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生理细胞2学生

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生理细胞2学生_第1页
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膜电位状态,极化(polarization):平稳的静息电位存在时细胞膜电位外正内负的状态 超极化(hyperpolarization):静息电位增大的过程或状态 去极化(depolarization):静息电位减小的过程或状态反极化(contrapolarization):去极化至零电位后膜内电位进一步变为正值 超射(overshoot):膜内电位高于零电位的部分 复极化(repolarization):去极化后再向静息电位方向恢复的过程静息电位的产生机制,,1.产生条件: ⑴ 在静息状态下,[K]i ﹥ [K]o ⑵ 膜在安静时对K+通透性大 2.在电化学驱动力作用下,钾外流聚于膜外,带负电的有机离子不能外流而滞于膜内, 建立起膜外带正电,膜内带负电的电位差,此电位差成为阻止钾外流的阻力3.当促使K+外流的K+浓度势能差同阻碍K+外流的电势能差相等时,K+跨膜净移动量为零,此时的跨膜电位称为K+平衡电位(K+ equilibrium potential, EK),RP主要是EK 4.Na+内流、钠-钾泵活动也起一定作用㈡ 动作电位的产生机制,,上升支(ab,除极相),下降支(be,复极相),1. 电化学驱动力 Na+: Em-ENa= -70mV-(+60mV)= -130mV K+: Em-Ek = -70mV-(-90mV) = +20mV,内向电流(inward current) — Na+,Ca2+ 外向电流(outward current) — K+,Cl-,2. 动作电位期间膜电导的变化,用电压钳(voltage clamp)技术研究表明,AP期间膜的Na+电导首先迅速增加,旋即又发生衰减,在Na+电导衰减的同时K+电导增大。

3.膜电导与离子通道,用膜片钳(patch clamp)技术证明在完整细胞上记录到的膜电流是许多单通道电流总和的结果,说明膜电导变化的实质是膜上离子通道随机开放和关闭的总和效应Na+通道开放,Na+通道关闭 K+通道开放,钠泵工作,动作电位的产生机制,,⑴ 细胞受刺激→细胞膜去极化达阈电位→Na+通道突然大量开放→膜对Na+的通透性(Na+电导)迅速↑﹥K+的通透性→Na+在膜两侧浓度差和极化状态下的电位差这两种驱动力(电化学驱动力)的驱动下迅速大量内流→膜电位去极化→产生Na+再生性循环→ 0电位→反极化→当Na+内流形成的正电位足以阻止Na+顺浓度差内流时→Na+内流停止,膜电位接近ENa,产生动锋电位的升支,其值=超射值⑵ 膜对Na+通透性达到峰值后便迅速下降,此时K+通道大量开放→K+电导迅速增加→K+在膜两侧浓度差和反极化状态下的电位差这两种驱动力的驱动下迅速大量外流→膜电位复极化→越过0电位后,电场力变成K+外流的阻力,而且逐渐增大→当电场力和浓度差的驱动力两者达到平衡时→K+外流达到平衡→膜电位复极化到静息电位水平,形成锋电位的下降支⑶ 外流的K+在膜外暂时积聚,使K+外流速度↓,形成负后电位。

⑷ 细胞每产生一次动作电位后,胞内的Na+有所增加,而胞外的K+有所增加→激活细胞膜上的钠泵→泵出Na+和泵入K+由于钠泵活动时,每分解1分子ATP,泵出3Na+、泵入2K+,离子不对等转运,造成膜超极化,形成正后电位离子通透性变化的机制,钠通道的功能状态,㈢ 动作电位的传导,传导:兴奋在同一细胞上传播的过程已兴奋部位与未兴奋部位之间有电位差,形成局部电流(local current),导致未兴奋膜局部去极化至阈电位进而爆发动作电位无髓鞘神经纤维为连续传导,,传导的特点:1.双向性2.“全或无”式(不衰减性),有髓鞘神经纤维为跳跃式传导 (saltatory conduction),⑴ 阈电位和锋电位的引起 刺激使膜上部分Na+通道开放,膜去极化,达到某一临界膜电位时,Na+通道大量开放,Na+的内向电流超过K+的外向电流,从而使膜发生更强的去极化较强的去极化又会使更多的Na+通道开放和形成更强的Na+内流,如此便形成Na+通道激活对膜去极化的正反馈,使膜迅速去极化至接近ENa的电位值,形成AP的升支四、局部电位,,,Na+通道激活对膜去极化的正反馈过程称为Na+内流的再生性循环膜内电位去极化到能引起动作电位的临界膜电位称为阈电位(threshold potential,TP),一般较RP小10~20mV,,⑵ 局部反应及其特性强度较弱而不能使膜去极化到阈电位的刺激,使膜产生较小(轻度)去极化,称为局部反应(local response),所形成的电位变化称为局部电位(local potential)。

特性:1.随阈下刺激增大而增大2.电紧张性扩布3.总和现象(时间性、空间性),局部反应与AP的区别,局部反应 动作电位阈下刺激引起 阈(上)刺激引起钠通道少量开放 钠通道大量开放 反应等级性 “全或无”有总和效应 无衰减性传播 非衰减性传播,,,,四、组织的兴奋和兴奋性,㈠ 兴奋和可兴奋细胞 兴奋(excitation):由相对静止变为显著的运动状态,或原有的活动由弱变强 抑制(inhibition): 由运动转为相对静止,或活动由强变弱可兴奋细胞(excitable cell):接受刺激后能产生动作电位的细胞一般是指神经细胞、肌细胞和腺细胞㈡ 组织的兴奋性和阈刺激,兴奋性(excitability):活的细胞、组织或机体对刺激发生兴奋的能力或细胞受刺激时产生动作电位的能力 刺激(stimulation):能使生物体发生反应的内外环境变化强度-幅度,强度时间变化率-前沿斜率,时间-波宽,,阈强度(threshold intensity):刺激的持续时间和强度对时间的变化率固定,能使组织发生兴奋的最小刺激强度。

阈刺激(threshold stimulus):强度相当于阈强度的刺激 阈上刺激:强度高于阈强度的刺激 阈下刺激:强度低于阈强度的刺激绝对不应期(absolute refractory period):相当于锋电位的范围 相对不应期(relative refractory period):相当于负后电位的前半段 超常期(supranormal peroid):相当于负后电位的后半段 低常期(subnormal peroid):相当于正后电位的范围㈢ 细胞兴奋后兴奋性的变化,,由于存在绝对不应期,两个动作电位始终不会发生融合。

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