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<div class="chapter" num="3">
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<!-- 23页 -->
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<div class="page-box" page="23">
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<div class="bodystyle">
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<h1 class="firstTitle-l">第一篇 细胞与基本组织</h1>
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<div class="bodystyle">
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<h2 class="secondTitle">第一章 细胞</h2>
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<div class="bodyPic"><img src="../../assets/images/0029-02.jpg" style="width:80%" alt=""
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active="true" />
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</div>
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<p class="center"><span class="bold">素质目标</span></p>
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<p class="content">(1)树立热爱科学、尊重生命的价值观。</p>
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<p class="content">(2)具备严谨求实的科学态度,厚植对生命科学和康复医学的兴趣。</p>
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<p class="center">........................</p>
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<p class="center"><span class="bold">知识目标</span></p>
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<p class="content">(1)掌握:细胞的基本结构;细胞膜的物质转运方式;静息电位的概念和产生机制;动作电位的概念和产生机制。</p>
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<p class="content">(2)熟悉:细胞膜的结构;各种细胞器的主要功能;细胞膜物质转运的特点;动作电位的特点。</p>
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<p class="content">(3)了解:动作电位的产生和传导。</p>
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<p class="center">........................</p>
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<p class="center"><span class="bold">能力目标</span></p>
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<p class="content">(1)能熟练使用光学显微镜观察细胞的基本结构,并分析细胞的功能与形态之间的关系。</p>
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<p class="content">(2)能正确描述静息电位、动作电位的产生机制,并分析生物电在康复医学中的应用。</p>
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<p class="content">(3)能理解与康复治疗手段相关的生物电原理,并初步探讨如何利用这些知识优化康复方案,提高患者的功能恢复效果。</p>
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<div class="bodyPic"><img src="../../assets/images/0029-03.jpg" style="width:80%" alt=""
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active="true" />
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</div>
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<p class="titleQuot-1">【案例】</p>
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<p class="content">患者,男性,32岁,建筑工人,有不洁性关系史。患者在医院的检查结果显示血清抗HIV(+),提示该男子感染了艾滋病病毒。</p>
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<p class="titleQuot-1">【问题】</p>
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<p class="content">1.艾滋病病毒主要感染人体的哪些细胞?</p>
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<p class="content">2.人体细胞具有哪些结构?各有什么功能?</p>
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<p class="content">
|
3.在提供治疗和护理的过程中,如何确保对艾滋病患者的尊重与对患者隐私的保密,同时加强对患者的教育,帮助他们理解艾滋病及其传播途径,从而促进其健康管理和生活质量的提升?</p>
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</div>
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正常人体结构与功能
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<div class="bodystyle">
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<p class="center"><img class="g-pic" src="../../assets/images/0030_01.jpg" alt="" /></p>
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<p class="content">
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组成人体的细胞是生命现象的微观基础,生长、发育、遗传、代谢、衰老、死亡等所有生命活动都是在细胞的基础上进行的。因此,细胞是人体结构和功能的基本单位,研究细胞的结构和功能,有助于我们深入探究人体生命活动的奥秘。本章将从细胞的基本结构、细胞膜的物质转运功能、细胞的生物电现象三个方面对细胞进行介绍。
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</p>
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<h3 class="thirdTitle">第一节 细胞的形态和结构</h3>
