靜息電位與動(dòng)作電位

1、生物電的產(chǎn)生及傳導(dǎo)生物電的產(chǎn)生及傳導(dǎo)一、靜息電位及其產(chǎn)生原理一、靜息電位及其產(chǎn)生原理 1 1、靜息電位、靜息電位(resting potential(resting potential，RP)RP)的概念的概念 是指細(xì)胞未受刺激時(shí)，即處于靜息狀態(tài)下細(xì)胞膜內(nèi)外兩側(cè)所存在的電位差稱跨膜靜息電位。2 2、靜息電位的產(chǎn)生原理、靜息電位的產(chǎn)生原理 “ “離子流學(xué)說離子流學(xué)說” 細(xì)胞膜兩側(cè)帶電離子的不均衡分布；細(xì)胞膜兩側(cè)帶電離子的不均衡分布；細(xì)胞膜的選擇性通透細(xì)胞膜的選擇性通透 K+ 順著濃度梯度經(jīng)膜擴(kuò)散到膜外使膜外具有較多的正正電荷電荷，有機(jī)負(fù)離子A- 由於不能透過膜而留在膜內(nèi)使膜內(nèi)具有較多的負(fù)電荷。這

2、就造成了膜外為正、膜內(nèi)變負(fù)的極化狀態(tài)。 由K+擴(kuò)散到膜外造成的外正內(nèi)負(fù)的電位差，將成為阻止K+ 外移的力量，而隨著 K+外移的增加，阻止 K+ 外移的電位差也增大。 當(dāng)促使K+ 外移的濃度差和阻止K+外移的電位差這兩種力量達(dá)到平衡時(shí)，經(jīng)膜的 K+ 凈通量為零，即K+外流和內(nèi)流的量相等。此電位差稱K+的平衡電位，也就是靜息電位。改變細(xì)胞膜外K+的濃度，當(dāng)濃度增高時(shí)測(cè)得的靜息電位值? 當(dāng)濃度降低時(shí)測(cè)得的靜息電位值?細(xì)胞靜息電位的形成是由細(xì)胞膜對(duì)特異離子的細(xì)胞靜息電位的形成是由細(xì)胞膜對(duì)特異離子的相對(duì)通透性不同和離子的跨膜濃度梯度決定的相對(duì)通透性不同和離子的跨膜濃度梯度決定的靜息電位產(chǎn)生的實(shí)質(zhì)是靜息電

3、位產(chǎn)生的實(shí)質(zhì)是K K+ +外流所達(dá)到的電外流所達(dá)到的電化學(xué)化學(xué)平衡電位平衡電位2、與靜息電位有關(guān)的幾個(gè)基本概念：、與靜息電位有關(guān)的幾個(gè)基本概念：去極化去極化(depolariza-tion) ：細(xì)胞膜極化狀態(tài)變小的變化趨勢(shì)。超極化超極化(hyperpolarization) ：膜極化狀態(tài)變大的變化趨勢(shì)。反極化（超射）反極化（超射）(overshoot) ：膜電位由內(nèi)負(fù)外正反轉(zhuǎn)為內(nèi) 正外負(fù)的狀態(tài)。復(fù)極化復(fù)極化(repolarization) ：細(xì)胞先發(fā)生去極化，接著發(fā)生反 極化，然后膜兩側(cè)的電位很快又 恢復(fù)到靜息時(shí)的內(nèi)負(fù)外正狀態(tài)和 水平，這個(gè)過程稱復(fù)極化。二、動(dòng)作電位及其產(chǎn)生原理二、動(dòng)作電位及其

