22細(xì)胞的生物電現(xiàn)象

1、第二章第二章 細(xì)胞的基本生理過程細(xì)胞的基本生理過程第一節(jié)第一節(jié) 細(xì)胞膜的生理細(xì)胞膜的生理第三節(jié)第三節(jié) 細(xì)胞間的信號傳遞與轉(zhuǎn)導(dǎo)細(xì)胞間的信號傳遞與轉(zhuǎn)導(dǎo)第四節(jié)第四節(jié) 肌細(xì)胞的收縮功能肌細(xì)胞的收縮功能第二節(jié)第二節(jié) 生物電現(xiàn)象和興奮性生物電現(xiàn)象和興奮性第二節(jié)第二節(jié) 生物電現(xiàn)象和興奮性生物電現(xiàn)象和興奮性生物體活細(xì)胞在安靜和活動時都存在電生物體活細(xì)胞在安靜和活動時都存在電活動，這種電活動稱為活動，這種電活動稱為生物電現(xiàn)象生物電現(xiàn)象（bioelectricitybioelectricity）。一、靜息電位一、靜息電位(resting potential rp)(resting potential rp) (

2、(一一) )概概 念念 ：靜息時存在于細(xì)胞膜兩側(cè)的外正：靜息時存在于細(xì)胞膜兩側(cè)的外正內(nèi)負(fù)的電位差。內(nèi)負(fù)的電位差。 ( (二二) )實驗現(xiàn)象實驗現(xiàn)象：( (三）靜息電位的產(chǎn)生機(jī)制三）靜息電位的產(chǎn)生機(jī)制1 1、化學(xué)現(xiàn)象、化學(xué)現(xiàn)象膜兩側(cè)形成電位差的必備條件：膜兩側(cè)形成電位差的必備條件：膜兩側(cè)的離子分布不均，即濃膜兩側(cè)的離子分布不均，即濃度差度差膜的離子選擇性通透膜的離子選擇性通透平衡電位：平衡電位：當(dāng)動力和阻力達(dá)到動當(dāng)動力和阻力達(dá)到動態(tài)平衡時，態(tài)平衡時，k k+ +的凈擴(kuò)散通量為零的凈擴(kuò)散通量為零的膜兩側(cè)電位差。的膜兩側(cè)電位差。通透膜通透膜選擇性通透膜選擇性通透膜（1 1）細(xì)胞膜內(nèi)、外離子分布不勻）

3、細(xì)胞膜內(nèi)、外離子分布不勻na+ina+o1 10k+ik+o30 1 cl-icl-o1 14a-ia-o 4 12 2、機(jī)制、機(jī)制（2 2）細(xì)胞膜對離子選擇性通透）細(xì)胞膜對離子選擇性通透k k+ +clcl- -nana+ +a a- -3、k k+ +平衡電位平衡電位證據(jù)證據(jù) nernstnernst公式的計算公式的計算 ek=61 logkek=61 logk+ +o/ko/k+ + i i hodgkin hodgkin 和和 katzkatz的實驗的實驗 在槍賊巨大神經(jīng)纖維測得在槍賊巨大神經(jīng)纖維測得rprp值為值為-77mv,-77mv,與與nernstnernst公式公式的計算值（

4、的計算值（-87mv-87mv）基本符合）基本符合。 人工改變?nèi)斯じ淖僰k+ + o o/k/k+ + i i，rprp也發(fā)生相應(yīng)也發(fā)生相應(yīng)改變改變 注意注意： k k+ +、clcl- -、nana + +平衡電位總和，平衡電位總和， k k+ +-na-na+ +泵泵 二、動作電位二、動作電位(action potential ap)(action potential ap) ( (一一) )概概 念念：可興奮細(xì)胞受到刺激后，細(xì)胞膜發(fā)生：可興奮細(xì)胞受到刺激后，細(xì)胞膜發(fā)生一次短暫的、可逆的一次短暫的、可逆的, ,并向周圍擴(kuò)布的電位波動。并向周圍擴(kuò)布的電位波動。apap實驗現(xiàn)象實驗現(xiàn)象特征：特

