[医学]神经元的兴奋与传导.ppt

第三章 神经元的兴奋与传导 第一节 细胞膜的电生理 一、静息膜电位的形成和维持 (一）概念： 细胞在安静状态时存在于细胞膜内外两侧的电位差，称为静息膜电位，也称静息电位。 极化：活细胞的细胞膜膜内外存在电位差的现象。 生理学中将细胞膜外侧的电位定为0电位，大多动物神经纤维、各种肌细胞的膜电位-50—-100mV的直流电位，表现为膜内为负，膜外为正。 生物电产生机制 两个条件：1.细胞内外离子浓度差 2.细胞膜对离子的选择性通透 两个力量：动力——浓度差、电位差 阻力——电位差 一个平衡：离子的平衡电位 （二）静息电位产生的机制 静息膜电位形成的基础：Na+、K+等关键离子在细胞膜内外的不均等分布及选择性透膜移动。 电扩散：离子的跨膜渗透，与①膜内外离子的浓度、②跨膜电势差、③某离子的渗透系数等因素有关。 离子运动的独立性法则——每种离子的跨膜运动都是相互独立的 表3-1 哺乳动物骨骼肌细胞内外离子浓度和电位 ———————————————————————— 离子 细胞外液 胞 质 平衡电位 (mmol/L) (mmol/L) (mV) ———————————————————————— Na+ 145 12 +65 K+ 4 155 -95 Cl- 120 . 4 -90 有机负离子 155 ________________________________________________ 1、K+的扩散对膜电位的作用 膜内K+浓度高于膜外，安静时膜对K+通透性大， K+顺浓度差外流，而细胞内的有机负离子不能透出细胞，便产生了内负外正的电位差。当促进K+向外移动的化学力（K+的扩膜浓度梯度）与阻止K+向外移动的电场力（跨膜电位梯度）达到平衡时，则K+的净通透量等于零，此时的电位差称为K+的平衡电位，等于静息电位。 大量实验证明：当细胞外的K+浓度降低时，静息电位增大；膜外K+浓度增高时，静息电位减小，而改变Na+浓度对其无明显影响，说明静息电位主要是由K+的平衡电位决定的。 若知道K+在胞内外分布的浓度，可以利用Nernst方程来计算静息膜电位。 2、Na+的扩散对膜电位的作用 假定膜仅对Na+通透，膜外Na+流向膜内，建立起膜内为正、膜外为负的平衡电位，其值为+60mV，幅度小于K+的平衡电位。 3、K+和Na+对膜电位的协同作用 在活细胞中， K+、Na+是共同对膜电位的形成发挥作用的。 但在静息状态下， K+通透性是Na+50-75倍。相对较大量K+的净外流建立了一个-90mV的膜电位，相对少的Na+内流部分消除或中和了K+的平衡电位。 4、K+-Na+泵和膜电位的维持 静息状态下， K+和Na+的扩散时刻在进行，但胞内K+浓度没有持续下降， Na+浓度也没有持续增加，为什么？ K+-Na+泵的作用：将胞内Na+泵出，将胞外K+泵入，从而抵消了两种离子的膜渗漏通量。 总结: ① 由于膜内外存在不同的离子浓度，膜对这些离子具有不同的通透性，导致了静息电位的形成； ② 静息状态时，所有被动通透力与主动转运的力平衡，使膜电位保持恒定不变。 二、细胞膜动作电位 （一）细胞的兴奋与阈刺激 （二）分级电位和动作电位 极化: 在静息状态下，细胞膜两侧存在的内负外正的电荷状态，为极化 去极化: 细胞受刺激而兴奋后，细胞膜两侧存在的内负外正的电荷状态转变为内正外负的电荷状态，为去极化 超极化: 细胞膜内负电荷向负值减小的方向转化，为超极化 反极化（超射）：膜内电位由零变正的过程 复极化: 细胞兴奋后，细胞膜两侧的电荷由内正外负向内负外正转化，为复极化 2、分级电位 首先给细胞一个较小的刺激，然后不断增大刺激强度，所形成的电位幅值也会逐步由小变大，将这种具有不同幅值的电位称为分级电位。 分级电位特征：振幅随扩散距离的增大而减小，故只能在较小的范围内作短距离的扩散。 3、动作电位 动作电位——细胞受到一个较