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1,1,(二)動(dòng)作電位(action potential AP)及其產(chǎn)生機(jī)制 1. AP實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:,2,2,(1)動(dòng)作電位(action potential): 細(xì)胞膜受到刺 激后,在靜息電位的基礎(chǔ)上發(fā)生的一次膜 內(nèi)外電位的快速倒轉(zhuǎn)和復(fù)原,3,3,去 極 化,上 升 支,下降支,動(dòng)作電位的圖形,刺激,局部電位,閾電位,去極化,零電位,反極化(超射),復(fù)極化,(負(fù)、正)后電位,去極化(除極化depolarization):膜內(nèi)的負(fù)電位變小的 過(guò)程 -70 -90 mv 20 40 mv 復(fù)極化(repolarization):去極化后,膜電位向靜息電 位恢復(fù)的過(guò)程 后電位(正后電位.負(fù)后電位) 5 30 ms 峰電位: 0.5 2.0 ms 超射值:動(dòng)作電位中超過(guò)零電位以上的值 閾 值:能夠引起動(dòng)作電位的最小刺激強(qiáng)度,5,5,(2)動(dòng)作電位產(chǎn)生機(jī)制,6,7,動(dòng)作電位的產(chǎn)生機(jī)制 去極化的過(guò)程:,8,復(fù)極化的過(guò)程:,9,9,動(dòng)作電位和Na+平衡電位,10,10,動(dòng)作電位的產(chǎn)生機(jī)制,(1)膜對(duì)Na+地通透性突然增大 (2)Na+借膜內(nèi)外的電-化學(xué)梯度迅速內(nèi)流 (3)Na+凈移動(dòng)達(dá)到平衡, Na+內(nèi)流停止 (4)K+ 外流達(dá)到靜息電位水平 電位差的作用-膜內(nèi)外電位差等于0 mv 化學(xué)梯度的作用-膜外的電位繼續(xù)升高(超射) 膜電位的復(fù)極:膜電位達(dá)到超射值狀態(tài)以后,恢 復(fù)到靜息電位水平的過(guò)程,11,11,(3)動(dòng)作電位的特征: 是非衰減式傳導(dǎo)的電位; 具有“全或無(wú)”的現(xiàn)象。 (4)動(dòng)作電位的意義: AP的產(chǎn)生是細(xì)胞興奮的標(biāo)志。,單一神經(jīng)或肌細(xì)胞動(dòng)作電位的特點(diǎn):(全或無(wú)現(xiàn)象) 1. 刺激強(qiáng)度與動(dòng)作電位幅度的關(guān)系: 2. 刺激強(qiáng)度與動(dòng)作電位傳播距離、形狀的關(guān)系:,12,2. 膜片鉗實(shí)驗(yàn),13,鈉電流,14,3. Na+通道的失活和膜電位復(fù)極,Na+通道的性狀: 激活、失活、 備用 Na+通道的失活 特點(diǎn):失活出現(xiàn)快;表現(xiàn)為通道不因?yàn)樯写嬖诘娜O化而繼續(xù)開(kāi)放,也不因?yàn)樾碌娜O化再開(kāi)放;只有當(dāng)去極化消除后,通道才可能解除失活,才可能由于新出現(xiàn)的去極化而再進(jìn)入開(kāi)放狀態(tài)。 動(dòng)作電位上升支時(shí)Na+通道的性狀:激活、開(kāi)放,15,興奮性與Na +通道的性狀 絕對(duì)不應(yīng)期與Na +通道的性狀:Na +通道失活 相對(duì)不應(yīng)期與Na +通道的性狀:部分復(fù)活(備用) 超常期的機(jī)制: Na +通道備用,膜電位與閾電位較近 低常期的機(jī)制: Na +通道備用,膜電位與閾電位較遠(yuǎn) 靜息期與Na +通道的性狀:備用(關(guān)閉) 興奮性的變化,16,16,4.動(dòng)作電位的傳導(dǎo) (1)AP在同一細(xì)胞上的傳導(dǎo) (2) AP在不同細(xì)胞之間的傳導(dǎo),興奮在同一細(xì)胞上的傳導(dǎo) 動(dòng)作電位傳導(dǎo)特點(diǎn):“全或無(wú)”定律 A. 幅度與刺激強(qiáng)度的大小無(wú)關(guān); B. 傳導(dǎo)距離與刺激強(qiáng)度無(wú)關(guān);,18,18,動(dòng)作電位在同一細(xì)胞上的傳導(dǎo)方式: 1. 局部電流方式:興奮部分通過(guò)“局部電流”刺 激鄰近未興奮部分的膜,使之產(chǎn)生動(dòng)作電位 (無(wú)髓神經(jīng)纖維、肌細(xì)胞) 2. 