兩個(gè)閾下刺激，在前一個(gè)局部興奮消失之前后一個(gè)局部興奮與之相疊加）和“空間性總和”（鄰近部位同時(shí)給予兩個(gè)閾下刺激，局部興奮通過緊張擴(kuò)布而疊加）。

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7.興奮的傳導(dǎo)

(1)機(jī)制：在靜息狀態(tài)下，細(xì)胞膜電位處于“內(nèi)負(fù)外正”的極化狀態(tài)。如果給細(xì)胞膜施加一個(gè)閾刺激或閾上刺激，就可以引起受刺激的局部細(xì)胞膜發(fā)生去極化達(dá)閾電位水平而產(chǎn)生興奮，由此爆發(fā)的動(dòng)作電位使局部細(xì)胞膜發(fā)生短暫的電位倒轉(zhuǎn)，導(dǎo)致興奮部位的膜電位由靜息狀態(tài)時(shí)的“內(nèi)負(fù)外正”而轉(zhuǎn)化為“內(nèi)正外負(fù)”。

(2)特點(diǎn)：①完整性②安全性③雙向傳導(dǎo)④不衰減傳導(dǎo)。

五．肌細(xì)胞的收縮機(jī)制

1.骨骼肌

(1)骨骼肌細(xì)胞由于其特化又稱肌纖維，一條肌纖維胞質(zhì)中由許多肌原纖維組成，每條肌原纖維由許多平行排列的粗肌絲和細(xì)肌絲組成，并被膜狀的微管結(jié)構(gòu)所環(huán)繞。骨骼肌的兩端與由結(jié)締組織構(gòu)成的肌腱融合，借肌腱附著在骨骼上，牽引骨骼產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)。骨骼肌在光鏡下可見明暗相間的橫紋，屬于橫紋肌。

(2)?骨骼肌的肌膜系統(tǒng)

????肌膜系統(tǒng)包括內(nèi)膜系統(tǒng)和外膜系統(tǒng)。

①骨骼肌纖維外層被膜包繞，膜內(nèi)含有極細(xì)的纖維物質(zhì)形成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，組成外膜系統(tǒng)，具有傳導(dǎo)興奮的功能。

②在肌細(xì)胞內(nèi)部，存在于每一條肌原纖維周圍的膜狀微管結(jié)構(gòu)，統(tǒng)稱為內(nèi)膜系統(tǒng)。

????內(nèi)膜系統(tǒng)（肌管系統(tǒng)）由結(jié)構(gòu)和功能上相互獨(dú)立的橫管和縱管組成。

????橫管又稱T管，走向與肌原纖維的長軸垂直，實(shí)質(zhì)上是肌細(xì)胞間隙在細(xì)胞內(nèi)的擴(kuò)展。

????縱管又稱L管，大致與肌原纖維的長軸平行，是由肌細(xì)胞的光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)特化而成，又稱肌質(zhì)網(wǎng)。構(gòu)成肌質(zhì)網(wǎng)的主要蛋白質(zhì)是鈣泵（一種ATP酶），它可將肌漿中的鈣離子泵入肌質(zhì)網(wǎng)，以便調(diào)節(jié)和控制肌漿中鈣離子的濃度。 縱管在Z線附近管腔變寬并相互吻合，形成終末池（終池）或側(cè)囊。在Z線兩側(cè)，分屬兩個(gè)肌節(jié)相鄰的兩個(gè)終池和Z線處圍繞肌纖維并將兩個(gè)終池間隔開的橫管形成三聯(lián)體（三聯(lián)管）。

????肌管系統(tǒng)對鈣離子的吸收、貯存、釋放及細(xì)胞內(nèi)外的信息傳遞發(fā)揮重要作用。

(3)?肌原纖維在光鏡下的結(jié)構(gòu)

????光鏡下觀察堿性材料染色后的肌纖維的縱切面，可見每條肌原纖維都呈現(xiàn)相間的明暗交替，分別稱明帶和暗帶，這就是稱為橫紋肌的原因。暗帶又稱為A帶，A帶中央著色較淡稱為H帶。H帶的正中有一條著色較深的線稱為M線。相鄰兩A帶間的明帶稱為I帶，I帶正中一條著色較深的線稱為Z線。

????以Z線為界，肌原纖維被劃分成許多個(gè)肌節(jié)，肌節(jié)由A帶和其兩側(cè)各1/2的I帶組成，是肌細(xì)胞的基本功能單位。

(4)?肌原纖維的超微結(jié)構(gòu)