4、產(chǎn)生原理 1 1、動(dòng)作電位、動(dòng)作電位(action potential(action potential，AP) AP) 概念及原理概念及原理 當(dāng)細(xì)胞膜受刺激使其去極化達(dá)當(dāng)細(xì)胞膜受刺激使其去極化達(dá)閾電位閾電位水平時(shí)，在靜水平時(shí)，在靜息電位的基礎(chǔ)上爆發(fā)一次息電位的基礎(chǔ)上爆發(fā)一次快速的快速的、可擴(kuò)布的可擴(kuò)布的電位變化電位變化。 當(dāng)神經(jīng)或肌細(xì)胞在安靜情況下受到一次短促的閾刺激或閾刺激或閾上刺激閾上刺激時(shí)，膜內(nèi)原有的-70-90mV的負(fù)電位將迅速消失，轉(zhuǎn)而變成+20+40mV的正電位，即由原來靜息時(shí)的內(nèi)負(fù)外內(nèi)負(fù)外正轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)正外負(fù)正轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)正外負(fù)狀態(tài)，其電位變化的幅度為90130mV。NaNa+ + 通

5、道激活：通道激活：是指膜上的通道蛋白質(zhì)在膜兩側(cè)電場(chǎng)強(qiáng)度是指膜上的通道蛋白質(zhì)在膜兩側(cè)電場(chǎng)強(qiáng)度改變的影響下，蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)了允許改變的影響下，蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)了允許NaNa+ + 順濃度差移順濃度差移動(dòng)的孔道，亦即出現(xiàn)了通道的開放；這種由膜電位的大動(dòng)的孔道，亦即出現(xiàn)了通道的開放；這種由膜電位的大小決定其機(jī)能狀態(tài)的通道，稱為電壓依從式通道。小決定其機(jī)能狀態(tài)的通道，稱為電壓依從式通道。 由于膜的NaNa+ +通道大量激活，膜對(duì)Na+的通透性迅速增大，Na+ 順濃度差和電位差大量地進(jìn)入膜內(nèi)。 Na+ 內(nèi)流使膜發(fā)生去極化，這使得更多的 Na+ 通道開放，造成 Na+內(nèi)流的再生性增加。 Na+的內(nèi)流，使膜

6、內(nèi)由負(fù)電位迅速變成正電位，形成了動(dòng)作電位的去極相。當(dāng)膜內(nèi)正電位增大到足以阻止由濃度差推動(dòng)的Na+內(nèi)流時(shí)，經(jīng)膜的Na+凈通量為零，這時(shí)的膜兩側(cè)電位差即為 Na+的平衡電位，這個(gè)電位值與動(dòng)作電位的超射值基本一致。 但膜內(nèi)電位并不停留在正電位狀態(tài)，而是很快出現(xiàn)復(fù)極，這是由于Na+ 通道開放的時(shí)間很短；因?yàn)槟る娢坏倪^度去極化能使Na+通道由激活狀態(tài)轉(zhuǎn)化為失活狀態(tài)。 2.動(dòng)作電位的特點(diǎn) 動(dòng)作電位具有“全或無”的特征。 所謂“全”，就是指在閾刺激或閾上刺激的作用下產(chǎn)生的動(dòng)作電位的幅度都是相同的，即幅度不隨刺激強(qiáng)度的增強(qiáng)而增大； 而且動(dòng)作電位一旦引發(fā)，就能向整個(gè)細(xì)胞膜傳播，如果膜各部分的極化狀態(tài)是一致的，則

7、膜各處的動(dòng)作電位幅度也是相同的，即動(dòng)作電位在傳導(dǎo)過程中其幅度是不衰減的。 所謂“無”，就是指刺激強(qiáng)度達(dá)不到閾值（閾下刺激）時(shí)，動(dòng)作電位就不會(huì)發(fā)生。第二次刺激強(qiáng)度多大都不能引起組織興奮超過正常閾值強(qiáng)度的刺激才能引起組織興奮低于正常閾值強(qiáng)度的刺激就能引起組織興奮高于正常閾值強(qiáng)度的刺激才能引起組織興奮3、動(dòng)作電位與興奮性變化的變化、動(dòng)作電位與興奮性變化的變化相對(duì)不應(yīng)期正常水平低常期絕對(duì)不應(yīng)期 動(dòng)作電位與興奮性變化的關(guān)系局部興奮超常期潛伏期負(fù)后電位正后電位靜息電位鋒電位電位變化興奮性變化4、動(dòng)作電位在同一細(xì)胞中的傳導(dǎo)閾電位閾電位 ：可興奮細(xì)胞受刺激后，膜上Na+通道少量開放，出現(xiàn)Na+少量?jī)?nèi)流，使膜內(nèi)

