生理学课件第三章

1、 0+ + - -B BA A细胞细胞细胞膜细胞膜微电极微电极电位计电位计 0+ + - -B BA A+ + + + + + + + + + + + + + +- - - - - - - - - - - - - - -+ + + + + + - - - - - - + + + + + + - - - - - - + + + + + + + + + + + + + + +- - - - - - - - - - - - - - -+ + + + + + + + + + + + + + +- - - - - - - - - - - - - - -90-90mVmV0 0mVmV0 0mVmV本实验

2、本实验提示提示: :1.1.跨膜有跨膜有电位差电位差2.2.膜内膜内低于低于膜外膜外3.3.稳定直流稳定直流电位电位+A A- -A A- -A A- -A A- -A A- -+A A- -A A- -+A A- -A A- -+K+顺浓度差顺浓度差(化学驱动力化学驱动力)跨膜跨膜外流外流, 建立起建立起内内负负外正外正的的跨膜电位跨膜电位。+A A- -A A- -A A- -A A- -A A- -+A A- -A A- -+A A- -A A- -+ 当当促使促使K+外流力外流力与与阻止阻止K+外流力外流力平衡平衡时时, 即即,K+的电化学驱动力为零时的电化学驱动力为零时, K+的的净

3、净通量为通量为零零 K+平衡电位平衡电位(RP)Nernst公式公式(1889):RTEX= logZFX+iX+o简化公式：简化公式： EX= 61 log (mV)X+iX+o如哺乳动物骨骼肌细胞如哺乳动物骨骼肌细胞: K+i : 155mmol/L, K+o: 4mmol/L,则则 0.026, log = -1.59 Ek=61 -1.59-95 (mV) K+iK+oK+iK+o钠钠-钾泵转运和通道介导的易化扩散钾泵转运和通道介导的易化扩散 概念概念： 阈下刺激阈下刺激引起的低引起的低于阈电位于阈电位的去极化的去极化（即局部（即局部电位），电位），称局部兴称局部兴奋。奋。特点：特点：

4、 不 具 不 具有有“全或无全或无”现象。现象。 电紧电紧张方式扩布。张方式扩布。 具有具有总和效应：总和效应：时间性和空时间性和空间性总和。间性总和。 时间性总和时间性总和空间性总和空间性总和去去 极极 化化上上 升升 支支下降支下降支3.3.动作电位的图形动作电位的图形刺激刺激局部电位局部电位阈电位阈电位去极化去极化零电位零电位反极化（超射）反极化（超射）复极化复极化负后电位负后电位 现证明，现证明，APAP期间膜对期间膜对NaNa和和K K的透性都升高，但时的透性都升高，但时间上不一致。去极化初期间上不一致。去极化初期NaNa通道几乎立即被激活，通道几乎立即被激活，在在0.5ms0.5m

5、s内比静息时增大了内比静息时增大了500500倍。倍。当细胞受到当细胞受到刺激刺激细胞膜上细胞膜上少量少量NaNa+ +通道激活而开放通道激活而开放NaNa+ +顺浓度差少量内流顺浓度差少量内流膜内外电位差膜内外电位差局部电位局部电位当膜内电位变化到阈电位时当膜内电位变化到阈电位时NaNa通道大量开放通道大量开放NaNa+ +顺电化学差和膜内负电位的吸引顺电化学差和膜内负电位的吸引再生式内流再生式内流 NaNa+ + i i、KK+ + O O激活激活NaNa+ +K K+ +泵泵APAP的产生机制的产生机制: :膜内负电位减小到零并变为正电位膜内负电位减小到零并变为正电位（APAP上升支上升

6、支）NaNa+ +通道关通道关NaNa+ +内流停内流停+ +同时同时K K+ +通道激活而开放通道激活而开放K K顺浓度差和膜内正电位的吸引顺浓度差和膜内正电位的吸引K K迅速外流迅速外流膜内电位迅速下降，恢复到膜内电位迅速下降，恢复到RPRP水平水平（APAP下降支下降支）NaNa+ +泵出、泵出、K K+ +泵回，泵回，离子恢复到兴奋前水平离子恢复到兴奋前水平后电位后电位（-50 到30mv）2、离子通道在不同状态间的转换o 静息状态时，静息状态时，Na+和和K+通道都是关闭的，通道都是关闭的，Na+通道的激活态门是关闭的，而失活态门通道的激活态门是关闭的，而失活态门是开放的，由于漏是开