跳躍式傳導(dǎo):髓鞘由不導(dǎo)電的脂質(zhì)構(gòu)成,不 允許帶電離子通過(guò),所以只能在郎飛結(jié)處以 局部電流的形式傳導(dǎo),在有髓神經(jīng)纖維 (特點(diǎn):快、省能),19,19,(1) 局部電流方式傳導(dǎo)(local current): 興奮部分通過(guò)“局部電流”刺激鄰近未興奮部分的膜,使之產(chǎn)生動(dòng)作電位(無(wú)髓神經(jīng)纖維),20,20,(2)跳躍式傳導(dǎo) (saltatory conduction): 髓鞘由不導(dǎo)電的脂質(zhì)組成,不允許帶電的離子 通過(guò),所以只能在郎飛結(jié)處以局部電流的方式 傳導(dǎo)象跳躍一樣(有髓神經(jīng)纖維) 特點(diǎn):比局部電流方式快,節(jié)省能源,+,- -,- -,+,+,- -,21,有髓神經(jīng)纖維傳導(dǎo)興奮的方式是跳躍式傳導(dǎo),22,22,(三)局部電位 局部興奮(局部電位、電緊張電位)傳導(dǎo): 閾下刺激引起的低于閾電位的去極化稱。 局部興奮特點(diǎn): (1)幅度隨刺激強(qiáng)度的增加而增加; (2)電緊張傳播:傳播距離很小; (3)總和現(xiàn)象:空間總和、時(shí)間總和,23,23,24,24,時(shí)間性總和,空間性總和,25,局部反應(yīng)與AP的區(qū)別,局部反應(yīng) 動(dòng)作電位 閾下刺激引起 閾(上)刺激引起 鈉通道少量開(kāi)放 鈉通道大量開(kāi)放 反應(yīng)等級(jí)性 “全或無(wú)” 有總和效應(yīng) 無(wú) 衰減性傳播 非衰減性傳播,26,26,三、細(xì)胞的興奮和興奮性 1. 興奮和可興奮細(xì)胞 興奮性(excitability):細(xì)胞受到刺激產(chǎn)生動(dòng)作 電位的能力 興奮(exctation):細(xì)胞受刺激產(chǎn)生動(dòng)作電位 可興奮細(xì)胞(excitalbe cell):神經(jīng)細(xì)胞; 肌細(xì)胞; 腺細(xì)胞; 抑制:組織受刺激后由活動(dòng)靜息。 刺激:能引起細(xì)胞或組織發(fā)生反應(yīng)的所有內(nèi)、外 環(huán)境的變化。 反應(yīng):可興奮性組織對(duì)刺激的應(yīng)答表現(xiàn)。,27,27,2.細(xì)胞產(chǎn)生興奮的條件 刺激的三要素: 強(qiáng)度、時(shí)間、時(shí)間-強(qiáng)度變化率 閾電位與動(dòng)作電位 閾電位:能夠使細(xì)胞產(chǎn)生動(dòng)作電位的 臨界膜電位。 閾刺激:能夠使細(xì)胞產(chǎn)生動(dòng)作電位的 最小刺激強(qiáng)度。,28,28,閾強(qiáng)度(threshold intensity):可使膜的靜息電位去極 化達(dá)到閾電位的刺激強(qiáng)度 閾刺激(threshold stimulation):相當(dāng)于閾強(qiáng)度的刺激 閾電位(threshold membrane potential): 能使細(xì)胞膜 產(chǎn)生動(dòng)作電位的最小刺激強(qiáng)度時(shí)形成的膜電 位。或能夠使細(xì)胞膜的去極化達(dá)到某一臨界 值,致使Na+通道的開(kāi)放“正反饋”,導(dǎo)致Na+ 通道大量迅速開(kāi)放, 產(chǎn)生動(dòng)作電位的膜電位。 閾下刺激; 閾上刺激,29,29,3. 細(xì)胞興奮后興奮性的變化 絕對(duì)不應(yīng)期 (absolute refractory period):任何強(qiáng)大的 刺激都不能引起新的興奮 相對(duì)不應(yīng)期 (relative refractory period ):強(qiáng)大的刺激 可能引起新的興奮 超常期 (supractory period) : 低于閾強(qiáng)度的刺激也可 以發(fā)生興奮 低常期 (subnormal period): 興奮性低于正常的期,30,分 期 興奮性 與AP對(duì)應(yīng)關(guān)系 機(jī) 制 絕對(duì)不應(yīng)期 降至零 鋒電位 鈉通道失活 相對(duì)不應(yīng)期 漸恢復(fù) 負(fù)后電位前期 鈉通道部分恢復(fù) 超常期 正常 負(fù)后電位后期 鈉通道大部恢復(fù) 低
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