《细胞电生理》PPT课件

1、细胞电生理学细胞电生理学n生物电信号的产生和传播都是在细胞膜两侧进展的，所生物电信号的产生和传播都是在细胞膜两侧进展的，所以要了解细胞电活动的机制和各种体表电图的产生原理，以要了解细胞电活动的机制和各种体表电图的产生原理，首先需求了解跨膜电位的特性及其产活力制。首先需求了解跨膜电位的特性及其产活力制。n细胞的跨膜电位根本上有两种方式，即安静形状下相对细胞的跨膜电位根本上有两种方式，即安静形状下相对稳定的静息电位和遭到刺激时发生的可远间隔传播的、稳定的静息电位和遭到刺激时发生的可远间隔传播的、迅速动摇的动作电位。迅速动摇的动作电位。n极化：生理学中细胞在静息形状下，极化：生理学中细胞在静息形状下

2、，膜外为正电位，膜内为负电位的形膜外为正电位，膜内为负电位的形状。状。n去极化：静息电位减小的过程或形去极化：静息电位减小的过程或形状称为。状称为。n超极化：静息电位增大的过程或形超极化：静息电位增大的过程或形状称为。状称为。n复极化：细胞膜去极化后再向静息复极化：细胞膜去极化后再向静息电位方向恢复的过程。电位方向恢复的过程。n反极化：去极化至零电位后膜电位反极化：去极化至零电位后膜电位进一步变为正值。膜电位高于零电进一步变为正值。膜电位高于零电位的部分称为超射。位的部分称为超射。 离子跨膜分散的条件：离子跨膜分散的条件：一是钠泵的活动构成了膜内外一是钠泵的活动构成了膜内外离子的浓度差细胞外。

3、离子的浓度差细胞外。 Na+浓度是细胞内的浓度是细胞内的10倍左倍左右，而细胞内的右，而细胞内的K+浓度相当浓度相当于细胞外液的于细胞外液的30倍左右；倍左右；二是膜对不同离子具有不同的二是膜对不同离子具有不同的通透性。通透性。 通透性的大小决议了该离子通透性的大小决议了该离子跨膜分散对静息电位的作用跨膜分散对静息电位的作用大小。大小。 离子跨膜分散的平衡电位离子跨膜分散的平衡电位n某种离子跨膜分散时，遭到来自某种离子跨膜分散时，遭到来自浓度差和电位差的双重驱动力，浓度差和电位差的双重驱动力，两驱动力的代数和称为电化学驱两驱动力的代数和称为电化学驱动力。动力。n平衡电位：即某离子电位差驱动平衡

4、电位：即某离子电位差驱动力等于浓度差驱动力时的跨膜电力等于浓度差驱动力时的跨膜电位差，此时没有离子的跨膜净挪位差，此时没有离子的跨膜净挪动。动。n10mv 660离子离子 1mol 6.021023nNa+ 145 mmol K+ 155mmoliKOKKKPKPlnZFRTE 静息电位静息电位一、静息电位的记录一、静息电位的记录n静息时，细胞膜两侧存在着静息时，细胞膜两侧存在着外正内负的电位差，称为静外正内负的电位差，称为静息电位。这一电位差仅存在息电位。这一电位差仅存在于膜的内外外表之间。于膜的内外外表之间。n记录细胞跨膜电位时，置于记录细胞跨膜电位时，置于细胞外的电极是接地的，因细胞外的

5、电极是接地的，因此记录到的电位是以细胞外此记录到的电位是以细胞外为零电位的膜内电位，范围为零电位的膜内电位，范围在在-10-100mV之间。之间。二、静息电位的构成机制二、静息电位的构成机制n神经细胞静息时的膜电位神经细胞静息时的膜电位Em为为-70mv，ENa和和EK分别为分别为+60mv和和-90mv。n 对对Na+的驱动力为：的驱动力为：Em-ENa = -70mv - (+60mv) = -130mvn 对对K+的驱动力那么为：的驱动力那么为：Em-EK = -70mv - (-90mv) = +20mvn神经和骨骼肌的静息电位都在神经和骨骼肌的静息电位都在-70-90mv，总是不同程