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<p class="content">人体的细胞约有10<span
|
class="super">14</span>个,虽大小不一、形态各异、功能不同,但其基本结构相似(图1-1)。通过光学显微镜(简称光镜)观察,人体大部分细胞都是由细胞膜、细胞质、细胞核3部分构成(图1-2)。
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</p>
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<div class="qrbodyPic">
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<img class="openImgBox" src="../../assets/images/0044-01.jpg" style="width:80%"
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alt="图1-1 各种形态的细胞" active="true" />
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<p class="imgdescript">图1-1 各种形态的细胞</p>
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</div>
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<div class="qrbodyPic">
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<img class="openImgBox" src="../../assets/images/0044-02.jpg" style="width:80%"
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alt="图1-2 细胞超微结构" active="true" />
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<p class="imgdescript">图1-2 细胞超微结构</p>
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<span class="header-title">第一章 细 胞</span>
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<img class="header-img" src="../../assets/images/pageHeader.png" alt="" />
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</div>
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</div>
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<div class="bodystyle">
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<h4 class="fourthTitle">一、细胞膜</h4>
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<p class="content">
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细胞膜也叫质膜,包围在细胞质的外表面。在电子显微镜下(简称电镜),细胞膜呈两边暗中间明的3层结构,通常又称这3层结构为单位膜(图1-3)。单位膜与各细胞器膜(如内质网)类似。因此,将细胞膜和细胞器膜统称为生物膜。
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</p>
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<div class="qrbodyPic">
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<img class="openImgBox" src="../../assets/images/0045-01.jpg" style="width:50%"
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alt="图1-3 电镜显示细胞膜" active="true" />
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<p class="imgdescript">图1-3 电镜显示细胞膜</p>
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</div>
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<p class="titleQuot-1">(一)细胞膜的结构</p>
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<p class="content">
|
细胞膜主要由脂质、蛋白质和糖类组成。1972年,辛格(Singer)和尼科尔森(Nicholson)从分子水平提出了细胞膜的液态镶嵌模型学说。这一学说的基本内容是细胞膜由液态脂质双分子层为基架,其中镶嵌着具有不同分子结构和功能的蛋白质(图1-4)。
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</p>
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<div class="qrbodyPic">
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<img class="openImgBox" src="../../assets/images/0045-03.jpg" style="width:50%"
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alt="图1-4 细胞膜的液态镶嵌模型" active="true" />
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<p class="imgdescript">图1-4 细胞膜的液态镶嵌模型</p>
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</div>
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<p class="content"><span
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class="bold">1.脂质</span> 以磷脂为主,长杆形,一端是亲水基团,朝向细胞膜两侧;另一端是疏水基团,朝向膜中央。体温条件下脂质分子呈液态,使膜具有一定程度的流动性。
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</p>
|
<p class="content"><span
|
class="bold">2.蛋白质</span> 主要有两类,一类是嵌入脂质双分子层之间的,称为镶嵌蛋白,是某些激素或递质的受体,有载体或酶的功能;另一类是附着在脂质双分子层外表面的,称为外周蛋白,与细胞的分裂、吞噬、变形运动等相关。
|
</p>
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<p class="content"><span class="bold">3.糖类</span> 含量低,附着在膜的外表面,与脂质或蛋白质结合成糖脂或糖蛋白,具有识别及信息传递的功能。</p>
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</div>
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</div>
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<div class="header-txt">
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正常人体结构与功能
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</div>