7、放的，由于漏K+通道的大量存在，静通道的大量存在，静息状态息状态K+膜通透能力是膜通透能力是Na+50-75倍；倍；o 由于受到刺激，膜除极化，部分由于受到刺激，膜除极化，部分Na+通道开通道开放，放， Na+浓度梯度和电压梯度两种力驱使浓度梯度和电压梯度两种力驱使Na+迅速向细胞内流动迅速向细胞内流动进一步除极化进一步除极化更更多多Na+通道开放，更多通道开放，更多Na+内流（正反馈）内流（正反馈）o Na+通道开放的同时，也启动了通道关闭通道开放的同时，也启动了通道关闭过程：在激活态门开放之后、失活态门关闭过程：在激活态门开放之后、失活态门关闭之前的一段时间（约之前的一段时间（约0.5ms

8、），两种门处），两种门处于开放状态于开放状态 Na+迅速内流迅速内流动作电位达动作电位达到峰值，之后失活态门关闭，直至细胞膜恢到峰值，之后失活态门关闭，直至细胞膜恢复到它静息电位值的水平；复到它静息电位值的水平；o Na+通道失活的同时，电压门控通道失活的同时，电压门控K+通道开通道开放，动作电位从峰值返回静息状态水平放，动作电位从峰值返回静息状态水平o 膜电位恢复到静息状态，膜电位恢复到静息状态，Na+通道的失活通道的失活态门开放，激活态门关闭（具有重新开放的态门开放，激活态门关闭（具有重新开放的能力），电压门控能力），电压门控K+通道也关闭，但速度通道也关闭，但速度缓慢，持续增加了细胞膜对

9、缓慢，持续增加了细胞膜对K+的渗透性的渗透性形成一个超极化电位。形成一个超极化电位。（五）不应期和动作电位的“全或无” 特性1、兴奋细胞的不应期、兴奋细胞的不应期o 在可兴奋细胞受刺激产生兴奋期间施加第二在可兴奋细胞受刺激产生兴奋期间施加第二次刺激，第二次刺激所产生的效应会受到此次刺激，第二次刺激所产生的效应会受到此兴奋的影响，细胞兴奋后的兴奋性状态由绝兴奋的影响，细胞兴奋后的兴奋性状态由绝对不应期和相对不应期所组成。对不应期和相对不应期所组成。o 绝对不应期：绝对不应期：组织兴奋后，在去极化之后到组织兴奋后，在去极化之后到复极化达到一定程度之前对任何强度的刺激复极化达到一定程度之前对任何强度

10、的刺激均不产生反应。均不产生反应。o 相对不应期相对不应期绝对不应期之后，随着复极绝对不应期之后，随着复极化的继续，组织的兴奋性有所恢复，只对阈化的继续，组织的兴奋性有所恢复，只对阈上刺激产生兴奋上刺激产生兴奋思考：同一位点的动作电位会产生叠加吗？ 分分 期期 兴奋性兴奋性 与与APAP对应关系对应关系 机机 制制 绝对不应期绝对不应期 降至零降至零 锋电位锋电位 钠通道失活钠通道失活 相对不应期相对不应期 渐恢复渐恢复 负后电位负后电位(7(7） 钠通道部分恢复钠通道部分恢复 兴奋性的周期性变化返回刺激需要大于阀强度2、动作电位的“全或无”特性o 可兴奋细胞受到刺激时，或是产生一个可向可兴奋

11、细胞受到刺激时，或是产生一个可向外扩布、具有完全相同幅值、且幅值不随传外扩布、具有完全相同幅值、且幅值不随传导距离而衰减的动作电位（达阈电位），或导距离而衰减的动作电位（达阈电位），或是完全无动作电位的产生（低于阈电位），是完全无动作电位的产生（低于阈电位），这种特性称为这种特性称为“全或无全或无”。为什么？动作电位的实质;Na 和k博弈的结果。不是你死，就是我亡，没有和平状态。静息部位膜内为负电位，膜外为正电位静息部位膜内为负电位，膜外为正电位 兴奋部位膜内为正电位，膜外为负电位兴奋部位膜内为正电位，膜外为负电位在兴奋部位和静息部位之间存在着电位差在兴奋部位和静息部位之间存在着电位差膜外的电

