细胞二细胞的电活动上届

细胞二细胞的电活动上届第一页，共九十八页，编辑于2023年，星期三生物电（bioelectricity)

可兴奋细胞，不论在安静状态还是在活动过程中均表现有电的变化，这种电的变化是伴随着细胞生命活动出现的，称为生物电。第二页，共九十八页，编辑于2023年，星期三第三页，共九十八页，编辑于2023年，星期三第四页，共九十八页，编辑于2023年，星期三跨膜电位（transmembranepotential）：静息电位（restingpotential）动作电位（actionpotential）第五页，共九十八页，编辑于2023年，星期三一、膜的被动电学特性和电紧张电位（一）膜的电学特性相当于并联的阻容耦合电路第六页，共九十八页，编辑于2023年，星期三（二）电紧张电位随着跨膜电流的的逐渐衰减,膜电位也逐渐衰减并形成一个规律的膜电位分布,由膜的被动电学特性决定其空间分布的膜电位.与动作电位的产生和传播有着密切关系第七页，共九十八页，编辑于2023年，星期三二、细胞生物电现象的观察和记录（一）细胞外记录（二）细胞内记录第八页，共九十八页，编辑于2023年，星期三第九页，共九十八页，编辑于2023年，星期三三、静息电位及其产生机制细胞未受刺激时存在于细胞膜两侧的电位差。一般为内负外正。静息电位（RP，restingpotential）第十页，共九十八页，编辑于2023年，星期三第十一页，共九十八页，编辑于2023年，星期三第十二页，共九十八页，编辑于2023年，星期三第十三页，共九十八页，编辑于2023年，星期三第十四页，共九十八页，编辑于2023年，星期三

极化（polarization）：安静时，膜两侧存在的内负外正状态.第十五页，共九十八页，编辑于2023年，星期三超极化：静息电位的数值向膜内负值加大的方向变化的过程。去（除）极化：静息电位的数值向膜内负值减少的方向变化的过程。复极化：细胞膜去极化后，又恢复极化状态的过程。第十六页，共九十八页，编辑于2023年，星期三静息电位的产生机制1902

Bernstein膜学说1.细胞膜两侧各种离子分布不均匀2.细胞膜对各种离子具有选择性通透第十七页，共九十八页，编辑于2023年，星期三HodgkinHuxley1939年第十八页，共九十八页，编辑于2023年，星期三第十九页，共九十八页，编辑于2023年，星期三Squidgiantaxon500~1000μm第二十页，共九十八页，编辑于2023年，星期三静息电位形成的基本原因是离子的跨膜扩散产生离子扩散的条件:1)钠泵的活动2)静息时膜对某些离子具有一定的通透性第二十一页，共九十八页，编辑于2023年，星期三细胞内、外主要离子浓度Na+12.0145.0K+155.04.0Cl-3.8120.0A-155.0A-：有机负离子细胞内(mmol/L)细胞外(mmol/L)第二十二页，共九十八页，编辑于2023年，星期三1.离子跨膜扩散的驱动力和平衡电位驱动力:浓度差和电位差平衡电位第二十三页，共九十八页，编辑于2023年，星期三K+平衡电位（Nernst公式）实验数据与理论测算基本符合（略低）K+平衡电位的大小主要取决于原初膜两侧的K+浓度差.第二十四页，共九十八页，编辑于2023年，星期三2.膜对离子的通透性和静息电位的形成静息状态下膜对哪种离子的通透性高则该离子的跨膜扩散对静息电位的影响就较大.第二十五页，共九十八页，编辑于2023年，星期三第二十六页，共九十八页，编辑于2023年，星期三3.钠泵的生电作用第二十七页，共九十八页，编辑于2023年，星期三1）细胞内外K+浓度的改变2）膜对K+、Na+的相对通透性3）钠泵的活动水平影响静息电位水平的因素第二十八页，共九十八页，编辑于2023年，星期三细胞内外K+的不均匀分布，并且安静状态下细胞膜主要对K+有通透性。第二十九页，共九十八页，编辑于2023年，星期三四、动作电位及其产生机制