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</div>
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</div>
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<div class="bodystyle">
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<p class="titleQuot-1">(二)细胞膜的功能</p>
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<p class="content">
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细胞膜既是限制细胞内、外物质自由进出,维持细胞的形态和内环境稳定的屏障,又是细胞与外界进行物质和信息交换的媒介,如物质转运、生物电活动、抗原识别,以及信号转导等都与细胞膜密切相关。</p>
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<h4 class="fourthTitle">二、细胞质</h4>
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<p class="content">细胞质是存在于细胞膜与细胞核之间的物质,是细胞新陈代谢的主要场所,由基质、细胞器和包含物3部分组成。</p>
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<p class="titleQuot-1">(一)基质</p>
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<p class="content">基质由水、无机盐、蛋白质、糖类等组成,是细胞质中透明且均匀的胶状物质。</p>
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<p class="titleQuot-1">(二)细胞器</p>
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<p class="content">细胞器相当于细胞的“器官”,是细胞质中具有一定形态和功能的结构,主要包括以下几种(图1-2)。</p>
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<p class="content"><span
|
class="bold">1.核糖体</span> 由核蛋白核糖核酸(rRNA)和蛋白质构成的非膜性结构,是蛋白质合成的场所。核糖体在细胞质内有两种状态:一种是附着在内质网表面,称为附着核糖体;而另一种则散在于细胞质内,称为游离核糖体。
|
</p>
|
<p class="content"><span
|
class="bold">2.线粒体</span> 光镜下呈线状或粒状,电镜下显示其是由两层单位膜形成的圆形或椭圆形的囊状结构(图1-5)。线粒体内含有多种酶和辅酶,是氧化磷酸化产生三磷酸腺苷(adenosine
|
triphosphate,ATP)的主要场所,为细胞生命活动提供95%的所需能量,是细胞的“能量工厂”。</p>
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<div class="qrbodyPic">
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<img class="openImgBox" src="../../assets/images/0046-01.jpg" style="width:80%" alt="图1-5 线粒体结构"
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active="true" />
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<p class="imgdescript">图1-5 线粒体结构</p>
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</div>
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<p class="content"><span
|
class="bold">3.内质网</span> 是由单层单位膜形成的膜性管网结构,与细胞膜和核膜相通。根据内质网表面有无核糖体附着,内质网可分为两类:有核糖体的一类称粗面内质网,是蛋白质合成、储存和运输的场所;无核糖体的一类称滑面内质网,功能复杂,主要参与糖原、脂类代谢和Ca<span
|
class="super">2+</span>浓度的调节等。</p>
|
<p class="content"><span
|
class="bold">4.高尔基复合体</span> 是由单位膜组成的囊状结构,光镜下呈网状。其主要功能是对内质网合成的蛋白质进一步加工、修饰,最后形成分泌泡和溶酶体。因此,可以认为高尔基复合体是细胞内“蛋白质的加工厂”。
|
</p>
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</div>
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<span class="header-title">第一章 细 胞</span>
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<img class="header-img" src="../../assets/images/pageHeader.png" alt="" />
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</div>
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</div>
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<div class="bodystyle">
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<p class="content"><span
|
class="bold">5.溶酶体</span> 是呈圆形或卵圆形囊状小体,由单层单位膜围绕,内含多种酸性水解酶。其主要作用有:①消化作用,是溶酶体的主要功能,能消化经自噬或内吞作用运输的多种内源性或外源性大分子物质,也可以消化衰老或损伤的其他细胞器。②溶酶体参与细胞凋亡过程,即程序性细胞死亡。③能清除细胞中无用的生物大分子和衰老的细胞器。④溶酶体通过自噬作用参与细胞的免疫反应。
|
</p>
|
<p class="content"><span class="bold">6.中心体</span> 位于细胞核附近。电镜下可见中心体由1~2个相互垂直的中心粒组成,它能自我复制,参与细胞的有丝分裂。
|
</p>
|
<p class="content"><span
|
class="bold">7.微丝和微管</span> 微丝由肌动蛋白组成,与细胞的运动、分裂、吞噬、分泌物的排出及神经递质的释放等有关。微管呈中空圆柱状,主要参与细胞骨架的构成。
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</p>
|
<h4 class="fourthTitle">三、细胞核</h4>
|
<p class="content">
|
细胞核包埋于细胞质内,一般位于细胞中央,由核膜、核仁、染色质及核基质组成(图1-6)。人体的细胞中,除成熟红细胞没有细胞核以外,多数细胞只有一个核,少数有多个核,如骨骼肌细胞有上百个核。
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</p>
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<div class="qrbodyPic">
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<img class="openImgBox" src="../../assets/images/0047-01.jpg" style="width:50%"
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alt="图1-6 细胞核超微结构" active="true" />
