静息电位与动作电位

1、生物电的产生及传导生物电的产生及传导一、静息电位及其产生原理一、静息电位及其产生原理 1 1、静息电位、静息电位(resting potential(resting potential，RP)RP)的概念的概念 是指细胞未受刺激时，即处于静息状态下细胞膜内外两侧所存在的电位差称跨膜静息电位。2 2、静息电位的产生原理、静息电位的产生原理 “ “离子流学说离子流学说” 细胞膜两侧带电离子的不均衡分布；细胞膜两侧带电离子的不均衡分布；细胞膜的选择性通透细胞膜的选择性通透 K+ 顺着浓度梯度经膜扩散到膜外使膜外具有较多的正正电荷电荷，有机负离子A- 由於不能透过膜而留在膜内使膜内具有较多的负电荷。这

2、就造成了膜外为正、膜内变负的极化状态。 由K+扩散到膜外造成的外正内负的电位差，将成为阻止K+ 外移的力量，而随着 K+外移的增加，阻止 K+ 外移的电位差也增大。 当促使K+ 外移的浓度差和阻止K+外移的电位差这两种力量达到平衡时，经膜的 K+ 净通量为零，即K+外流和内流的量相等。此电位差称K+的平衡电位，也就是静息电位。改变细胞膜外K+的浓度，当浓度增高时测得的静息电位值? 当浓度降低时测得的静息电位值?细胞静息电位的形成是由细胞膜对特异离子的细胞静息电位的形成是由细胞膜对特异离子的相对通透性不同和离子的跨膜浓度梯度决定的相对通透性不同和离子的跨膜浓度梯度决定的静息电位产生的实质是静息电

3、位产生的实质是K K+ +外流所达到的电外流所达到的电化学化学平衡电位平衡电位2、与静息电位有关的几个基本概念：、与静息电位有关的几个基本概念：去极化去极化(depolariza-tion) ：细胞膜极化状态变小的变化趋势。超极化超极化(hyperpolarization) ：膜极化状态变大的变化趋势。反极化（超射）反极化（超射）(overshoot) ：膜电位由内负外正反转为内 正外负的状态。复极化复极化(repolarization) ：细胞先发生去极化，接着发生反 极化，然后膜两侧的电位很快又 恢复到静息时的内负外正状态和 水平，这个过程称复极化。二、动作电位及其产生原理二、动作电位及其

4、产生原理 1 1、动作电位、动作电位(action potential(action potential，AP) AP) 概念及原理概念及原理 当细胞膜受刺激使其去极化达当细胞膜受刺激使其去极化达阈电位阈电位水平时，在静水平时，在静息电位的基础上爆发一次息电位的基础上爆发一次快速的快速的、可扩布的可扩布的电位变化电位变化。 当神经或肌细胞在安静情况下受到一次短促的阈刺激或阈刺激或阈上刺激阈上刺激时，膜内原有的-70-90mV的负电位将迅速消失，转而变成+20+40mV的正电位，即由原来静息时的内负外内负外正转变为内正外负正转变为内正外负状态，其电位变化的幅度为90130mV。NaNa+ + 通

5、道激活：通道激活：是指膜上的通道蛋白质在膜两侧电场强度是指膜上的通道蛋白质在膜两侧电场强度改变的影响下，蛋白质结构中出现了允许改变的影响下，蛋白质结构中出现了允许NaNa+ + 顺浓度差移顺浓度差移动的孔道，亦即出现了通道的开放；这种由膜电位的大动的孔道，亦即出现了通道的开放；这种由膜电位的大小决定其机能状态的通道，称为电压依从式通道。小决定其机能状态的通道，称为电压依从式通道。 由于膜的NaNa+ +通道大量激活，膜对Na+的通透性迅速增大，Na+ 顺浓度差和电位差大量地进入膜内。 Na+ 内流使膜发生去极化，这使得更多的 Na+ 通道开放，造成 Na+内流的再生性增加。 Na+的内流，使膜