可兴奋细胞受到有效刺激时，膜电位在静息电位的基础上产生一个迅速的、可逆的、可传导的电位变化。动作电位（AP,actionpotential）它是细胞兴奋的标志。第三十页，共九十八页，编辑于2023年，星期三神经和骨骼肌细胞100mV0.5~2.0ms心室肌细胞120mV200~300ms-70mV-90mV+30mV+30mV第三十一页，共九十八页，编辑于2023年，星期三第三十二页，共九十八页，编辑于2023年，星期三负后电位正后电位第三十三页，共九十八页，编辑于2023年，星期三第三十四页，共九十八页，编辑于2023年，星期三动作电位的时相1、静息相-70~-90mv2、去极相-70~-90mv+20~+40mv超射（overshoot）值：膜内电位由零变为正的数值。3、复极相+20~+40mv-70~-90mv锋电位：构成动作电位波形主要部分的短促而尖锐的脉冲样电位变化。后电位：锋电位在其完全恢复到静息电位之前所经历的微小而缓慢的电位波动。第三十五页，共九十八页，编辑于2023年，星期三负后电位：去极化后电位正后电位：超极化后电位负后电位正后电位第三十六页，共九十八页，编辑于2023年，星期三动作电位产生的机制动作电位的去极相是内向电流形成的。复极相是外向电流形成的。离子跨膜流动产生的因素1)膜两侧对离子的电化学驱动力2)膜对离子的通透性第三十七页，共九十八页，编辑于2023年，星期三外向刺激电流引起膜去极化第三十八页，共九十八页，编辑于2023年，星期三1.电化学驱动力电化学驱动力=Em-Ex静息时:Na＋的驱动力为Em-ENa=-70mV-(＋60mV)=-130mVK＋的驱动力为Em-EK=-70mV-(-90mV)=+20mV第三十九页，共九十八页，编辑于2023年，星期三2.动作电位期间膜电导的变化膜电导相当于膜对离子的通透性,反映膜对离子的通透能力.第四十页，共九十八页，编辑于2023年，星期三电压钳技术：又称电压固定技术；即用负反馈电路将膜电位箝制在一系列预定值上，同时测量相应膜电流的变化，根据膜电流与膜电压的关系求出膜电导的变化，从而研究离子通道的启闭规律，主要用于大细胞。第四十一页，共九十八页，编辑于2023年，星期三电压钳实验技术第四十二页，共九十八页，编辑于2023年，星期三3.动作电位产生的过程（1）上升支细胞受到有效刺激，引起电压门控Na+通道开放（激活），膜对Na+通透性突然增大,Na+顺电-化学梯度大量内流，直至膜内正电位接近Na+平衡电位。Na+通道阻滞剂河豚毒第四十三页，共九十八页，编辑于2023年，星期三（2）下降支Na+通道的迅速失活及电压门控K+通道的开放，是动作电位复极化的主要原因。第四十四页，共九十八页，编辑于2023年，星期三（3）Na+-K+泵的活动，使Na+、K+重新回到原来的分布状态。第四十五页，共九十八页，编辑于2023年，星期三第四十六页，共九十八页，编辑于2023年，星期三第四十七页，共九十八页，编辑于2023年，星期三4.膜对离子通透性变化的机制第四十八页，共九十八页，编辑于2023年，星期三膜片钳技术：同样是通过箝制膜电压记录膜电流研究膜电导（通道电导）。主要用于研究小细胞和人工膜的通道电流，可记录单通道离子电流，其基本原理同电压钳技术，只是玻璃微管电极不刺入细胞，而使用负压抽吸与细胞紧密封接。

第四十九页，共九十八页，编辑于2023年，星期三hm关闭状态激活状态失活状态关闭状态第五十页，共九十八页，编辑于2023年，星期三动作电位的特点同一细胞上动作电位大小不随刺激强度和传导距离而改变的现象，称“全或无”现象。1.“全或无”现象2.不衰减传导3.脉冲式传导第五十一页，共九十八页，编辑于2023年，星期三三、动作电位的传播同一细胞上AP的传导是以局部电流（localcurrent）为基础的传导过程，具有安全性。第五十二页，共九十八页，编辑于2023年，星期三无髓鞘N纤维有髓鞘N纤维(跳跃式传导)第五十三页，共九十八页，编辑于2023年，星期三第五十四页，共九十八页，编辑于2023年，星期三第五十五页，共九十八页，编辑于2023年，星期三第五十六页，共九十八页，编辑于2023年，星期三传导特点1、生理完整性2、双向性3、相对不疲劳性4、不衰减性或“全或无”现象第五十七页，共九十八页，编辑于2023年，星期三锋电位产生时电位变化的幅度和陡度相当大，膜两恻的液体又都是良好的导电体，对于单细胞而言，局部电流的强度可超过引起兴奋所必需的阈强度数倍以上，因而以局部电流为基础的传导过程是相当安全的，一般不易出现阻滞。第五十八页，共九十八页，编辑于2023年，星期三五、局部电位

局部反应：阈下刺激只引起少量Na+通道开放而导致少量Na+内流，在受刺激的局部出现一个较小的膜的去极化反应。局部电位：局部反应时的电位值。第五十九页，共九十八页，编辑于2023年，星期三★