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<p class="imgdescript">图1-6 细胞核超微结构</p>
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</div>
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<p class="titleQuot-1">(一)核膜</p>
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<p class="content">核膜是包围在细胞核表面的双层单位膜,两层膜之间的腔隙称核周隙。核膜上有许多核孔,是细胞核与细胞质之间物质交换的通道。</p>
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<p class="titleQuot-1">(二)核仁</p>
|
<p class="content">核仁主要由核糖核酸(RNA)和蛋白质构成,呈球形,无膜,常偏于细胞核一侧。其主要功能是形成核糖体,后者通过核孔进入细胞质内,参与蛋白质合成。</p>
|
<p class="titleQuot-1">(三)染色质</p>
|
<p class="content">
|
染色体主要成分是脱氧核糖核酸(DNA)和蛋白质,是遗传物质的载体,因易被碱性染料着色而得名。在细胞有丝分裂时,染色质纤维反复折叠、螺旋,形成具有特定形态的结构,称染色体。人体细胞除生殖细胞外有23对染色体。其中,22对为常染色体,1对是性染色体。
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</p>
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</div>
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<div class="header-txt">
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正常人体结构与功能
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</div>
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</div>
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</div>
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<div class="bodystyle">
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<p class="titleQuot-1">(四)核基质</p>
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<p class="content">
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核基质是核中除染色质与核仁以外的成分,包括核液与核骨架两部分。核液含水、离子和蛋白质等成分。核骨架是由多种蛋白质形成的三维纤维网架,并与核被膜、核纤层相连,对核的结构具有支持作用。核基质与DNA复制、RNA转录和加工、染色体组装及病毒复制等生命活动密切相关。
|
</p>
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<div class="bodyPic"><img src="../../assets/images/0030-02.jpg" style="width:80%" alt=""
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active="true" />
|
</div>
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<p class="center"><span class="bold">细胞学在临床诊断与康复医学中的重要性</span></p>
|
<p class="quotation">
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细胞在临床诊断中扮演着重要的角色。临床医生可以通过细胞学的方法,从患者的体液(如血液、尿液、胸腔积液和腹水等)或组织中收集样本,通过显微镜观察细胞的形态、结构和排列方式,从而辅助疾病的诊断。如细胞学在癌症的早期诊断中发挥着重要作用,通过细胞形态学的改变和异常细胞的识别,可以早期发现恶性肿瘤。在康复过程中,细胞学的分析同样具有重要意义。在癌症患者的康复中,细胞学的结果可以帮助医生了解肿瘤的类型和分期,从而更好地评估患者的功能状态和康复需求。了解疾病的细胞学特征和病理变化对功能的影响对于制订个性化的康复方案至关重要。总之,细胞与临床诊断的内容为康复医学提供了基础,帮助医务人员在康复过程中更好地理解患者的病情和康复需求。
|
</p>
|
<h3 class="thirdTitle">第二节 细胞膜的物质转运功能</h3>
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<p class="content">
|
在新陈代谢过程中细胞需要选择性地摄入和排出多种多样的物质,这一过程称为细胞膜的物质转运。由于细胞膜脂质双分子层的特性,只有少数脂溶性小分子物质可顺利通过,而水溶性小分子物质和带电离子则需要借助于一系列相关膜蛋白的介导才能完成跨膜转运。另外,大分子物质、物质颗粒的跨膜转运则依赖于膜的生物学特性才能完成。以下介绍几种常见的物质跨膜转运方式。
|
</p>
|
<h4 class="fourthTitle">一、被动转运</h4>
|
<p class="content">
|
被动转运是指小分子物质顺电-化学梯度跨膜转运的过程。其特点是转运物质时只需要消耗由细胞膜两侧电-化学梯度产生的势能,不需要消耗细胞代谢产生的能量。物理学上将这种现象称为扩散。被动转运根据转运机制的不同分为单纯扩散和易化扩散两种。
|
</p>
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<p class="titleQuot-1">(一)单纯扩散</p>
|
<p class="content">单纯扩散是指脂溶性小分子物质(O<span class="sub">2</span>、CO<span class="sub">2</span>、NH<span
|
class="sub">3</span>及乙醇等)由细胞膜的高浓度一侧向低浓度一侧跨膜转运的过程(图1-7)。扩散的方向和速度取决于物质在膜两侧的浓度差和膜对该物质的通透性,浓度差越大,单纯扩散的速度越快;通透性越大,单纯扩散的速度越快。扩散的最终结果是该物质在膜两侧的浓度差消失。
|
</p>
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</div>
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<span class="header-title">第一章 细 胞</span>
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<img class="header-img" src="../../assets/images/pageHeader.png" alt="" />
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</div>
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</div>
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<div class="bodystyle">
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<div class="qrbodyPic">
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<img class="openImgBox" src="../../assets/images/0049-01.jpg" style="width:50%" alt="图1-7 单纯扩散"
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active="true" />
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<p class="imgdescript">图1-7 单纯扩散</p>
|
</div>
