生理学-细胞的生物电现象-1.ppt

Origin of biological electricity Summary EK: EK in such a condition that the net movement of K+ across membrane is zero. Resting potential: Em maintains constant when the charge movement of all kinds of ion across the membrane is zero. The higher the K+ relative permeability is, the Closer to EK the RP is. Na +-K +pump maintains Na+ and K+ concentration gradients across membrane and diffusion force. 神经内部 膜 记录结果 2、局部反应（local response） 局部电位（local potential) 外加外向电流逐渐增大，少量Na+通道开放而导致少量Na+内流，膜发生轻微去极化反应。 把阈下外向电流刺激时产生的去极化电紧张电位和由少量Na+通道开放产生的电位变化叠加在一起的去极化电位称局部反应。 这种阈下刺激引起的产生于局部、较小的去极化反应称为局部反应或局部兴奋。局部反应时的电位值称为局部电位。 局部反应的特点 ★ 等级性 随阈下刺激强度的增强而增大 ★ 衰减性 随扩布距离的增加而迅速衰减和消失 电紧张性扩布（electrotonic propagation): 局部电位只能沿着膜向邻近作短距离的扩布，并随着扩布距离的增加而迅速衰减乃至消逝。 ★ 总和 -70 mV -55 -85 threshold potential Electrotonic propagation S1 S2 Spatial summation S1 S2 Temporal summation （四）阈电位和兴奋的引起 ★ 阈电位（threshold potential） 能够导致膜对Na+通透性突然激增，诱发细胞膜产生动作电位的临界膜电位的数值。 膜去极化达到阈电位时，电压门控Na+通道开放， Na+内流， Na+内流会造成Na+通道更多更大的开放， Na+内流出现一个正反馈或称再生性循环的过程，直至Na+平衡电位。 二、动作电位的产生机制 Formation mechanism of action potential 动作电位的产生机制 Formation mechanism of action potential 1.电化学驱动力 Electrochemical driving force 驱动力＝膜电位－平衡电位 Em－ENa＝－70－60＝－130mV Em－Ek＝－70－(－90)＝+20mV Em－ECl＝－70－(－70)＝0 －70mV Na+ Ca2+ K+ Cl- Na+ －70 mV 0 2.动作电位期间膜电导的变化 INa= GNa ·(Em－ENa) 膜电导=膜对离子的通透性 Voltage clamp Na+ K+ 3.膜电导变化的机制是离子通道的活动 Neher Sakmann 宏膜电流 macroscopial current I=i·P0·N 动作电位产生的机制: （1）细胞受到有效刺激，膜去极化达到阈电位时，引起电压门控Na+通道开放（激活）， Na+顺电-化学梯度呈再生性内流，直至膜内正电位接近Na+平衡电位。 （2） Na+通道的迅速失活及电压门控K+通道的开放，是动作电位复极化的主要原因。 （3） Na+- K+泵的活动，使Na+、 K+重新回到原来的分布状态。 ☆负后电位的形成原因 复极时，迅速外流的K+蓄积在膜的外侧，暂时性阻碍了K+的外流 ☆正后电位的形成原因 生电性Na+- K+泵的活动 三、兴奋的引起和兴奋的传导机制 The mechanism in production and propagation of action potential （一）刺激引起兴奋的条件 ★ 刺激强度 ★ 刺激持续时间 ★ 时间-强度变化率 } 反变关系 阈强度: （threshold intensity) 固定刺激的时间和强度-时间变化率后，刚能引起组织产生动作电位的最小刺激强度。 强度-时间曲线（strength-duration curve) 强度 时间