3 人体的基本组织和功能

学习笔记
作者: MingXiao

3.1 肌组织

3.1.1 肌组织的组成

主要是肌细胞,细胞间有少量的结缔组织,血管,淋巴管和神经

特殊名词

肌细胞:肌纤维

细胞膜:肌膜

细胞质:肌浆,其中的平行排列的肌原纤维是肌纤维舒缩的主要物质基础

分类

  1. 根据形态学
    1. 横纹肌
    2. 平滑肌
  2. 根据神经支配性
    1. 躯体神经支配:随意肌
    2. 自律神经支配:非随意肌
  3. 根据功能特点
    1. 骨骼肌
    2. 心肌
    3. 平滑肌

3.1.2 骨骼肌的精细结构

肌节

肌节:相邻的两条z线之间的一段横纹肌肌原纤维,是骨骼肌纤维的基本结构和收缩舒张的功能单位

肌节 = 1/2 明带(I带) + 暗带(A带) + 1/2 明带

在收缩舒张过程中,暗带长度不变,明带和H带在收缩时缩短,在舒张时伸长

肌管系统

横管:T管,是肌膜向肌浆内凹陷形成的管状结构,垂直于肌纤维长轴,迅速同步肌膜的兴奋到肌纤维内部

肌质网:L管,特化的滑面内质网,分为纵管终池(JSR),可以浓缩,储存,释放Ca2+

三联管:耦联膜动作电位和肌原纤维收缩的关键部位,由两个终池夹着一个横管构成

例:骨骼肌纤维收缩的肌节变化是

解:细肌丝滑入暗带,明带变窄

骨骼肌的收缩机制

肌丝滑行理论:细肌丝向肌节中央粗肌丝内滑行

  1. 相邻的Z线靠近,肌节变短
  2. 暗带长度不变,粗肌丝长度不变
  3. Z线到H带边缘长度不变,恒等于细肌丝长度
  4. 明带和H带变窄

例:肌细胞收缩的说法正确的是:

​ A肌原纤维的缩短是肌小节的收缩

​ B肌原纤维的缩短是细胞内肌丝本身的卷曲

​ C肌原纤维的缩短是细肌丝在粗肌丝之间的滑行

​ D当肌肉被动拉长时明带长度增大

​ E肌小节变为最短时,即使肌细胞缩短的最大限度

解:ACDE

骨骼肌的兴奋收缩耦联

电变化的兴奋和肌丝滑行的收缩的中介过程

  1. 肌膜电兴奋传导:肌膜产生AP(动作电位),AP由横管迅速传向肌细胞深处,达到三联管和肌小节附近
  2. 三联管信息传递:AP激活横管膜和肌膜上的L型Ca2+通道,通过变构Ca2+内流(心肌),使终池膜上的Ca2+释放通道开放
  3. 肌质网中Ca2+的释放:终池内Ca2+顺浓度梯度进入肌浆,触发肌丝滑行,肌细胞收缩

Ca2+是骨骼肌兴奋-收缩耦联的耦联物

骨骼肌舒张过程

  1. 肌膜电位复极化
  2. 终池对Ca2+通透性下降,肌质网膜Ca2+泵激活(主动转运回终池)
  3. 胞质Ca2+下降
  4. Ca2+与肌钙蛋白解离
  5. 原肌球蛋白覆盖肌动蛋白横桥结合位点
  6. 骨骼肌舒张

3.1.3 神经-肌肉接头处兴奋的传递

接头前膜:囊泡内含有ACh(乙酰胆碱),以囊泡为单位释放(量子释放)

接头间隙:50-60nm

接头后膜:又称终板膜,存在ACh/N2受体,与ACh特异性结合,没有电压门控钠通道

终板区:整个神经-肌肉接头

兴奋的传递过程

  1. 神经冲动使前膜去极化
  2. 膜Ca2+通道开放,膜外Ca2+内流
  3. 囊泡移动,出胞后释放乙酰胆碱
  4. ACh与终板膜上的N2受体结合,蛋白质构型改变
  5. 终板膜对Na+,K+尤其是Na+的通透性提高
  6. 终板膜去极化,终板电位(EPP)积累
  7. EPP电紧张性扩散至肌膜
  8. 去极化达到阈值
  9. 肌细胞产生动作电位