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<p class="titleQuot-1">(二)易化扩散</p>
|
<p class="content">
|
易化扩散是指在细胞膜上特殊蛋白质的协助下,非脂溶性或脂溶性很小的小分子物质或离子,顺电-化学梯度跨细胞膜转运的过程。根据参与转运的膜蛋白不同,易化扩散分为经载体介导的易化扩散和经通道介导的易化扩散两类。
|
</p>
|
<p class="content"><span
|
class="bold">1.载体介导的易化扩散</span> 载体蛋白是镶嵌在脂质双分子层上的特殊蛋白质,具有与被转运物质结合的位点。当载体蛋白与被转运物结合时,载体的构象发生变化,可将被转运物由细胞膜的高浓度一侧向低浓度一侧转运(图1-8)。载体转运的物质主要是一些小分子的有机物,如葡萄糖和氨基酸等。载体转运具有以下特点:①特异性,即一种载体只能选择性地转运一种或几种结构相似的物质。②饱和现象,载体和载体结合位点数目都是有限的,当载体结合位点被转运物全部占据时,转运即达到饱和。③竞争性抑制,化学结构相似的物质竞争同一载体,没能和载体结合的物质则不能被转运,其产生的后续效应不能实现而受到抑制。
|
</p>
|
<p class="content"><span
|
class="bold">2.通道介导的易化扩散</span> 是指由细胞膜通道蛋白协助而完成的顺电-化学梯度的物质转运过程,由于主要转运的物质为Na<span
|
class="super">+</span>、K<span class="super">+</span>、Ca<span class="super">2+</span>、C1<span
|
class="super">-</span>等无机离子,所以通道蛋白又称为离子通道(如Na<span class="super">+</span>通道、K<span
|
class="super">+</span>通道)。离子通道具有离子选择性和门控性,离子选择性是指每种通道只对一种或几种离子有较高的通透性,而对其他离子的通透性很小或者不通透,如K<span
|
class="super">+</span>通道对K<span class="super">+</span>通透性大而对Na<span
|
class="super">+</span>通透性很小。门控性是指离子通道通过“闸门”样结构实现开放或关闭。根据通道开、闭的机制不同,可将通道分为电压门控通道、化学门控通道和机械门控通道(图1-8)。
|
</p>
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</div>
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正常人体结构与功能
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</div>
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<div class="bodystyle">
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<div class="qrbodyPic">
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<img class="openImgBox" src="../../assets/images/0050-01.jpg" style="width:80%"
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alt="图1-8 易化扩散模式图" active="true" />
|
<p class="imgdescript">图1-8 易化扩散模式图</p>
|
</div>
|
<h4 class="fourthTitle">二、主动转运</h4>
|
<p class="content">
|
主动转运是指在膜蛋白的协助下,通过消耗细胞代谢产生的能量,将某物质逆着电-化学梯度跨膜转运的过程。根据是否直接消耗能量,主动转运又分为原发性主动转运和继发性主动转运两类。</p>
|
<p class="titleQuot-1">(一)原发性主动转运</p>
|
<p class="content">
|
原发性主动转运是指膜蛋白直接利用代谢产生的能量将物质(通常是带电离子)逆浓度梯度或电位梯度进行跨膜转运的过程。介导这一过程的膜蛋白称为离子泵,可利用其水解ATP时释放的能量完成离子的跨膜转运,所以也称为ATP酶。在人类的细胞膜上普遍存在的离子泵就是钠-钾泵,简称钠泵,也称Na<span
|
class="super">+</span>-K<span class="super">+</span>-ATP酶。钠泵每分解1分子ATP可将3个Na<span
|
class="super">+</span>移至细胞外,同时将2个K<span
|
class="super">+</span>移入细胞内(图1-9)。由于钠泵的活动,使细胞膜两侧离子浓度呈现膜内高钾膜外高钠的状态。当细胞内Na<span
|
class="super">+</span>浓度升高或细胞外K<span
|
class="super">+</span>浓度升高时,都可激活钠泵。钠泵的生理意义主要是形成和保持Na<span class="super">+</span>、K<span
|
class="super">+</span>在细胞内外的不均分布,为细胞生物电的产生提供势能基础;细胞内外Na<span
|
class="super">+</span>的浓度差也是其他物质继发性主动转运的动力。</p>
|
<div class="qrbodyPic">
|
<img class="openImgBox" src="../../assets/images/0050-02.jpg" style="width:50%" alt="图1-9 钠泵活动"
|
active="true" />
|
<p class="imgdescript">图1-9 钠泵活动</p>
|
</div>
|
</div>
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</div>
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</div>
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</div>
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<span class="header-title">第一章 细 胞</span>
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<img class="header-img" src="../../assets/images/pageHeader.png" alt="" />
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<p class="titleQuot-1">(二)继发性主动转运</p>
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<p class="content">继发性主动转运是指膜蛋白不直接利用代谢产生的能量,而是借助由钠泵形成的膜内外Na<span class="super">+</span>浓度势能,在Na<span
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class="super">+</span>易化扩散的同时,对其他物质进行逆电-化学梯度跨膜转运的过程。如小肠黏膜对葡萄糖、氨基酸的吸收过程都属于继发性主动转运。若被转运的物质与钠离子转运方向相同称为同向转运,若方向相反称为反向转运。
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</p>
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<h4 class="fourthTitle">三、入胞和出胞</h4>
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<p class="content">
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小分子物质可以通过上述的物理扩散或经膜蛋白的介导穿越细胞膜,而大分子物质或物质团块是不能直接穿越细胞膜的,它们要借助于细胞膜的变形运动,以入胞或出胞的方式完成跨膜转运,这些过程需要消耗细胞代谢产生的能量。
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</p>
