细胞的生物电现象和兴奋性-生理学.ppt

第3章 神经的兴奋与传导 杜广才 学习重点 1.理解刺激、反应、兴奋性的概念。 2.掌握阈值的概念及意义。 3.理解静息电位、动作电位的概念、特 征，了解其产生机制。 4.理解动作电位的传导，了解传导原理。 * * 第一节 刺激、反应与兴奋性 兴奋性（excitability）是指组织细胞对刺激发生反应的能力或特性，是生命的基本特征之一。 刺激（stimulus）能被机体或组织细胞感受到得环境变化。 分类：物理、化学、生物、社会心理等方面。 反应（reaction）机体或组织细胞受到刺激后所发生的一切变化。 形式 兴奋 相对静止变为活动状态或活动由弱变强 抑制 活动变为相对静止状态或活动由强变弱 刺激引起组织细胞发生反应的条件 刺激强度 持续时间 强度-时间变化率 衡量不同组织细胞兴奋性高低的指标 阈值（threshold ）如果将刺激持续时间、强度-时间变化率固定不变，测量能引起组织或细胞产生兴奋的最小刺激强度 阈值与兴奋性呈反变关系 根据阈值把刺激分为 阈上刺激 阈刺激 阈下刺激 第二节 细胞的生物电现象与细胞的兴奋 静息电位 动作电位 静息电位 细胞处于安静状态时，存在于细胞膜内、外两侧的电位差，称为静息电位(resting potential，RP)。 证明RP的实验： （甲）当A、B电极都位于细胞膜外，无电位改变，证明膜外无电位差。 （乙）当A电极位于细胞膜外， B电极插入膜内时，有电位改变，证明膜内、外间有电位差。 （丙）当A、B电极都位于细胞膜内，无电位改变，证明膜内无电位差。 极 化：静息时，细胞所保持的稳定的内负外正 状态 超极化：以静息电位为基准，膜内电位向负值增大 的方向变化 (膜内外电位差增大) 去极化：膜内电位向负值减小方向变化 复极化：细胞发生去极化后，再向原来的极化状态 恢复的过程 反极化：如果膜电位由外正内负，变为内正外负 基本概念 静息电位产生的机制 离子流学说认为，生物电的产生要有两个前提条件： 一是细胞膜内外的离子分布不均匀； 二是细胞膜对各种离子的通透性不同。 10 15 155 有机负离子 30 120 4 Cl－ 12 145 12 Na+ 39 4 155 K+ 约相差倍数 细胞外液（mmol/L） 细胞内液（mmol/L） 离子成分 哺乳动物细胞内、外主要离子的分布 RP产生机制的膜学说: 静息状态下①细胞膜内外离子分布不均；②细胞膜对离子的通透具有选择性:K+＞Cl-＞Na+＞A- [K＋]i顺浓度差向膜外扩散 [A-]i不能向膜外扩散 [K+]i↓、[A-]i↑→膜内电位↓(负电场)  [K+]o↑→膜内电位↑(正电场) 膜外为正、膜内为负的极化状态 当扩散动力与阻力达到动态平衡时=RP 结论:RP的产生主要是K＋向膜外扩散的结果。 ∴RP=K+的平衡电位 动作电位(action potential，AP)是可兴奋细胞受刺激时，在静息电位的基础上发生的一次迅速的可扩布性电位变化。 去 极 化 上 升 支 下降支 3.动作电位的图形 刺激 局部电位变化 阈电位 去极化 零电位 反极化（超射） 复极化 （负、正）后电位 1.AP产生的基本条件: ①膜内外存在[Na+]差:[Na+]i＞[Na+]O ≈ 1∶10； ②膜在受到阈刺激而兴奋时，对离子的通透性增加： 即电压门控性Na+、K+通道激活而开放。 动作电位的产生机制 当细胞受到刺激 细胞膜上少量Na+通道激活而开放 Na+顺浓度差少量内流→膜内外电位差↓→局部电位 当膜内电位变化到阈电位时→Na＋通道大量开放 Na+顺电化学差和膜内负电位的吸引→再生式内流 ∵ [Na+]i↑、[K+]O↑→激活Na+－K+泵 AP的产生机制: 膜内负电位减小到零并变为正电位（AP上升支） Na+通道关→Na+内流停+同时K+通道激活而开放 K＋顺浓度差和膜内正电位的吸引→K＋迅速外流 膜内电位迅速下降，恢复到RP水平（AP下降支） Na+泵出、K+泵回，∴离子恢复到兴奋前水平→后电位 动作电位的特征： 具有“全或无”的现象： all or none phenomenon 即同一细胞上的AP大小不随刺激强度和传导距离而改变的现象。 动作电位的意义： AP的产生是细胞兴奋的标志。 局部兴奋 概念： 阈下刺激引起的低于阈电位的去极化（即局部电位），称局部反应或局部兴奋。 特点： ①不具有“