????肌絲分粗肌絲和細(xì)肌絲。

粗肌絲位于肌節(jié)的A帶，中部由M線固定，兩端游離，表面有許多稱為橫橋的突起，由許多豆芽狀的肌球蛋白分子集合成束組成。肌球蛋白分子頭部（橫橋）具有ATP酶的活性，當(dāng)肌球蛋白分子頭部與肌動(dòng)蛋白作用位點(diǎn)接觸時(shí)，ATP酶被激活，分解所結(jié)合的ATP并釋放能量，使橫橋發(fā)生屈伸運(yùn)動(dòng)。

細(xì)肌絲由Z線伸出，縱貫I帶全長，并伸長至A帶內(nèi)部，與粗肌絲交錯(cuò)對插。細(xì)肌絲由肌動(dòng)蛋白、原肌球蛋白、肌鈣蛋白三種蛋白組成。每7個(gè)單體激動(dòng)蛋白分子組成雙鏈螺旋的半圈，隨之還有一個(gè)原肌球蛋白嵌于其內(nèi)。肌鈣蛋白復(fù)體由三個(gè)亞基組成：肌鈣蛋白C（TnC），是與鈣離子結(jié)合的亞單位；肌鈣蛋白I（TnI），是調(diào)控肌動(dòng)蛋白和原肌球蛋白相互結(jié)合的亞單位；肌鈣蛋白T（TnT），是將整個(gè)肌鈣蛋白結(jié)合于原肌球蛋白上的亞單位。

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2.?軀體運(yùn)動(dòng)

（1）反射性運(yùn)動(dòng)

反射性運(yùn)動(dòng)是最簡單最基本的運(yùn)動(dòng)，不受意識的控制，反應(yīng)快捷，通常由特異的感覺刺激引起，產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)又定型的運(yùn)動(dòng)軌跡。

反射是指在中樞神經(jīng)系統(tǒng)的參與下集體對內(nèi)外刺激所發(fā)生的規(guī)律性反應(yīng)，其結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)是反射弧，根據(jù)刺激條件不同，反射一般分為兩類：條件反射和非條件反射。

非條件反射是人生來就有的先天性反射，是一種比較低級的神經(jīng)活動(dòng)，由大腦皮層以下的神經(jīng)中樞（如腦干、脊髓）參與即可完成。如膝跳反射、眨眼反射、縮手反射、嬰兒的吮吸反射和排尿反射等。

條件反射是人出生以后在生活過程中形成的后天性反射，條件反射的建立是利用一個(gè)與非條件反射無關(guān)的刺激條件和非條件反射多次結(jié)合，這個(gè)無關(guān)的刺激條件就成了條件反射的刺激信號。

（2）隨意運(yùn)動(dòng)

????隨意運(yùn)動(dòng)是指意識支配下受大腦皮層運(yùn)動(dòng)區(qū)直接控制的軀體運(yùn)動(dòng)。具有一定的目的性和方向性，可以是對感覺刺激的反應(yīng)或因主觀意愿而產(chǎn)生，運(yùn)動(dòng)形式更為復(fù)雜，一般為后天形成。

（3）節(jié)律性運(yùn)動(dòng)

節(jié)律性運(yùn)動(dòng)可以隨意開始或中止，在開始和中止時(shí)都受高級神經(jīng)中樞大腦的控制，但在運(yùn)動(dòng)過程中與大腦的意識無關(guān)，而是低級中樞的自激行為，它是由位于脊髓（脊椎動(dòng)物）或腹神經(jīng)節(jié)（無脊椎動(dòng)物）中的中樞模式發(fā)生器（CPG）所產(chǎn)生和控制的時(shí)空運(yùn)動(dòng)模式。節(jié)律運(yùn)動(dòng)具有規(guī)則的表現(xiàn)形式，有高度的穩(wěn)定性和自適應(yīng)性。

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3.?運(yùn)動(dòng)機(jī)理

（1）神經(jīng)肌肉接頭的結(jié)構(gòu)

神經(jīng)肌肉接頭是指運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元軸突末梢與骨骼肌肌纖維的接觸部位，屬于化學(xué)突觸。運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元同一根軸突末梢的全部分支以及其所支配的所有肌纖維成為一個(gè)運(yùn)動(dòng)單位。