5、征： a：非衰減式傳導(dǎo)：非衰減式傳導(dǎo) b：“全或無全或無”的現(xiàn)象的現(xiàn)象 意義：意義： ap的產(chǎn)生是細(xì)胞興奮的標(biāo)志的產(chǎn)生是細(xì)胞興奮的標(biāo)志去去 極極 化化上上 升升 支支下降支下降支( (二二) )動作電位的形狀與相關(guān)概念動作電位的形狀與相關(guān)概念刺激刺激局部電位局部電位閾電位閾電位去極化去極化零電位零電位反極化（超射）反極化（超射）復(fù)極化復(fù)極化（負(fù)、正）后電位（負(fù)、正）后電位極極 化化: :以膜為界，外正內(nèi)負(fù)的狀態(tài)。以膜為界，外正內(nèi)負(fù)的狀態(tài)。 去極化去極化: :膜內(nèi)外電位差向小于膜內(nèi)外電位差向小于rprp值的方向變化的過程。值的方向變化的過程。超極化超極化: :膜內(nèi)外電位差向大于膜內(nèi)外電位差向大于

6、rprp值的方向變化的過程。值的方向變化的過程。復(fù)極化復(fù)極化: :去極化后再向極化狀態(tài)恢復(fù)的過程。去極化后再向極化狀態(tài)恢復(fù)的過程。反極化反極化: :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)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)過程。的極性反轉(zhuǎn)過程。閾電位閾電位: :引發(fā)引發(fā)apap的臨界膜電位數(shù)值。的臨界膜電位數(shù)值。峰電位：峰電位：apap的去極化和的去極化和復(fù)極過程的前半部分復(fù)極過程的前半部分局部電位局部電位: :低于閾電位的去極化電位。低于閾電位的去極化電位。后電位：后電位： 包括：包括：負(fù)后電位負(fù)后電位= =去極化后電位去極化后電位 正后電位正后電位= =超極化后電位超極化后電

7、位apap上升支（上升支（去極化去極化）: :nana+ +通道開放，通道開放， na na+ +內(nèi)流內(nèi)流apap下降支（下降支（復(fù)極化復(fù)極化）：k k+ +通道開放，通道開放， k k+ +外流外流超極化后電位：超極化后電位：nana+ + - k- k+ + 泵激活泵激活 3 na 3 na+ +外流外流2 k2 k+ +內(nèi)流內(nèi)流（三）動作電位的產(chǎn)生機(jī)制（三）動作電位的產(chǎn)生機(jī)制( (四四) )閾電位閾電位閾刺激、閾上刺激、閾下刺激閾刺激、閾上刺激、閾下刺激 a a 絕對不應(yīng)期絕對不應(yīng)期 b b 相對為應(yīng)期相對為應(yīng)期 c c 超常期超常期 d d 低常期低常期 興奮性表現(xiàn)為形成動作電位的主要

8、離子通道再興奮性表現(xiàn)為形成動作電位的主要離子通道再激活的可能性激活的可能性三、動作電位時相與細(xì)胞的興奮性三、動作電位時相與細(xì)胞的興奮性ab cd四、興奮在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)四、興奮在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo) （一）特點（一）特點 1 1、絕緣性、絕緣性 2 2、雙向傳導(dǎo)、雙向傳導(dǎo) 3 3、不衰減性、不衰減性 4 4、不可融合性、不可融合性 5 5、相對不疲勞性、相對不疲勞性（二）機(jī)制：局部電流（二）機(jī)制：局部電流（三）傳導(dǎo)方式（三）傳導(dǎo)方式：無髓鞘無髓鞘n n纖維上為近距離局部電流纖維上為近距離局部電流有髓鞘有髓鞘n n纖維為遠(yuǎn)距離纖維為遠(yuǎn)距離( (跳躍式跳躍式) )局部電流局部電流n nm m接頭處的