特征

  1. 没有“全或无”现象
  2. 没有不应期
  3. 有总和现象,50mVEPP需要约250个囊泡(是局部电位)
  4. EPP的大小与ACh释放量有关
  5. 是“电-化学-电”的过程:N末梢AP ——> ACh + 受体 ——> EPP ——> 肌膜AP
  6. 具有一对一的关系:前膜传来一个AP,便能引起兴奋收缩一次,但是也只有一次(终板膜上的乙酰胆碱酯酶很多,能迅速水解ACh)

影响因素

  1. 阻断ACh受体:筒箭毒,银环蛇毒
  2. 抑制乙酰胆碱酯酶活性:有机磷农药
  3. 自身免疫疾病:重症肌无力(抗体破坏ACh受体),肌无力综合征(抗体破坏神经末梢Ca2+通道)
  4. 抑制前膜ACh释放:肉毒杆菌中毒(毒素与前膜表面受体相结合,组织出胞)

3.1.4 肌肉收缩形式

**单收缩:**受到一次刺激,收缩舒张一次

**强直收缩:**连续刺激,在前一次收缩/舒张未完成时进行收缩,是单收缩的机械叠加,幅度和力更大

分为不完全强直收缩和完全强直收缩,区别是前者在上一次的舒张期,后者在收缩期

**等长收缩:**只增加张力,长度不变

**等张收缩:**相反

在提起重物时,先等长收缩,后等张收缩(先增加张力,提起时改变长度)

收缩强度影响因素

主要:兴奋-收缩耦联期间内胞浆内Ca2+的水平;肌球蛋白的ATP酶活性;刺激频率;肌纤维长度(正相关)

其他:体内神经递质,体液物质,药物水平,病理作用

例:骨骼肌收缩过程中,肌动蛋白头部的ATP酶被激活,兴奋直接传向肌质网

解:错误,是肌蛋白头部的ATP酶,肌蛋白能促进ATP酶的活性;兴奋由肌膜传向横管,再传向肌质网

3.2 神经组织

3.2.1神经元的基本结构形态

基本可分为:胞体,树突,轴突

树突:多尼式体(颗粒状/斑块状嗜碱性物质,游离核糖体);轴突:没有尼式体

树突棘:树突上与其他神经元轴突末梢形成的突触后膜,扩大膜面积,数量和形态上都有易变性,是脑功能可塑性的基础

神经原纤维:嗜银性(可被银染料染色),在胞体内交织成网,是神经丝和微丝组成。维持细胞形态,参与物质运输

3.2.2 神经元分类

  1. 根据突起数量

    • 假单极神经元
    • 双极神经元
    • 多极神经元
  2. 根据神经元功能

    • 感觉神经元
    • 运动神经元
    • 中间神经元
  3. 根据化学突触神经递质的化学性质

3.2.3 神经胶质细胞的基本结构和形态

共同特点

数目多;有突起,但是没有树突轴突;无尼式体;不形成突触,有分裂能力

HE染色仅能显示细胞核,特殊银染色可以显示细胞全貌

在神经元之间,神经元与非神经元之间,除了突触之外都被神经胶质细胞分隔、绝缘,保证信息传递的专一和不受干扰

星形胶质细胞

神经系统中数目最多的细胞,星形,突起多

功能:

  1. K+水平缓冲
  2. 神经递质再循环
  3. 调节成年后的神经形成
  4. 释放神经递质调节神经元活动
  5. 参与血脑屏障,还有部分免疫应答

少突胶质细胞

形态较小,突起少

功能:参与中枢神经系统有髓神经纤维髓鞘的形成,可以包裹几个轴突形成

小胶质细胞

最小、细长

功能:来源于血液的单核细胞,有吞噬功能(清除死细胞和病原体,参与病理条件下的防御反应)