12、流由静息部位向兴奋部位移动膜外的电流由静息部位向兴奋部位移动 膜内的电流由兴奋部位向静息部位移动膜内的电流由兴奋部位向静息部位移动形成局部电流形成局部电流膜内：兴奋部位相邻的静息部位的电位上升膜内：兴奋部位相邻的静息部位的电位上升 膜外：兴奋部位相邻的静息部位的电位下降膜外：兴奋部位相邻的静息部位的电位下降去极化达到阈电位，触发邻近静息部位膜爆发新的去极化达到阈电位，触发邻近静息部位膜爆发新的APAP局局部部电电流流 图示无髓神经纤维：连续传导无髓神经纤维：连续传导有髓神经纤维：跳跃式传导有髓神经纤维：跳跃式传导 (saltatory conduction) (saltatory conduc

13、tion)l直径粗细直径粗细粗纤维粗纤维R小，电流大，传导速度快小，电流大，传导速度快 细纤维细纤维R大，电流小，传导速度慢大，电流小，传导速度慢l有无髓鞘有无髓鞘 l温度：恒温动物较变温动物快温度：恒温动物较变温动物快 猫猫 A.f: 100m/s蛙蛙 A.f: 40m/s人尺神经人尺神经 54m/s l生理完整性:冷冻麻醉 l双向传导 l非递减性（不衰减性）why l绝缘性;神经干各纤维之间 l相对不疲劳性l 神经干内许多神经纤维电活动成份的总和( (一一) )神经干的组成神经干的组成l以不同强度刺激，可观察到神经干动作以不同强度刺激，可观察到神经干动作电位从无到有电位从无到有逐渐增强逐渐

14、增强到最大幅度，到最大幅度，why？l阈刺激、最大刺激、超最大刺激阈刺激、最大刺激、超最大刺激l神经干是由许多兴奋性不同的神经纤维（细胞）神经干是由许多兴奋性不同的神经纤维（细胞）组成，在保持足够的刺激时间不变时，刺激强组成，在保持足够的刺激时间不变时，刺激强度过小，不能引起任何反应；度过小，不能引起任何反应；l随着刺激强度增加到某一定值，可引起少数兴随着刺激强度增加到某一定值，可引起少数兴奋性较高的神经纤维兴奋，该刺激强度为阈强奋性较高的神经纤维兴奋，该刺激强度为阈强度，具有阈强度的刺激叫度，具有阈强度的刺激叫阈刺激阈刺激。l但当刺激强度增大到某一临界值时，所有的神但当刺激强度增大到某一临界

15、值时，所有的神经纤维都被兴奋，引起最大幅度的复合动作电经纤维都被兴奋，引起最大幅度的复合动作电位，此后再增加刺激强度（位，此后再增加刺激强度（超最大刺激超最大刺激），不），不会再引起幅度的继续增加。可引起神经最大反会再引起幅度的继续增加。可引起神经最大反应的最小刺激强度为最适刺激强度，该刺激叫应的最小刺激强度为最适刺激强度，该刺激叫最大刺激最大刺激或最适刺激。或最适刺激。举5根例子l如果将两个引导电极置于正常完整的神经干表如果将两个引导电极置于正常完整的神经干表面，当神经干的一端兴奋之后，兴奋波会先后面，当神经干的一端兴奋之后，兴奋波会先后通过两个引导电极（通过两个引导电极（r1r1），可记录

16、到两个相），可记录到两个相反方向的电位偏转波形，称为双相动作电位。反方向的电位偏转波形，称为双相动作电位。如果两个引导电极之间的神经组织有损伤，兴如果两个引导电极之间的神经组织有损伤，兴奋波只能通过一个引导电极，不能传导至第二奋波只能通过一个引导电极，不能传导至第二个引导电极，则只能记录到一个方向的电位偏个引导电极，则只能记录到一个方向的电位偏转波形，称为单向动作电位。转波形，称为单向动作电位。( (三三) )单相和双相动作电位单相和双相动作电位l62.兴奋性是指机体的下列何种能力？ lA.对刺激产生反应 B.作功 C.动作灵敏 D.能量代谢率增高 E.运动l127. 在静息时,细胞膜外正内负的稳定状态称为: ( )lA 极化 B 超极化 C 反极化 D 复极化 l E 去极化 l128. 细胞膜内外正常Na+和K+的浓度差的形成和维持是由于: ( ) lA 膜安静时K+通透性大 l B 膜兴奋时对Na+通透性增加lC Na+易化扩散的结果 lD 膜上Na+ -K+泵的作用lE 膜上Na+ -K+泵和Ca2+泵的共同作用l129. 神经细胞动作电位上升支是由于: ( ) lA K+内流 B Cl-外流 C Na+ 内流 D Na+外流 E K+外流l130. 关于神经纤维动作电位产生的机制,下述哪项