动物生理学-细胞的兴奋性和生物电现象概要.ppt

1．3 细胞的兴奋性和生物电现象 1.细胞生物电现象的几种形式、特征及其相互关系 2.骨骼肌产生一次兴奋时，其兴奋性发生的变化 3.静息电位、动作电位、局部电位产生的离子基础 4.细胞的兴奋性、跨膜电位和离子通道状态之间的关系 5.动作电位在同一个细胞上传导的局部电流学说 1.3.1 细胞的兴奋性和刺激引起兴奋的条件 1.3.1.1? 兴奋性、兴奋、可兴奋细胞 反应：当机体的周围环境或组织器官的内环境发生变化常引起机体内部代谢过程的改变和外表活动的改变 1 ) 刺激的强度 2）刺激作用时间 3）强度时间变化率 1.3.1.3细胞兴奋时的兴奋性变化 1.3.2.细胞的生物电现象及其产生机制 生物电的发现 细胞水平生物电现象的两种表现形式： 静息电位 动作电位 静息电位resting membrane potential 细胞在安静状态时，存在于细胞膜内、外两侧的电位差，也称休止电位or膜电位 动作电位action potential 当可兴奋细胞受到刺激引起兴奋时，细胞膜在原来静息电位基础上发生一次迅速而短暂的电位波动，这种电位波动可沿着膜向周围扩布，称为~ 锋电位 动作电位中，快速去极和复极化的部分，其变化幅度很大，称为锋电位（spike或脉冲impulse），是动作电位的主要部分。 后电位 在锋电位之后还会出现一个较长的、微弱的电位变化时期叫后电位（after potential）。后电位是由缓慢的复极化过程和低幅的超极化过程组成，分别称为后去极化（after depolarization）或负后电位（negative afterpotential）后超极化（after hypolarization）或正后电位(positive afterpotential)。 (1)静息电位和K+平衡电位(K+ equilibrium potential) 静息电位主要是由细胞膜内外Ｋ＋的分布和膜对Ｋ＋的通透性所决定的。 静息时细胞膜对Ｋ＋的通透性很高，对Na+和Cl-的通透性极低，可视为0 静息电位的值取决于Ｋ＋内外浓度差，相当于Ｋ＋的平衡电位。 根据Nernst方程，Ｋ＋的平衡电位（Ek）在27oC时，以膜外电位为0，膜内电 位应为： 细胞外[Ｋ＋] Ek（mv）=59.5log —————— 细胞内[Ｋ＋] （2）动作电位和电压依赖式离子通道 1.3.4? 动作电位的引起和它在同一个细胞上的传导 1.3.4.1? 阈电位及动作电位的引起 当刺激使膜内去极化达到某一临界值时可以在已经去极化的基础上诱发产生动作电位，该临界电位值称为阈电位（threshold membrane potential）。一般比正常静息电位大约低10～15 mV。 阈电位产生的结果，出现一个不依赖于原有的刺激，而使膜上Na+通道迅速、而大量开放，膜外Na+快速内流，直至达到Na+平衡电位才停止，形成锋电位的上升支。 1.3.4.2 局部兴奋与局部电位 ??? 阈下刺激虽不能引起膜去极化达到阈电位水平，但也可引起少量Na+通道开放，有少量Na+内流引起的去极化迭加在一起，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（local excitation）。 局部电位有以下特点： ①电紧张性扩布（electrotonic propagation） ? ②不具有“全和无”特性 ? ③可以总和（或迭加） 空间总和（spatial summation） 时间总和（temporal summation） 1.3.3.3? 兴奋在同一个细胞上的传导 传导机制—局部电流学说 （Local current theory） Fig. 4-9g, p.112 K+继续外流，使膜电位恢复至内负外正的静息状态，此时Na+通道失活门打开，激活门关闭，以备迎接下一个刺激。此时 K+通道仍然开放， K+继续外流而造成超极化。 Fig. 4-9h, p.113 K+通道关闭，膜电位恢复到静息状态。 离子分布？ Fig. 4-10, p.113 - 触发事件 某些Na+通道开放 Na+ 内流(膜电位继续下降) 去极化 (膜电位下降) 正反馈循环 Fig. 4-8, p.110 再生性去极化 （regeneration depolarization）