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<p class="titleQuot-1">(一)入胞</p>
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<p class="content">入胞是指细胞外大分子物质或物质团块被细胞膜包裹形成吞噬泡或吞饮泡进入细胞的过程。固态物质(如细菌、病毒、异物颗粒等)进入细胞称为吞噬,液态物质进入细胞称为吞饮。
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</p>
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<p class="titleQuot-1">(二)出胞</p>
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<p class="content">出胞是指大分子物质或物质团块被一层膜性结构包裹形成分泌泡,并从细胞内被排出的过程。出胞主要见于细胞的分泌活动,以及神经末梢释放神经递质等过程。</p>
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<h3 class="thirdTitle">第三节 细胞的生物电现象</h3>
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<p class="content">
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生物的器官、组织和细胞在生命活动过程中都存在着电位的变化,这种电位变化称为生物电。这是一种普遍存在的生命现象,是由细胞膜两侧不同离子跨膜流动产生的,故又称跨膜电位,简称膜电位。临床常用的心电图、脑电图、肌电图等检查都是利用体表电极将组织细胞的电活动引导、放大后记录得到的。细胞的跨膜电位主要有两种形式,一种是安静状态时的静息电位,另一种是受刺激后在静息电位基础上产生的动作电位。
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</p>
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<div class="bodyPic"><img src="../../assets/images/0030-02.jpg" style="width:80%" alt=""
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active="true" />
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<p class="center"><span class="bold">生物电的发现与康复医学的应用</span></p>
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<p class="quotation">
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早在古希腊和罗马时代,人类就发现动物体带电的事实,并利用电鳐所产生的生物电进行疾病的治疗。1939年,英国科学家霍奇金和赫胥黎将微电极插入枪乌贼神经纤维内,成功测量了神经纤维膜内外的电位差。这一技术革新不仅推动了电生理学理论的发展,其研究者还因此获得了诺贝尔生理学或医学奖。目前生物电广泛用于临床,对疾病的诊断和治疗效果的评估有着重要意义。
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</p>
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<p class="quotation">
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在康复医学领域,生物电的原理被用于电刺激疗法,帮助促进肌肉的恢复和再生。通过电刺激,能够改善血液循环、减轻疼痛、增强肌肉力量,并促进神经的再生和功能恢复。这些技术在中风后康复、骨折愈合及慢性疼痛管理等方面均显示出显著效果。
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</p>
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<p class="quotation">生物电的发现不仅推动了基础医学的发展,也为康复医学提供了新的治疗手段,提升了患者的康复效果和生活质量。</p>
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正常人体结构与功能
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<h4 class="fourthTitle">一、静息电位</h4>
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<p class="titleQuot-1">(一)基本概念</p>
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<p class="content">
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细胞在静息状态时(未受到刺激)存在于细胞膜两侧稳定的电位差称为静息电位。膜内外电位表现为膜外高膜内低,若规定膜外电位为0,则膜内电位为负值。大多数细胞的静息电位在-10~-100mV之间,如哺乳类动物的神经(或骨骼肌)细胞的静息电位为-70~-90mV。静息状态时,细胞膜两侧存在的“外正内负”状态,称为极化状态;膜电位负值增大,如由-70mV变为-90mV,称为超极化;膜电位负值减小,如由-60mV变为-20mV,称为去极化;去极化至0电位后,电位由负变正,即极化状态的反转,称为反极化;发生去极化或反极化后,膜电位又恢复到原来静息时极化状态的过程,称为复极化。
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</p>
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<p class="titleQuot-1">(二)产生机制</p>
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<p class="content">生物电的产生必须具备以下两个条件。</p>
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<p class="content">1.细胞膜两侧离子的浓度和分布不同。</p>
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<p class="content">2.细胞膜在不同状态下对各种离子的通透性不同。静息状态时,细胞膜内外的离子浓度分布不同,表现为细胞膜内K<span
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class="super">+</span>浓度高,而细胞膜外则是Na<span
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class="super">+</span>浓度高的状态。同时,细胞膜对不同离子的通透性也不同,具体为细胞膜对K<span
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class="super">+</span>通透性大,对Cl<span class="super">-</span>通透性很小,对Na<span
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class="super">+</span>几乎不通透,对有机负离子A<span class="super">-</span>无通透性。</p>
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<p class="content">基于以上两个条件,细胞膜内的K<span class="super">+</span>就会顺浓度差向膜外扩散;因为细胞膜对A<span
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class="super">-</span>没有通透性,A<span
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class="super">-</span>被阻隔在细胞膜内。随着膜外正电荷增多,电位变正;膜内负电荷相对增多,电位变负,这样便形成了“外正内负”的电位状态。当然,K<span