室管膜细胞

分泌脑脊液、支持和再生作用,控制脑脊液流动

施万细胞

参与周围神经系统的髓鞘形成,诱导神经再生

只能包裹一个轴突形成髓鞘

卫星细胞

神经节内包裹神经元胞体的一层扁平或立方性细胞

核圆,染色质浓密;外表面有基膜

支持和提供营养

神经横截面

3.2.4 神经纤维与神经

神经纤维:轴突和感觉神经元长树突+(髓鞘或神经膜)

神经:可以含多根束神经

一束神经:多根神经纤维

神经外膜:包裹再一条神经表面的结缔组织

神经束膜:神经表面,几层扁平细胞

神经内膜:神经纤维表面的薄层结缔组织

周围神经系统的有髓神经纤维

施万细胞呈长卷筒状套在轴突外形成髓鞘;相邻的施万细胞的狭窄处是朗飞结;相邻的两个朗飞结之间的一段神经纤维是结间体

朗飞结处细胞外的Na+浓度很高,电信号在朗飞结之间跳跃传导

周围神经系统的无髓神经纤维

施万细胞不规则长柱状,表面有纵行凹沟,沟内有较细的轴突,不形成髓鞘,相邻的施万细胞紧密衔接,没有朗飞结

一条无髓神经纤维可以含有多条轴突

中枢神经系统的有髓神经纤维

少突胶质细胞形成髓鞘,多个突起末端形成扁平薄膜,可包裹多个轴突,胞体在神经纤维之间

多发性硬化

中枢神经系统白质炎性脱髓鞘,是一种自身免疫疾病,症状包括:肢体无力;感觉异常;运动障碍

神经纤维的轴浆运输

顺向轴突运输:主要运输有膜结构的细胞器,如线粒体,囊泡等

逆向轴突运输:主要运输轴突末梢摄取的物质,如神经营养因子,狂犬病毒等

神经元功能分区

树突:接收信息

胞体:整合信息

轴突:传递信息

轴丘:产生动作电位

3.2.5 突触

按连接分类

  • 轴-树突触
  • 轴-体突触
  • 轴-轴突触

按功能分

  • 电突触:主要见于平滑肌、心肌和大脑,速度非常快,可以双向传导,神经元之间的同步放电
  • 化学突触

化学突触

以神经递质为媒介,单向传递

化学突触处一般都是球状/扣状膨大的

突触前:前膜(增厚);突触小泡;线粒体、微丝、微管

突触后:后膜(增厚);递质受体;离子通道

化学突触的信息传递

  1. 前膜去极化,Ca2+通道打开,膜外向膜内流
  2. 囊泡出胞,神经递质释放,扩散过间隙
  3. 与后膜受体结合,门控通道打开
  4. 后膜对Na+通透性上升,去极化产生兴奋性突触后电位(EPSP)/抑制性突触后电位(IPSP)
  5. 电位局部扩布
  6. 积累,去极化达到阈电位
  7. 后细胞膜产生动作电位

速度慢于电突触,单向传递,可以是兴奋型或抑制型

EPSP

是一种局部电位,没有阈值,幅度会逐渐增加(时空可加性),没有不应期

被动电场特性,传导在时空上变化很快

IPSP

使后膜超极化

抑制性递质使后膜Cl-通道开发(也可以是K+,但是Na+和Ca2+是关闭的),Cl-内流(K+外流),后膜局部超极化

神经突触兴奋传导的特征

  1. 单向传布
  2. 中枢延搁:兴奋通过反射中枢时慢的现象
  3. 总和:单根神经纤维的传入冲动一般不能使中枢发出传出效应,若干神经纤维的同时达到同一中枢,则可以
  4. 兴奋节律改变:同一反射弧传入神经和传出神经的放电频率不同
  5. 后发放:最初的刺激已经停止,传出通路上的冲动发放仍能继续一段时间
  6. 对内环境变化敏感和易疲劳

定向与非定向

突触前后成分不是一一对应的,递质扩散较远且远近不等

释放的递质能否产生信息传递的效应取决于后膜有无相应的受体

递质共存现象

两种或以上的递质共存于同一个神经元内

一种神经递质也可以作用于多种受体



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