細(xì)胞的生物電現(xiàn)象

1、第二節(jié) 細(xì)胞的生物電現(xiàn)象和興奮性,生物電現(xiàn)象,靜息電位,一、靜息電位及其產(chǎn)生機(jī)制,記錄到靜息電的實(shí)驗(yàn)示意圖,靜息電位存在的證據(jù)：,（甲）當(dāng)A、B電極都位于細(xì)胞膜外，無(wú)電位改變，證明膜外無(wú)電位差。,（乙）當(dāng)A電極位于細(xì)胞膜外， B電極插入膜內(nèi)時(shí)，有電位改變，證明膜內(nèi)、外間有電位差。,（丙）當(dāng)A、B電極都位于細(xì)胞膜內(nèi)，無(wú)電位改變，證明膜內(nèi)無(wú)電位差。,靜息電位(resting potential),概念細(xì)胞處于相對(duì)安靜狀態(tài)時(shí)，細(xì)胞膜內(nèi)外存在的電位差。 神經(jīng)細(xì)胞 -70-90mV 骨骼肌細(xì)胞 -70-90mV 心肌細(xì)胞 -90mV 紅細(xì)胞 -10mV,極化安靜時(shí)存在于膜兩側(cè)內(nèi)負(fù)外正的狀態(tài)。 超極化膜內(nèi)

2、負(fù)值加大 去（除）極化膜內(nèi)負(fù)值減小 復(fù)極化去極化極化,相關(guān)概念,產(chǎn)生機(jī)制膜的離子流學(xué)說(shuō) 細(xì)胞膜兩側(cè)帶電離子的不均衡分布 細(xì)胞膜對(duì)各種離子通透性不同,靜息電位的產(chǎn)生機(jī)制,哺乳動(dòng)物神經(jīng)軸突內(nèi)外的離子濃度,舉例：離子的平衡電位,平衡電位的計(jì)算與靜息電位的實(shí)驗(yàn)證明 Nernst公式的計(jì)算 EK=RT/ZFlnK+O/K+i =59.5 logK+O/K+i EK -90mV ENa+50mV Hodgkin 和 Katz的實(shí)驗(yàn) 在槍賊巨大神經(jīng)纖維測(cè)得RP值為-77mv,與Nernst公式的計(jì)算值（-87mv）基本符合。 人工改變K+O/K+i，RP也發(fā)生相應(yīng)改變 如：軸突管內(nèi)置換等張Nacl,RP消失

3、（即K+iRP）,靜息電位形成機(jī)制：細(xì)胞膜對(duì)的離子選擇性通透和離子的吸附作用 通透性：K+ Cl- Na+ A-,膜外正電荷,膜內(nèi)負(fù)電荷,K+外流,A-滯留在膜內(nèi)表面,=,關(guān)于靜息電位的小結(jié),1.定義和相關(guān)概念 2.產(chǎn)生機(jī)制： A：細(xì)胞膜內(nèi)外離子分布不均衡 B：細(xì)胞膜對(duì)離子具有選擇通透性 C：靜息電位接近鉀離子的平衡電位 D：鈉泵的生電活動(dòng)建立和維持膜兩側(cè)的離子濃度差,關(guān)于靜息電位的小結(jié),3.影響因素 A：血鉀（相當(dāng)于細(xì)胞外鉀）濃度 B：細(xì)胞膜對(duì)鉀離子和鈉離子的通透性 C：鈉泵的生電活動(dòng)水平,+ + + + + + + + + + + + + + + + + +,- - - - - - - -

4、 - - - - - - - - -,- - - + + + +,動(dòng)作電位(鋒電位),過(guò)程 上升支去極化 下降支復(fù)極化 后電位,二、動(dòng)作電位及其產(chǎn)生機(jī)制,動(dòng)作電位(action potential AP) 可興奮細(xì)胞受到刺激，細(xì)胞膜在靜息電位基礎(chǔ)上發(fā)生一次短暫的、可逆的,并可向周圍擴(kuò)布的電位波動(dòng)稱為動(dòng)作電位。,AP實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,！記憶-與AP相關(guān)的概念: 極 化:以膜為界，外正內(nèi)負(fù)的狀態(tài)。 去極化:膜內(nèi)外電位差向小于RP值的方向變化的過(guò)程。 超極化:膜內(nèi)外電位差向大于RP值的方向變化的過(guò)程。 復(fù)極化:去極化后再向極化狀態(tài)恢復(fù)的過(guò)程。 反極化:細(xì)胞膜由外正內(nèi)負(fù)的極化狀態(tài)變?yōu)閮?nèi)正外負(fù) 的極性反轉(zhuǎn)過(guò)程。

