生理学细胞的跨膜电变化课件.ppt

第二节 细胞的跨膜电变化 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 电位和峰电位 兴奋在同一细胞上传导的机制 一、神经和骨骼肌细胞的生物电现象 刺激： 物理、机械、电、温度 化学、酸、碱 反应： 兴奋 excitation 抑制 inhibition 兴奋性 excitability: 可兴奋组织、细胞对刺激发生反应的能力， 阈强度 threshold intensity (阈刺激、阈值)：引起组织、细胞发生反应 (产生动作电位)的最小刺激强度。 Excitability∝ 阈上刺激、阈下刺激 (一)单一细胞的跨膜静息电位和动作电位 1.静息电位 Resting potential (Rp) 安静时细胞膜两侧存在的电位差值； 膜外为0，膜内为负值。细胞此时的 状态称极化状态。|Rp| 值减小称去 极化；|Rp|值增大称超极化； 2.动作电位 Action potential (Ap) 受刺激后，细胞在静息电位基础上 发生可扩布、快速电位倒转和复原。 （二）生物电现象产生机制 1. 静息电位和 K+平衡电位 1）安静时细胞膜对K+有通透性 2）细胞内外K+有势能贮备 3）K+经细胞膜易化扩散 4）扩散到膜外的K+形成阻碍K+继续 扩散的正电场力 5）达到K+的电化学平衡电位 6）改变细胞外K+浓度将影响Rp值 7）根据物理化学中Nernst公式 可计算 K+电化学平衡电位 (Ek) 计算值与实测值基本相符 2、AP（锋电位）和Na+平衡电位 1）受刺激后 细胞膜对Na+有通透性 2）细胞内外有Na+势能贮备 3）Na+由细胞外向细胞内易化扩散 4）扩散到膜内的 Na+形成阻碍Na+扩 散的正电场力 5）Na+的电化学平衡电位 6）改变细胞外Na+浓度将影响Ap值 7）使用Na+通道阻断剂(河豚毒)将使Ap 消失 8）根据Nernst公式计算的Ena与实际测得 的值基本相符 9）膜片钳技术证明Ap上升支的形成 3、Na+通道的失活和膜电位的复极 1）Na+通道电压依从性： 去极化→激活→失活→准备→ 再激活 Na+通道激活形成Ap上升支 2）K+通道电压依从性：K+通道激活 形成Ap下降支 3）可兴奋细胞兴奋（Ap）期间兴奋 性的周期性变化 A、绝对不应期：兴奋性=0 Na+通道关闭 B、相对不应期：正常兴奋性0 Na+通道恢复 C、超常期（相当于负后电位）： 兴奋性正常，Na+通道恢复 D、低常期（相当于正后电位）： 兴奋性正常，Na+通道准备 二、Ap的引起和他在同一细胞上的传导 （一） 阈 电 位 和 锋 电 位 的 引 起 1.阈电位 Threshold potential： 是诱发产生Ap，使Na+通道大量开放时的临界膜电位。使细胞膜电位达到阈电位需要用阈刺激。每种细胞的阈电位值通常较 Rp 值少10 – 15mv。 例如：神经纤维Rp -70mv，阈电位- 55mv。 2、Ap特点：全和无现象 细胞膜传导过程不减衰 锋电位之间不融合或叠加 （二）局部兴奋及特点 Local potential 1、局部兴奋=局部反应（去极化） =局部电位 阈电位 即阈电位以下的细胞膜的电位波动 2、局部电位特点： 1）非全和无，随刺激强度增大，局部 电位增大， 2）传导距离远，电位渐小称电紧张性 扩布 3）可以叠加或总