8、負(fù)電位減小。當(dāng)膜電位減小到某一臨界值時(shí)，受刺激部分的Na+通道大量開放，使Na+快速大量?jī)?nèi)流，這個(gè)引起膜對(duì)Na+通透性突然增大的臨界電位值，稱為閾電位。 它與靜息電位相差約20毫伏。如果兩者差距減小，則可興奮細(xì)胞的興奮性升高。反之，則降低。 局部電位：局部電位：可興奮細(xì)胞在受閾下刺激時(shí)細(xì)胞膜對(duì)Na+的通透性輕度增加，使膜內(nèi)負(fù)電位減小，發(fā)生去極化但達(dá)不到閾電位，所以不產(chǎn)生動(dòng)作電位。這種去極產(chǎn)生的電位稱為局部電位。局部電位的特點(diǎn)：局部興奮沒有“全或無”的特征，它可隨刺激強(qiáng)度增強(qiáng)而增大；局部興奮可以向周圍擴(kuò)布，這種擴(kuò)布是電緊張性擴(kuò)布，只能使鄰近的膜也發(fā)生輕度去極化，其去極化程度隨擴(kuò)布距離的增加而逐漸

9、減小以至消失，因此這種擴(kuò)布是衰減性的。局部興奮可以總和，局部興奮時(shí)不存在不應(yīng)期，所以兩個(gè)閾下刺激引起的局部興奮可以總和（疊加）起來。 如在同一點(diǎn)先后給予兩個(gè)閾下刺激時(shí)，其局部興奮的總和稱為時(shí)間性總和；如在相鄰兩點(diǎn)分別給予閾下刺激時(shí)，其局部興奮的總和稱為空間性總和。如局部興奮總和后的去極化程度達(dá)到閾電位水平時(shí)，即可產(chǎn)生動(dòng)作電位。 因此，細(xì)胞的興奮可由一次閾刺激或閾上刺激引起，也可由兩次以上的閾下刺激來引起。 安靜的無髓鞘神經(jīng)纖維安靜的無髓鞘神經(jīng)纖維神經(jīng)纖維的左側(cè)一段受到神經(jīng)纖維的左側(cè)一段受到閾上刺激產(chǎn)生了動(dòng)作電位閾上刺激產(chǎn)生了動(dòng)作電位動(dòng)作電位的傳導(dǎo)動(dòng)作電位的傳導(dǎo)內(nèi)負(fù)外正的內(nèi)負(fù)外正的極化狀態(tài)極化狀

10、態(tài)內(nèi)正外負(fù)的內(nèi)正外負(fù)的反極化狀態(tài)反極化狀態(tài)鄰近細(xì)胞膜鄰近細(xì)胞膜內(nèi)負(fù)外正內(nèi)負(fù)外正極化狀態(tài)極化狀態(tài)形成局部電流形成局部電流未興奮段的電流是出膜電流，發(fā)生去極化未興奮段的電流是出膜電流，發(fā)生去極化出膜電流使未興奮出膜電流使未興奮段的膜發(fā)生去極化段的膜發(fā)生去極化去極化達(dá)閾電位水平，去極化達(dá)閾電位水平，爆發(fā)動(dòng)作電位，未興爆發(fā)動(dòng)作電位，未興奮段轉(zhuǎn)為興奮狀態(tài)奮段轉(zhuǎn)為興奮狀態(tài)反極化反極化狀態(tài)狀態(tài)局部電流局部電流局部電流局部電流興奮能沿細(xì)胞膜傳導(dǎo)興奮能沿細(xì)胞膜傳導(dǎo)動(dòng)作電位沿細(xì)胞動(dòng)作電位沿細(xì)胞膜向周圍傳導(dǎo)，膜向周圍傳導(dǎo)，可用局部電流學(xué)可用局部電流學(xué)說來闡明說來闡明 有髓鞘纖維的軸突外面有髓鞘，只有在郎飛結(jié)處的軸突膜與