阈电位（thresholdpotential）：能够导致膜对Na+通透性突然增加，诱发细胞膜产生动作电位的临界膜电位的数值。第六十页，共九十八页，编辑于2023年，星期三局部电位的特点★具有等级性随阈下刺激强度的增强而增大★电紧张性扩布（electrotonicpropagation):

局部电位只能沿着膜向邻近作短距离的扩布，并随着扩布距离的增加而迅速衰减乃至消逝。★没有不应期，具有总和效应。空间总和时间总和第六十一页，共九十八页，编辑于2023年，星期三第六十二页，共九十八页，编辑于2023年，星期三兴奋：组织受刺激产生了动作电位。可兴奋细胞：受刺激可产生动作电位的细胞。六、可兴奋细胞及其兴奋性（一）兴奋和可兴奋细胞第六十三页，共九十八页，编辑于2023年，星期三（二）组织的兴奋性和阈刺激兴奋性：细胞受刺激时产生动作电位的能力。第六十四页，共九十八页，编辑于2023年，星期三（一）刺激引起兴奋的条件★

刺激强度★

刺激持续时间★

强度-时间变化率}反变关系第六十五页，共九十八页，编辑于2023年，星期三强度-时间曲线（strength-durationcurve)强度时间第六十六页，共九十八页，编辑于2023年，星期三引起组织兴奋（AP）的最小刺激强度。（刺激持续时间和强度-时间变化率固定）阈强度(阈值）:（thresholdintensity)是衡量组织兴奋性的指标，二者呈反比关系。第六十七页，共九十八页，编辑于2023年，星期三★

阈电位（thresholdpotential）：能够导致膜对Na+通透性突然增加，诱发细胞膜产生动作电位的临界膜电位的数值。第六十八页，共九十八页，编辑于2023年，星期三第六十九页，共九十八页，编辑于2023年，星期三膜去极化达到阈电位时，电压门控Na+通道开放，Na+内流，Na+内流会造成Na+通道更多更大的开放，Na+内流出现一个正反馈或称再生性循环的过程，直至Na+平衡电位。第七十页，共九十八页，编辑于2023年，星期三（三）细胞兴奋后兴奋性的变化绝对不应期相对不应期超常期低常期通道蛋白的性状是决定兴奋性的主要因素.第七十一页，共九十八页，编辑于2023年，星期三1、绝对不应期

可兴奋组织受到一次刺激发生兴奋后的较短时间内，无论再次受到多强的刺激，也不能产生动作电位。组织兴奋性为零。相当于神经细胞锋电位的持续时间.Na+通道失活第七十二页，共九十八页，编辑于2023年，星期三第七十三页，共九十八页，编辑于2023年，星期三意义:绝对不应期的存在使在同一部位不可能产生动作电位的融合.绝对不应期的长短决定了两次兴奋间的最小时间间隔.第七十四页，共九十八页，编辑于2023年，星期三2、相对不应期在绝对不应期后的一段时间内，高于阈强度的再次刺激能够引起组织产生动作电位。组织兴奋性低于正常水平。失活Na+通道开始恢复相当于负后电位早期持续时间。第七十五页，共九十八页，编辑于2023年，星期三3、超常期相对不应期后，阈下刺激即可引起组织细胞再次兴奋。组织兴奋性高于正常。Na+通道基本复活，膜电位的绝对值小于静息电位。相当于负后电位后期持续时间。第七十六页，共九十八页，编辑于2023年，星期三第七十七页，共九十八页，编辑于2023年，星期三4、低常期超常期之后较长时间内，阈上刺激方可引起组织细胞再次产生动作电位。组织兴奋性低于正常。Na+通道完全恢复，膜电位的绝对值大于静息电位。相当于正后电位持续时间。第七十八页，共九十八页，编辑于2023年，星期三第七十九页，共九十八页，编辑于2023年，星期三第八十页，共九十八页，编辑于2023年，星期三小结BriefSummary第八十一页，共九十八页，编辑于2023年，星期三概念restingpotentialactionpotentialovershootallornonephenomenonabsoluterefractoryperiodrelativerefractoryperiod第八十二页，共九十八页，编辑于2023年，星期三thresholdpotentialthresholdintensitylocalexcitationpolarizationhyperpolarizationdepolarizationrepolarization第八十三页，共九十八页，编辑于2023年，星期三一、试述细胞在兴奋及恢复过程中兴奋性变化的特点及产生的基本原理。二、静息电位是怎样形成的？三、动作电位由哪些部分组成？各部分产生的原理是什么？思考题第八十四页，共九十八页，编辑于2023年，星期三四、简述动作电位传导的原理，并比较有髓纤维和无髓纤维动作电位传导的差别。五、局部反应有何特性？第八十五页，共九十八页，编辑于2023年，星期三第八十六页，共九十八页，编辑于2023年，星期三有