6、内由负电位迅速变成正电位，形成了动作电位的去极相。当膜内正电位增大到足以阻止由浓度差推动的Na+内流时，经膜的Na+净通量为零，这时的膜两侧电位差即为 Na+的平衡电位，这个电位值与动作电位的超射值基本一致。 但膜内电位并不停留在正电位状态，而是很快出现复极，这是由于Na+ 通道开放的时间很短；因为膜电位的过度去极化能使Na+通道由激活状态转化为失活状态。 2.动作电位的特点 动作电位具有“全或无”的特征。 所谓“全”，就是指在阈刺激或阈上刺激的作用下产生的动作电位的幅度都是相同的，即幅度不随刺激强度的增强而增大； 而且动作电位一旦引发，就能向整个细胞膜传播，如果膜各部分的极化状态是一致的，则

7、膜各处的动作电位幅度也是相同的，即动作电位在传导过程中其幅度是不衰减的。 所谓“无”，就是指刺激强度达不到阈值（阈下刺激）时，动作电位就不会发生。第二次刺激强度多大都不能引起组织兴奋超过正常阈值强度的刺激才能引起组织兴奋低于正常阈值强度的刺激就能引起组织兴奋高于正常阈值强度的刺激才能引起组织兴奋3、动作电位与兴奋性变化的变化、动作电位与兴奋性变化的变化相对不应期正常水平低常期绝对不应期 动作电位与兴奋性变化的关系局部兴奋超常期潜伏期负后电位正后电位静息电位锋电位电位变化兴奋性变化4、动作电位在同一细胞中的传导阈电位阈电位 ：可兴奋细胞受刺激后，膜上Na+通道少量开放，出现Na+少量内流，使膜内

8、负电位减小。当膜电位减小到某一临界值时，受刺激部分的Na+通道大量开放，使Na+快速大量内流，这个引起膜对Na+通透性突然增大的临界电位值，称为阈电位。 它与静息电位相差约20毫伏。如果两者差距减小，则可兴奋细胞的兴奋性升高。反之，则降低。 局部电位：局部电位：可兴奋细胞在受阈下刺激时细胞膜对Na+的通透性轻度增加，使膜内负电位减小，发生去极化但达不到阈电位，所以不产生动作电位。这种去极产生的电位称为局部电位。局部电位的特点：局部兴奋没有“全或无”的特征，它可随刺激强度增强而增大；局部兴奋可以向周围扩布，这种扩布是电紧张性扩布，只能使邻近的膜也发生轻度去极化，其去极化程度随扩布距离的增加而逐渐

9、减小以至消失，因此这种扩布是衰减性的。局部兴奋可以总和，局部兴奋时不存在不应期，所以两个阈下刺激引起的局部兴奋可以总和（叠加）起来。 如在同一点先后给予两个阈下刺激时，其局部兴奋的总和称为时间性总和；如在相邻两点分别给予阈下刺激时，其局部兴奋的总和称为空间性总和。如局部兴奋总和后的去极化程度达到阈电位水平时，即可产生动作电位。 因此，细胞的兴奋可由一次阈刺激或阈上刺激引起，也可由两次以上的阈下刺激来引起。 安静的无髓鞘神经纤维安静的无髓鞘神经纤维神经纤维的左侧一段受到神经纤维的左侧一段受到阈上刺激产生了动作电位阈上刺激产生了动作电位动作电位的传导动作电位的传导内负外正的内负外正的极化状态极化状

10、态内正外负的内正外负的反极化状态反极化状态邻近细胞膜邻近细胞膜内负外正内负外正极化状态极化状态形成局部电流形成局部电流未兴奋段的电流是出膜电流，发生去极化未兴奋段的电流是出膜电流，发生去极化出膜电流使未兴奋出膜电流使未兴奋段的膜发生去极化段的膜发生去极化去极化达阈电位水平，去极化达阈电位水平，爆发动作电位，未兴爆发动作电位，未兴奋段转为兴奋状态奋段转为兴奋状态反极化反极化状态状态局部电流局部电流局部电流局部电流兴奋能沿细胞膜传导兴奋能沿细胞膜传导动作电位沿细胞动作电位沿细胞膜向周围传导，膜向周围传导，可用局部电流学可用局部电流学说来阐明说来阐明 有髓鞘纤维的轴突外面有髓鞘，只有在郎飞结处的轴突膜与