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class="super">+</span>外流并不能无限制地进行,因为先扩散到膜外的K<span class="super">+</span>形成的电场力会阻止K<span
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class="super">+</span>的继续外流。随着K<span class="super">+</span>外流的增加,这种阻力也不断增大,当推动K<span
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class="super">+</span>外流的动力(浓度势能)与阻止K<span class="super">+</span>外流的阻力(电场力)达到平衡时,K<span
|
class="super">+</span>外流就会停止,这时细胞膜两侧就形成了一个相对稳定的电位差,这就是静息电位。因为静息电位主要是K<span
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class="super">+</span>外流达到平衡时的电位,所以又称K<span class="super">+</span>平衡电位。</p>
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<h4 class="fourthTitle">二、动作电位</h4>
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<p class="titleQuot-1">(一)基本概念和波形</p>
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<p class="content">
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动作电位是细胞兴奋的标志,是可兴奋细胞受到有效刺激而发生兴奋时,在静息电位的基础上,发生在细胞膜两侧的一次迅速、短暂、可扩布的电位变化。通过示波器可观察到一个动作电位由上升相和下降相构成,前者由去极化过程引起,后者由复极化过程引起。去极化与复极化都非常迅速,在图像上形成一个尖锋,称锋电位,一般所说的动作电位就是指锋电位。在锋电位恢复到静息电位前,膜两侧经历的一个微小而缓慢的电位变化,称后电位。后电位又可分为首先出现的负后电位和随后出现的正后电位(图1-10)。
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</p>
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<span class="header-title">第一章 细 胞</span>
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<img class="openImgBox" src="../../assets/images/0053-01.jpg" style="width:50%" alt="图1-10 动作电位"
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<p class="imgdescript">图1-10 动作电位</p>
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<div class="bodyPic"><img src="../../assets/images/0030-02.jpg" style="width:80%" alt=""
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</div>
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<p class="center"><span class="bold">钾离子与高钾血症</span></p>
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<p class="quotation">
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高钾血症是一种严重的电解质紊乱,其诊断标准为血清钾浓度大于5.5mmol/L。高钾血症的临床表现多样,轻者可无症状或表现为乏力、胸闷等不适;严重者可诱发致命性心律失常、心室颤动、心搏骤停和猝死等严重后果。高钾血症的治疗策略需根据患者的具体情况及血钾水平个体化定制,治疗目标是对抗心脏毒性、促使钾向细胞内转移及钾排出。具体措施如下。①稳定心肌:使用钙剂(如葡萄糖酸钙),以增加心肌细胞膜电位差,从而对抗高钾导致的去极化作用,拮抗钾离子的心脏毒性。②促进钾离子进入细胞内:使用胰岛素,通过激活骨骼肌细胞膜上的钠钾泵,促使钾离子向细胞内转移。③促进钾离子排出:通过肠道或直接从血液中清除多余的钾,有效降低血钾浓度。
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</p>
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<p class="titleQuot-1">(二)产生机制</p>
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<p class="content"><span class="bold">1.动作电位上升支的形成</span> 当细胞受到一次有效刺激后,细胞膜上的部分Na<span
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class="super">+</span>通道首先被激活并开放,少量Na<span
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class="super">+</span>顺浓度梯度内流,使细胞内负电位因正电荷增加而减小(局部去极化)。当膜内负电位减小到某一临界值时(即阈电位),就会引起细胞膜上Na<span
|
class="super">+</span>通道的大量开放,Na<span
|
class="super">+</span>顺浓度梯度瞬间大量内流,使膜内负电位迅速减小、消失,进而出现膜内正电位,形成动作电位的上升支。所以,动作电位的上升支主要是Na<span
|
class="super">+</span>内流形成的。</p>
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<p class="content"><span
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class="bold">2.阈电位</span> 刺激使膜去极化达到某一个临界电位值时,就能引起动作电位的产生,把这一个临界电位值称为阈电位。阈电位是产生动作电位的必要条件,其数值比静息电位小10~20mV,如神经纤维的静息电位约-70mV,阈电位约-55mV。
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</p>
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<p class="content"><span class="bold">3.动作电位下降支的形成</span> 膜电位接近峰值时,大量的Na<span
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class="super">+</span>通道失活,Na<span class="super">+</span>内流停止。此时,K<span
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class="super">+</span>通道开放,K<span
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class="super">+</span>快速外流,膜内负电位迅速增大,直至恢复到静息电位水平,形成动作电位的下降支。因此,动作电位的下降支是K<span
|
class="super">+</span>外流形成的。</p>
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正常人体结构与功能
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<p class="content"><span
