第三篇细胞生物电现象bioelectricphenomenonofcell掌握.ppt

第三节 细胞的生物电现象 bioelectric phenomenon of cell 掌握内容： 细胞的兴奋性和生物电 静息电位和动作电位及其产生机制 兴奋的引起、阈值、局部电位、阈 电位和锋电位 兴奋在同一细胞上传导的机制 一、组织的兴奋和兴奋性(P33) Excitation excitability of tissue (一)刺激和反应 1.刺激stimulation：细胞和组织所处的 内外环境的变化。 ①刺激的形式：物理 化学 机械等 ②刺激的三要素：强度；持续时间；强 度-时间变化率(方波刺激时不变) ③阈强度(阈值) threshold intensity (value) :刺激的持续时间固定,引起 细胞或组织发生反应(产生AP)的最小 刺激强度 ④阈刺激threshold stimulus:具有阈强 度的刺激 2.反应response:可兴奋组织或细胞对刺 激所发生的应答。 ①兴奋excitation ②抑制inhibition (二)可兴奋细胞或组织和兴奋性 1.可兴奋细胞或组织excitable cell or tissue:受刺激后能产生反应(即AP)的 细胞或组织。神经、肌肉、腺体的细 胞或组织属于此类。 2.兴奋性 excitability: 可兴奋组织、细胞对刺激发生反应(即产生 动作电位)的能力。 衡量兴奋性高低的指标——阈值 Excitability∝ ———————— 阈上刺激 supraliminal stimulus 阈下刺激 subthreshold stimulus 3.电紧张电位electrotonic potential 随距刺激原点距离的增加而膜电位呈指数衰减的电位变化称电紧张电位。 该电位是由膜的固有电学特性决定的,其产生过程中没有离子通道的激活,也无膜电导的改变。 (二)静息电位产生机制 1.生物电活动的基础:钠泵活动造成膜内外离子不均衡分布:胞外[Na+]胞内[Na+],胞内[K+]胞外[K+] 2.离子扩散与离子平衡电位： ①扩散驱动力：浓度差和电位差 ②膜通透性：安静状态下,膜主要对K+通透 ③扩散平衡：电位差=浓度差,驱动力=0 ④根据Nernst公式可计算出离子平衡电位 离子平衡电位计算公式 Nernst方程： (环境温度为27℃时，教材为29.2℃) [K+]o EK=59.5 log —————(mV) [K+]i Nernst公式(环境温度为27℃时) EK=59.5 log —————(mV) 2.动作电位期间Gm的变化 用电压钳(voltage clamp,固定膜电位,测量膜电流)技术的研究结果表明: 动作电位期间,膜GNa首先增加,随即又衰减,在其衰减的同时GK增大。 用膜片钳技术研究的结果说明：膜电导变 化的实质是实质是膜上离子通道随机开放 和关闭的总和效应 刺激后,膜对Na+通透 ↓ 膜内外Na+势能贮备 ↓ Na+经通道易化扩散 ↓ 扩散的Na+抵消膜内 负电位,形成正电位 ↓ 直至正电位增加到足以对抗由浓度差所致的Na+内流 Na+通道 去极化 ↓ 激活 ↓ 失活 ↓ 恢复 小结—AP的形成的离子基础： ①升支:Na+内流； ②降支:K+外流； ③静息水平: Na+- K+ 泵活动,离子恢复静息 时的分布状态； ④负后电位(后去极化,after depolarization):复极 时外流的K+蓄积在膜外,阻碍了K+外流； ⑤正后电位(后超极化,after hyperpolarization):生 电性钠泵作用的结果 AP的特点： ①“全或无” all or none：幅度不随 刺激强度增加而增大 ②可传播性:不减衰传导(幅度波形不变) ③有不应期:因而锋电位之间不发生 融合或叠加 4.动作电位的引起 (1)局部兴奋及其向锋电位的转变 ①阈下弱刺激→电紧张电位→刺激稍加强→去极化电紧张电位→少量Na+通道开放, 少量Na+