生理学细胞的生物电现象.pptx

生理学细胞的生物电现象;;第4节 细胞的生物电现象 本节学习要求 1、掌握静息电位;熟悉静息电位的产生机制; 2、掌握动作电位的概念、过程、特性及基本产生机制,了解膜电导,熟悉动作电位的传导; 3、熟悉局部兴奋(局部电位);;★ 生物电(bioelectricity);;一、生物电现象的记录 Recording biological activity;示波器;;;; 一、静息电位及其产生机制 (一)静息电位的概念 静息电位 (Resting Potential,RP)——细胞静息(未受刺激)时存在于细胞膜两侧的电位差。 细胞静息电位的特征: (1)(动物??胞的静息电位)内负外正的极化状态; (2)为一稳定的直流电位,在神经细胞一般维持在-70~-90mV。; (1)极化——细胞静息时细胞膜两侧电荷的分极(内负外正)状态。 (2)去极化 (除极化) ——膜电位值向减小方向变化。 (3)反极化——膜电位值变为内正外负状态。 (4)超极化——在静息电位基础上,膜电位向增大方向变化。 (5)复极化——膜电位发生去极化后,再向静息电位恢复的过程。;(二)静息电位的产生机制(离子学说);(二)静息电位的产生机制 (离子学说);细胞静息时的跨膜离子流: ① K+外流(主要离子流):增大电位差; ② 少量的Na+内流(明显小于K+外流): 减小电位差(去极化); ③钠泵的活动: 生电性作用,增大电位差(超极化)。;二、动作电位及其产生机制 (一)细胞的动作电位 动作电位——可兴奋细胞受阈(阈上)刺激后,在静息电位基础上产生的短暂的、可扩布的膜电位波动。 动作电位是细胞兴奋的过程和标志。 动作电位的过程:;;动作电位的时相;★ 负后电位(去极化后电位):锋电位后的下降支到达静息电位之前所经历的微小而缓慢的电位波动。; (1)“全或无 ”特性:动作电位要就一点不发生, 一旦发生即最大幅值。 如:阈下刺激时,AP一点也不产生; 阈(上)刺激时,AP产生,一产生即达最大幅值。 (2)不衰减传导性:AP一旦产生及迅速传播至整个细胞,动作电位的幅度可不能随传导距离增大而衰减。 (3)脉冲式发放:AP存在不应期,此期内可不能发生新的动作电位,因此动作电位总是保持相互分离而不融合。;(二)动作电位的产生机制 1、 锋电位产生的主要机制 (1)上升支: 细胞膜对Na+通透性(钠电导) 增大,Na+迅速内流,接近Na+平衡电位值。 相关基础:细胞静息时,Na+具有特别强的内向驱动力。 ① 细胞膜两侧Na+的浓度梯度(细胞外K+浓度高于胞质); ② 静息电位时,膜外正电场驱使Na+内流。 (2)下降支: K+快速外流, Na+内流停止。 钠通道具有时间依赖性,开放瞬间后即失活关闭; 因去极化而使膜电位变为内正外负,阻碍K+外流的力量减小,K+外流增强。 ; 2、动作电位的产生过程 当刺激强度等于或大于阈强度时,引起细胞膜去极化达阈电位水平,此时细胞膜上较多钠通道开放,较多Na+内流,大于同时发生的K+外流而膜去极化,膜的去极化能进一步加大膜中Na+通道开放的概率,结果使更多Na+通道开放,更多Na+内流而造成膜进一步去极化,如此反复促进,出现一个使膜上钠通道开放、Na+快速内流与膜去极化之间的正反馈过程(Na+内流的再生性循环),直至接近Na+平衡电位,形成动作电位的上升支。 阈电位——能诱发膜去极化和钠通道开放之间出现再生性循环,导致Na+大量迅速内流而爆发AP的膜电位临界值。;; (三)动作电位的传导 *细胞任一部位膜产生的AP,都将沿细胞膜不衰减地传导至整个细胞。传导机制为“局部电流”。 *兴奋传导过程:已兴奋部位膜与未兴奋部位膜之间出现电位差,引起电荷流动而形成局部电流, 结果造成未兴奋段膜去极化,当膜去极化达到阈电位水平时,大量激活该处的钠通道而导致动作电位爆发。如此的过程在膜表面连续进行下去,导致兴奋在整个细胞的传导。 ; 三、阈下刺激与局部兴奋 局部兴奋——阈下刺激引起受刺激局部膜的不达阈电位的微弱去极化。 局部兴奋的特性: (具电紧张电位的特征) (1)刺激依赖性:非“全或无”,随阈下刺激的增强而增大; (2)电紧张性扩布:仅衰减性波及局部膜; (3)可总和:发生空间总和或时间总和。;;;;;动作电位与局部兴奋的主要区别;四