细胞的电活动.ppt

细胞的电活动,人体及生物体活细胞在安静和活动时都存在电活动（bioelectricity）。 膜是绝缘的，介电常数35；6nm。膜两侧有电位差。 膜上有离子通道：离子流动时，有电位变化。,安静时：静息电位。 弱刺激：电紧张电位 electrotonic potential 强刺激：产生局部电位-阈电位-动作电位,一、静息电位 Resting potential 及其产生机制,（一）.RP: 安静时，细胞膜内外的电位差, 外正内负极化状态。 稳定的直流电（自律细胞除外）,1、记录,膜电位 membrane potential: 存在于膜两侧的电位差 极化状态 polarization： 安静状态时，膜电位外正内负 超极化 hyperpolarization ：静息电位绝对值增大 复极化 repolarization： 去极后向静息电位恢复的过程 去极化 depolarization： 膜内静息电位绝对值减小 超射值 overshoot： 去极化超过0电位的部分。,2、数值： 骨骼肌 -90mv，心肌 -90mv， 神经组织 -70mv； 平滑肌- 55mv，RBC -10mv,1、条件 1)钠泵活动形成膜内、外离子浓度差 2)静息状态下细胞膜对K+通透，非门控性钾通道。,K+i K+,（二）静息电位的产生机制,2、证明 与Hodgkin 和 Katz在枪贼巨大神经纤维测得-77mv相近, 人工改变K+ O /K+i，RP发生相应改变。 3、影响因素 膜两侧的K+ 浓度差改变 膜离子通道的通透性变化 钠泵的活动增强时: 膜内超极化,图2-9 K+ 、Na+ 和 Cl 的平衡电位与静息电位和动作电位的关系 EK 、 ENa 和 ECl 分别为 K+ 、 Na+ 和 Cl 的平衡电位； RP: 静息电位； AP: 动作电位,RP 形成的机制：钾离子的平衡电位,二、动作电位(AP)及其产生机制 (一) 动作电位,2、AP特征： 全或无”性质：同一细胞上AP的大小不随刺激强度而改变。 可传播性：AP在同一细胞上的传播是不衰减的。不随传导距离而改变。 不融合：有不应期,3、意义：AP是细胞兴奋的标志, 传播信息, 触发细胞活动.,1.概念：在静息电位基础上，给细胞 一个适当的刺激，触发其 产 生可传播的膜电位波动.,锋电位：pike potential是AP的标 升支 去极化+超射（ 70 mV 迅速去极至+30mV 降支：复极化初期（ +30迅速复极至接近70 mV） 后电位 复极化后期：后去极化（负后电位） 后超极化（正后电位）,1、电化学驱动力：决定离子跨膜移动方向 静息电位- Na+受到很强的内向驱动力 锋电位- K+受到很强的外向驱动力,静息膜电位为70mV,膜电位为去极化+30mV,（二）动作电位的产生机制,2、动作电位期间膜电导的变化- -离子通道-通透性 内向电流Na+内流 外向电流 K+外流,不同程度去极化对膜钠电导和钾电导的影响,根据上述电压钳制期间记录的钠电流和钾电流计算出的钠电导（ gNa ）和钾电导（ gK ）,实施电压钳的程序，膜电位（ Vm ）从维持电位 60mV 起始，迅速钳制到 40mV 、 20mV 、 0mV 、和 20mV ；,3、动作电位的产生过程,去极相,K电化学驱动力,K外流,K平衡电位静息电位,后电位,复极相,K通透性增加,复极化,钠泵逆浓度 转运Na+-K+,4、膜对离子通透性的变化-通道状态：,关闭（close） 激活（activation） 失活（inacvtivation） 复活（recovery from inactivation),两个闸门的假设: Na通道:m门, h门 钾通道: n门,膜片钳patch clamp技术： 可记录出单通道电流，,负后电位： 迅速外流的K+蓄积膜外，暂时阻碍K+外流。 正后电位：生电性钠泵作用（超极化）。,后电位,AP产生的机制,（三）刺激与兴奋的关系： 兴奋：AP的产生 ; 刺激：内外环境的变化 1.刺激： 在细胞膜内施加负相电流（或膜外施加正相 电流）刺激，会引起超极化，不会引发AP； 相反，会引起去极化，引发AP； 刺激分：阈下刺激，阈刺激、阈上刺激、,2.电紧张电位 electrotonic potential： 膜电位随着跨膜电流的逐渐衰减而衰减的电位变化。,3，局部电位 local potential ： 在电紧张电位基础上膜去极化，但此时外向钾电流大于内向钠电流，膜电位又复极到静息电位水平的膜电位波动。 终板电位，感受器电位,电紧张电位和局部电位的特点： 不具有“全或无”现象。其幅值 随刺激强度的增加而增大。 电紧张方式扩布。其幅值随着传播距离的增加而减小。 具有总和效应：时间性和空间性总和。,4.阈电位：是激活电压门控性Na+通道的临界值,一般比静息 电位小1020mV，。即阈电位先引发一定数量的 Na+通道开放，Na+迅速大量内流后，再引发更多数 量的Na+通道开放，爆发AP。 当膜电位达到阈电位后，导致Na+通道开放与Na+内流之 间出现再生性循环。,(四) 动作电位的传播 AP在同一细胞上的传导:：已兴奋部位和静息部位之间电荷移 动产生的局部电流. AP在细胞间的传播：缝隙连接,三、 细胞兴奋后兴奋性的变化,绝对不应期：无论多强的刺激也不能再次兴奋的期间。 相对不应期：大于原先的刺激强度才能再次兴奋期间。 超常期：