在神經(jīng)肌肉接頭處，神經(jīng)和肌肉是分離的，二者并沒有原生質(zhì)的溝通。且神經(jīng)肌肉傳遞是由囊泡釋放乙酰膽堿為中介而完成的。

（2）神經(jīng)肌肉接頭的信息傳遞機(jī)制

運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元的神經(jīng)沖動(dòng)（電信號）傳到軸突末梢時(shí)，軸突末梢膜去極化，去極化作用導(dǎo)致膜上的鈣離子通道開放，鈣離子沿其電化學(xué)梯度由突觸前膜外流向軸突終末內(nèi)，鈣離子激活了鈣依賴蛋白激酶（鈣離子-鈣調(diào)蛋白依賴蛋白激酶II）或可能由于囊泡含有負(fù)電荷，膜內(nèi)為負(fù)，膜外為正，而鈣離子進(jìn)入是異性相吸的結(jié)果；還可能鈣離子進(jìn)入激活囊泡的細(xì)絲導(dǎo)致的等等，促使突觸囊泡向突觸前膜移動(dòng)并與神經(jīng)細(xì)胞膜上的ACh受體結(jié)合，進(jìn)而引起ACh受體的通道開放，鉀離子和鈉離子沿著電化學(xué)梯度進(jìn)行易化擴(kuò)散，由于鈉離子的電化學(xué)梯度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于鉀離子的電化學(xué)梯度，因此進(jìn)入終板膜內(nèi)的鈉離子數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于流出終板膜的鉀離子的數(shù)量，使終板膜瞬間去極化產(chǎn)生終板電位（EPP）（在終板膜上產(chǎn)生的這種瞬時(shí)去極化的電位稱為終板電位），EPP的產(chǎn)生使鄰近的肌膜去極化至閾電位水平，產(chǎn)生動(dòng)作電位并沿肌膜擴(kuò)布。

由于乙酰膽堿受體被乙酰膽堿酯酶迅速水解為膽堿和乙酸，失去與受體結(jié)合的活性，乙酰膽堿受體的通道也就隨之關(guān)閉。水解后形成的膽堿被攝入突觸前軸突終末內(nèi)，重新成為合成乙酰膽堿的原料。乙酰膽堿的迅速失活使一次神經(jīng)沖動(dòng)只能引起一次肌肉沖動(dòng)，保證了神經(jīng)肌肉傳遞的秩序性和準(zhǔn)確性。

（3）骨骼肌收縮機(jī)制

骨骼肌受脊髓前角運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元的支配，運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元的軸突終末與骨骼肌形成神經(jīng)肌肉接頭，當(dāng)神經(jīng)沖動(dòng)到達(dá)運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元的軸突終末時(shí)，經(jīng)過一系列電化學(xué)轉(zhuǎn)化過程，肌細(xì)胞膜上產(chǎn)生了動(dòng)作電位，并沿肌細(xì)胞的橫管膜傳導(dǎo)到肌細(xì)胞深處，直至三聯(lián)體附近，引起縱管終池釋放大量鈣離子進(jìn)入肌漿，鈣離子到達(dá)細(xì)絲所在部位并與細(xì)絲上的肌鈣蛋白C（TnC）相結(jié)合，導(dǎo)致細(xì)絲上肌鈣蛋白構(gòu)象的改變，進(jìn)而引起原肌球蛋白構(gòu)想的變化，從而使細(xì)肌絲上的肌動(dòng)蛋白分子與粗肌絲上橫橋的結(jié)合位點(diǎn)暴露，粗肌絲球頭部組成的橫橋與細(xì)肌絲上肌動(dòng)蛋白分子暴露的位點(diǎn)結(jié)合，同時(shí)分解ATP釋放能量，并向M線方向擺動(dòng)，牽引細(xì)肌絲向粗肌絲之間滑行，引起肌細(xì)胞的收縮。肌肉收縮時(shí)，在形態(tài)上表現(xiàn)為整個(gè)肌肉和肌纖維的縮短，但在肌細(xì)胞內(nèi)并無肌絲或它們所含分子結(jié)構(gòu)的縮短，而只是在每一個(gè)肌節(jié)內(nèi)發(fā)生了細(xì)肌絲向粗肌絲之間的滑行。

（4）感覺信息反饋

前饋控制作用是指在運(yùn)動(dòng)發(fā)起之前，神經(jīng)系統(tǒng)就已經(jīng)根據(jù)所獲得的感覺信息盡可能精確地計(jì)算出下行的運(yùn)動(dòng)指令，當(dāng)運(yùn)動(dòng)開始后，不再依靠反饋信息，前饋控制運(yùn)動(dòng)適宜于快速運(yùn)動(dòng)，這些運(yùn)動(dòng)一旦執(zhí)行，就再也無法接受反饋信息而調(diào)整動(dòng)作，因?yàn)榍梆伩刂菩赃\(yùn)動(dòng)很容易失誤。

反饋控制作用是指運(yùn)動(dòng)進(jìn)行過程中，可以接受相關(guān)的感覺信息的反饋，這些反饋信息主要是把運(yùn)動(dòng)狀態(tài)結(jié)果匯報(bào)給控制中樞，使控制中樞參照實(shí)際情況不斷地糾正和調(diào)整發(fā)出的信息，以達(dá)到對運(yùn)動(dòng)的精確控制。