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class="bold">4.钠泵恢复离子分布</span> 动作电位发生后,膜电位虽然恢复到静息电位水平,但膜内外离子的浓度和分布尚未恢复。细胞内Na<span
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class="super">+</span>浓度和细胞外K<span
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class="super">+</span>浓度都有所增加,满足钠泵激活的条件,激活的钠泵将进入细胞内的Na<span
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class="super">+</span>泵出,细胞外的K<span class="super">+</span>泵入,从而使细胞内外离子分布恢复到静息状态水平。</p>
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<p class="titleQuot-1">(三)动作电位的传导</p>
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<p class="content">
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动作电位的传导是指动作电位一旦在细胞膜某一点产生,就会沿细胞膜向周围传播,直至传遍整个细胞膜为止。动作电位的传导可用局部电流学说来解释。以无髓神经纤维为例,当神经纤维受到刺激产生兴奋时,兴奋部位局部出现“外负内正”的反极化状态,这时在已兴奋部位与邻近未兴奋部位之间出现了电位差。由于膜两侧的液体都具有导电性,因此,膜外的正电荷由未兴奋部位向已兴奋部位移动;膜内的正电荷则由已兴奋部位向未兴奋部位移动。电荷的这种局部定向流动现象称为局部电流。局部电流造成相邻未兴奋部位的膜内侧电位升高,膜外电位降低,即产生局部去极化,当这种局部去极化达到阈电位时,膜上的Na<span
|
class="super">+</span>通道大量开放,Na<span
|
class="super">+</span>大量内流,爆发动作电位。这样,动作电位就沿细胞膜依次向邻近未兴奋部位传导。对于有髓神经纤维,因髓鞘具有绝缘性,只有郎飞结处神经纤维膜才与细胞外液相接触,所以有髓神经纤维的局部电流发生在相邻郎飞结之间,呈现跳跃式传导,其传导速度较无髓神经纤维快(图1-11)。
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</p>
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<div class="qrbodyPic">
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<img class="openImgBox" src="../../assets/images/0054-01.jpg" style="width:50%"
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alt="图1-11 动作电位在神经纤维上传导" active="true" />
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<p class="imgdescript">图1-11 动作电位在神经纤维上传导</p>
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</div>
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<p class="titleQuot-1">(四)动作电位的特点</p>
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<p class="content"><span
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class="bold">1.“全或无”现象</span> 刺激未达到阈强度时,不会引起动作电位的发生;动作电位一旦发生,其幅度就达到最大,不会因刺激强度的增加而增大。</p>
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<p class="content"><span
|
class="bold">2.不衰减性传导</span> 细胞膜某一部位产生的动作电位,可以沿着局部细胞膜不衰减地传导至整个细胞膜,而且其幅度和波形在传播过程中始终保持不变。</p>
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<p class="content"><span
|
class="bold">3.脉冲式发放</span> 因为动作电位存在不应期,所以两个动作电位之间存在时间间隔且彼此独立,故动作电位传导时就以脉冲的形式发放。</p>
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<h4 class="fourthTitle">三、局部电位</h4>
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<p class="content">阈下刺激引起细胞膜局部出现阈电位水平以下的去极化,称为局部电位。局部电位的特点如下。</p>
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<span class="header-title">第一章 细胞</span>
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<img class="header-img" src="../../assets/images/pageHeader.png" alt="" />
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</div>
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</div>
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<div class="bodystyle">
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<p class="content"><span class="bold">1.不具有“全或无”现象</span> 局部电位的幅度会随着阈下刺激强度的增大而增大。</p>
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<p class="content"><span class="bold">2.呈衰减性传导</span> 传播的幅度会随传播距离的增加而减小以至消失。</p>
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<p class="content"><span
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class="bold">3.总和现象</span> 包括空间总和与时间总和。同时多个阈下刺激引起的局部电位的叠加,称为空间总和;连续多个阈下刺激引起的局部电位的叠加,称为时间总和。总和可以使膜电位去极化达到阈电位,从而引发动作电位。因此,动作电位可以由一次阈刺激或阈上刺激引起,也可以由多个阈下刺激产生的局部电位总和而引发。
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</p>
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<div class="bodyPic"><img src="../../assets/images/0055-01.jpg" style="width:80%" alt=""
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active="true" />
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</div>
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<p class="right-info">(陈楠)</p>
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