6、度地小于，总是不同程度地小于K+平衡电平衡电位，这是由于膜对位，这是由于膜对Na+也有一定的通透也有一定的通透性，分散内流的性，分散内流的Na+可以部分抵消由可以部分抵消由K+外流所构成的膜内负电位。外流所构成的膜内负电位。三、钠泵的生电作用三、钠泵的生电作用n经过钠泵活动，既可以建立和经过钠泵活动，既可以建立和维持膜两侧的离子浓度差，又维持膜两侧的离子浓度差，又可直接影响静息电位。可直接影响静息电位。n钠泵每分解一分子的钠泵每分解一分子的ATP，可，可使使3个个Na+排出细胞外和排出细胞外和2个个K+进入细胞内，结果使膜内电位进入细胞内，结果使膜内电位的负值增大，但这种生电作用的负值增大，但

7、这种生电作用对静息电位的影响不是很大，对静息电位的影响不是很大，并因细胞的种类和形状而有所并因细胞的种类和形状而有所差别。差别。 动作电位动作电位一、细胞的动作电位一、细胞的动作电位n在静息电位的根底上，给在静息电位的根底上，给细胞一个适宜的刺激，能细胞一个适宜的刺激，能使其产生可传播的膜电位使其产生可传播的膜电位动摇，称为动作电位。不动摇，称为动作电位。不同细胞的动作电位具有不同细胞的动作电位具有不同的形状。同的形状。n阈电位、锋电位、负后阈电位、锋电位、负后电位后去极化、正电位后去极化、正后电位后超极化后电位后超极化n部分电位部分电位n绝对不应期、超凡期、绝对不应期、超凡期、低常期低常期

8、动作电位有两个重要的特征，即“全或无特性和可传播性。刺激引发动作电位需求一定的强度。能引发动作电位的最小刺激强度，称为刺激的阈值。刺激强度未到达阈值，动作电位不会发生；刺激强度到达阈值后，可触发动作电位，而且其幅度到达该细胞动作电位的最大值，再不会因刺激强度的逐渐添加而随之增大，这一景象就是动作电位的“全或无特性。动作电位产生后，并不局限于受刺激部位，而是沿细胞膜迅速向周围传播，直至整个细胞都依次产生一次动作电位，这就是动作电位的可传播性；并且动作电位在同一个细胞上的传播是不衰减的，其幅度和波形一直不变。 二、动作电位的产活力制二、动作电位的产活力制n神经细胞静息时的膜电位神经细胞静息时的膜电

9、位Em为为-70mv，ENa和和EK分别为分别为+60mv和和-90mv。n 对对Na+的驱动力为：的驱动力为：Em-ENa = -70mv - (+60mv) = -130mvn 对对K+的驱动力那么为：的驱动力那么为：Em-EK = -70mv - (-90mv) = +20mvn当膜电位去极化至当膜电位去极化至+30mv的锋电位程度的锋电位程度时。时。n 对对Na+的驱动力为：的驱动力为：Em-ENa= +30mv - (+60mv) = -30mvn 对对K+的驱动力那么为：的驱动力那么为：Em-EK = +30mv - (-90mv) = +120mv一动作电位时膜对离子的电一动作电

10、位时膜对离子的电-化学驱动力变化化学驱动力变化n在动作电位期间，虽然离子发在动作电位期间，虽然离子发生跨膜流动，但离子的平衡电生跨膜流动，但离子的平衡电位不会有明显变化。驱动力的位不会有明显变化。驱动力的改动主要是由膜电位变化而引改动主要是由膜电位变化而引起的。起的。n10mv 660离子离子 1mol 6.021023nNa+ 145 mmol K+ 155mmol二动作电位期间膜电导的变化二动作电位期间膜电导的变化n在动作电位期间，各在动作电位期间，各种离子的电化学驱动种离子的电化学驱动力不是恒定的，而是力不是恒定的，而是随着膜电位的变化而随着膜电位的变化而改动。改动。 三动作电位的传播三

11、动作电位的传播n细胞膜产生的动作电位可细胞膜产生的动作电位可沿细胞膜不衰减地传播至沿细胞膜不衰减地传播至整个细胞。整个细胞。n动作电位经过部分电流沿动作电位经过部分电流沿细胞膜传导。细胞膜传导。n在有髓鞘神经纤维以腾跃在有髓鞘神经纤维以腾跃式传导进展传播。式传导进展传播。部分电位部分电位n体内另一类重要的电信号。膜的自动反响参与部分电位的体内另一类重要的电信号。膜的自动反响参与部分电位的构成。包括终板电位、突触后电位、慢波电位、发生器电构成。包括终板电位、突触后电位、慢波电位、发生器电位。位。 n 部分电位的特征：部分电位的特征：n幅度大小呈等级性，部分电位的幅度可随刺激强度增大而幅度大小呈等级性，部分电位的幅度可随刺激强度增大而增大，没有全或无特性。