第六章兴奋的引起与传播-2011-05-04选编.ppt

§3．兴奋传播的电学模型 中心导体模型 中心导体模型假设 假设有轴向对称性。 假定在外部通路中只有轴向电流 假定内部的导电通路使电流仅限于轴向 在被动条件下神经和肌肉的膜可由并联的漏电rm(Ω·cm)和漏电容Cm(μF/cm)来表示 电缆方程 把电路的克希荷夫定律应用到中心导体模型上就可得出电缆方程。这个方程是研究均匀纤维对阈下刺激和跨阈刺激电反应韵基本数学关系。 1、电位和纵向电流的关系 2、纵向细胞内电流和跨膜电流之间的关系 3、联系纵向细胞外电流和总跨膜电流的表达式 4、Φe和Φi的空间微商 5、Vm与Φe和Φi之间的关系 6、膜电流与?2Vm/?x2之间的关系 1、电位和纵向电流的关系 按照欧姆定律，单位长度的电位降必须等于沿细胞通路上IR的跌落数 2、纵向细胞内电流和跨膜电流之间的关系 电流守恒要求细胞内纵向电流的轴向减少率要等于单位长度的跨膜电流，因为轴向细胞内电流的任何损失只能用电流穿过膜来解释。 3、联系纵向细胞外电流和总跨膜电流的表达式 细胞外纵向电流随着x的增加而减少可能有两个原因：一是由于电流通过膜而损失掉一些；二是由于诸如导管电极等把电流引到标本外而损失一些。 4、Φe和Φi的空间微商 Vm= Φi- Φe 定义I=Ii+Ie 5、Vm与Φe和Φi之间的关系 假定在x=∞处膜处于静息状态，因而vm=0。 我们选定φe(∞，t)=0，则φi(∞，t)=0。 对上面推导的Φe和Φi的空间微商积分（由x积到∞） 对于传播着的动作电位来说，除了很短的刺激开始的那段时间之外，I=0。因而式中的积分项为零。 6、膜电流与?2Vm/?x2之间的关系 将上式对x取微商 §1．兴奋的引起 §2．兴奋的传播 §3．兴奋传播的电学模型 阈下强度的刺激所引起的膜电位的变化通称为电紧张电位。 电紧张电位 阳极 阴极 + - 电紧张电位随着刺激强度的增强而增大，并按一般的电学规律向周围扩布，呈指数衰减，即扩布距离呈算术级数增加，而电位幅度呈几何级数减小。 局部电位 ①电紧张性扩布②阴极部位产生，外向电流导致的负电变化。 阈下刺激虽不能引起膜去极化达到阈电位水平，但在受刺激部位出现的一个较小去极化，称为局部反应或局部兴奋。这种去极化电位称为局部电位。 局部电位： （1）概念：细胞受到阈下刺激时，细胞膜两侧产生的微弱电变化（较小的膜去极化或超极化反应）。或者说是细胞受刺激后去极化未达到阈电位的电位变化。 （2）形成机制：阈下刺激使膜通道部分开放，产生少量去极化或超极化，故局部电位可以是去极化电位，也可以是超极化电位。局部电位在不同细胞上由不同离子流动形成，而且离子是顺着浓度差流动，不消耗能量。 （3）特点： ①等级性。指局部电位的幅度与刺激强度正相关，而与膜两侧离子浓度差无关，因为离子通道仅部分开放无法达到该离子的电平衡电位，因而不是“全或无”式的。 ②可以总和。局部电位没有不应期，一次阈下刺激引起一个局部反应虽然不能引发动作电位，但多个阈下刺激引起的多个局部反应如果在时间上（多个刺激在同一部位连续给予）或空间上（多个刺激在相邻部位同时给予）叠加起来（分别称为时间总和或空间总和），就有可能导致膜去极化到阈电位，从而爆发动作电位。 ③电紧张扩布。局部电位不能像动作电位向远处传播，只能以电紧张的方式，影响附近膜的电位。电紧张扩布随扩布距离增加而衰减。 动作电位 再生性去极化——Na+再生式内流，Na+的内流会使膜进一步去极化，结果又引起更多的Na+通道开放和更大的开放概率，如此反复下去，出现一个“正反馈”过程，称(Na+的)再生性去极化（循环）。 ①阈刺激是引起去极化达到阈电位水平的刺激。??? ②只要是阈上刺激，不论刺激强度多么强均能引起Na+内流与去极化的正反馈关系，膜去极化都会接近或达到ENa， ??? ③动作电位的幅度只与ENa和静息电位之差有关，而与原来的刺激强度无关；??? ④阈下刺激使膜去极化达不到阈电位水平，不能形成去极化与Na+内流的正反馈，不能形成动作电位。??? ⑤对于一段膜来说，达到阈电位的去极化会引起(Na+的)再生性去极化（regeneration depolarization）而触发动作电位的产生。??? ⑥动作电位在神经纤维上的传导,不会因距离衰竭,也是由于动作电位具有“全”和“无”特性. 动作电位“全或无”的理论: 动作电位的大小不受阈上刺激强度的影响，一旦兴奋性传入总和达到阈值，动作电位就会产生，如果未达到阈值水平，就没有动作电位出现，动作电位大小沿轴突全长传播时并不减弱 可兴奋细胞的膜的任何一处产生的动作电位将沿着整个细胞膜传播，使整个细胞的细胞膜都发生一次动作电位，此外，还可传给其他细胞。 兴奋在同一细胞上