5、 后電位：鋒電位下降支最后恢復(fù)到RP水平以前，一種時(shí)間較長(zhǎng)、波動(dòng)較小的電位變化過(guò)程。 包括：負(fù)后電位=去極化后電位，后去極化 正后電位=超極化后電位，后超極化,機(jī)制 上升支Na+內(nèi)流（內(nèi)向電流） 下降支K+外流（外向電流） 后電位Na+K+泵,動(dòng)作電位( action potential),+ + + + + + + + + + + + + + + + + +,- - - - - - - - - - - - - - - - - -,- - - - + + + +,+ + + + - - - -,ATP,動(dòng)作電位機(jī)制的實(shí)驗(yàn)證據(jù),動(dòng)作電位機(jī)制的實(shí)驗(yàn)證據(jù),閾下刺激 閾刺激 閾上刺激,局部電位：局部興

6、奮 動(dòng)作電位：可傳播的興奮,刺激與膜電位,閾電位：能產(chǎn)生動(dòng)作電位的臨界膜電位數(shù)值。 局部電位：可興奮細(xì)胞受到閾下刺激時(shí)，產(chǎn)生的小于閾電位的電位。,動(dòng)作電位的相關(guān)概念,特征： A：是非衰減（疲勞）式傳導(dǎo)的電位。 B：具有“全或無(wú)”的現(xiàn)象：即同一細(xì)胞上的AP大小不隨刺激強(qiáng)度和傳導(dǎo)距離而改變的現(xiàn)象。 C：動(dòng)作電位的產(chǎn)生是細(xì)胞自身的特點(diǎn)，與刺激無(wú)關(guān)（非刺激相關(guān)性） 意義： AP的產(chǎn)生是細(xì)胞興奮的標(biāo)志 概念：興奮，興奮性,動(dòng)作電位的特點(diǎn)和意義,特點(diǎn)： A：具有刺激相關(guān)性，非“全或無(wú)”現(xiàn)象 B：電緊張方式擴(kuò)布 C：具有總和效應(yīng),局部電位,閾下刺激的時(shí)間性和空間性總和,提醒?。?1.刺激：在細(xì)胞膜內(nèi)施加負(fù)相

7、電流（或膜外施加正相電流）刺激時(shí)，會(huì)引起超極化，不會(huì)引發(fā)AP；相反，會(huì)引起去極化，引發(fā)AP； 刺激分：閾刺激、閾上刺激、閾下刺激，前二者能使膜電位去極化達(dá)到閾電位引發(fā)AP；后者只能引起低于閾電位的去極化（即局部電位）不會(huì)引發(fā)AP。 2.閾電位：是激活電壓門控性Na+通道的臨界值。即閾電位先引發(fā)一定數(shù)量的Na+通道開放，Na+迅速大量?jī)?nèi)流后，再引發(fā)更多數(shù)量的Na+通道開放，爆發(fā)AP。 因此，當(dāng)膜電位達(dá)到閾電位后，導(dǎo)致Na+通道開放與Na+內(nèi)流之間出現(xiàn)再生性循環(huán)。,無(wú)髓神經(jīng)纖維局部電流,動(dòng)作電位的傳導(dǎo), , , , , , ,動(dòng)作電位的傳導(dǎo),有髓神經(jīng)纖維跳躍式,動(dòng)作電位傳導(dǎo)特點(diǎn) （1）絕緣性 （2

8、）雙向性 （3）不衰減性 （4）不可融合性 （5）相對(duì)不疲勞性 動(dòng)作電位傳遞速度的影響 （1）生物材料的導(dǎo)電性 （2）動(dòng)作電位的特性,細(xì)胞興奮及其恢復(fù)過(guò)程中興奮性的變化,組織興奮后興奮性變化過(guò)程示意圖,100%,0,興 奮 性 水 平,a,b,c,d,e,動(dòng)作電位與興奮性變化的關(guān)系,時(shí)間（ms),Resting靜息 Activation激活 Inactivation失活 電壓依賴性 Voltage-dependence 時(shí)間依賴性 Time-dependence 復(fù)活reactivation,細(xì)胞興奮及其恢復(fù)過(guò)程中興奮性變化的原因,動(dòng)作電位與興奮性變化的關(guān)系,時(shí)間（ms),神經(jīng)纖維動(dòng)作電位的細(xì)胞外記錄,神經(jīng)干復(fù)合動(dòng)作電位