9、興奮傳遞接頭處的興奮傳遞1 1）n-mn-m接頭接頭結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 接頭前膜接頭前膜 接頭間隙接頭間隙 接頭后膜接頭后膜 終板膜終板膜2 2）n-mn-m接頭處的興奮傳遞過程接頭處的興奮傳遞過程當(dāng)神經(jīng)沖動傳到軸突末梢當(dāng)神經(jīng)沖動傳到軸突末梢膜膜caca2 2通道開放，膜外通道開放，膜外caca2 2向膜內(nèi)流動向膜內(nèi)流動接頭前膜內(nèi)囊泡移動、融合、破裂，囊泡中接頭前膜內(nèi)囊泡移動、融合、破裂，囊泡中achach釋放釋放( (量子釋放量子釋放) )achach與終板膜上的與終板膜上的n n2 2受體結(jié)合，受體蛋白分子構(gòu)型改變受體結(jié)合，受體蛋白分子構(gòu)型改變終板膜對終板膜對nana、k k ( (尤其是尤其是na

10、na) )通透性通透性終板膜去極化終板膜去極化終板電位（終板電位（eppepp）eppepp電緊張性擴(kuò)布至肌膜電緊張性擴(kuò)布至肌膜去極化達(dá)到閾電位去極化達(dá)到閾電位爆發(fā)肌細(xì)胞膜動作電位爆發(fā)肌細(xì)胞膜動作電位 1. 1.突觸突觸: : 概念：概念： 分類：分類： 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu): : 突觸前膜突觸前膜： 遞質(zhì)、受體遞質(zhì)、受體 突觸間隙突觸間隙： 水解酶水解酶 突觸后膜突觸后膜： 受體、離子通道受體、離子通道軸軸- -胞突觸胞突觸、軸軸- -樹突觸樹突觸、軸軸- -軸突觸軸突觸、樹樹- -樹突觸。樹突觸。突觸間的興奮傳遞突觸間的興奮傳遞2.2.突觸傳遞過程突觸傳遞過程突觸前軸突末梢的突觸前軸突末梢的apap突

11、觸小泡中遞質(zhì)釋放突觸小泡中遞質(zhì)釋放遞質(zhì)與突觸后膜受體結(jié)合遞質(zhì)與突觸后膜受體結(jié)合突觸后膜離子通道開放突觸后膜離子通道開放nana+ +( (主主) ) k k+ +通透性通透性clcl- -( (主主) ) k k+ +通透性通透性caca2+2+內(nèi)流：降低軸漿粘度和內(nèi)流：降低軸漿粘度和消除突觸前膜內(nèi)的負(fù)電位消除突觸前膜內(nèi)的負(fù)電位ipspipspepspepsp興奮性遞質(zhì)興奮性遞質(zhì)抑制性遞質(zhì)抑制性遞質(zhì)突觸前軸突末梢的突觸前軸突末梢的apap突觸小泡中興奮性遞質(zhì)釋放突觸小泡中興奮性遞質(zhì)釋放遞質(zhì)與突觸后膜受體結(jié)合遞質(zhì)與突觸后膜受體結(jié)合突觸后膜離子通道開放突觸后膜離子通道開放nana+ +( (主主)

12、 ) k k+ +通透性通透性epspepspnana+ +內(nèi)流、內(nèi)流、 k k+ +外流外流興奮性突觸后電位興奮性突觸后電位( (epspepsp) )caca2+2+內(nèi)流內(nèi)流：降低軸漿粘度和降低軸漿粘度和消除突觸前膜內(nèi)的負(fù)電位消除突觸前膜內(nèi)的負(fù)電位去極化去極化突觸前軸突末梢的突觸前軸突末梢的apap突觸小泡中抑制性遞質(zhì)釋放突觸小泡中抑制性遞質(zhì)釋放遞質(zhì)與突觸后膜受體結(jié)合遞質(zhì)與突觸后膜受體結(jié)合突觸后膜離子通道開放突觸后膜離子通道開放clcl- -( (主主) ) k k+ +通透性通透性ipspipspclcl- -內(nèi)流、內(nèi)流、 k k+ +外流外流抑制性突觸后電位抑制性突觸后電位( (ipspipsp) )caca2+2+內(nèi)流內(nèi)流：降低軸漿粘度和降低軸漿粘度和消除突觸前膜內(nèi)的負(fù)電位消除突觸前膜內(nèi)的負(fù)電位超極化超極化3.3.突觸傳遞的特點突觸傳遞的特點: : （1 1）單向傳遞）單向傳遞 （2 2）突觸延擱：需時）突觸延擱：需時0.3-0.5ms/0.3-0.5ms/次次 （3 3）總和）總和: :