第三章 神经和肌肉生理生命的基本特征：新陈代谢 兴奋性兴奋性 生殖还有：严整的结构、遗传变异、生长发育、适应环境还有：严整的结构、遗传变异、生长发育、适应环境第一节 兴奋性兴奋性：机体或组织细胞对刺激发生反应的能力或特性一、刺激概念概念：引起机体或组织细胞发生反应的环境条件的变化灰尘眨眼气温升高出汗膀胱充盈尿意触电肌肉收缩感染细菌病毒机体发病 环境的变化形成对机体的刺激（一）、刺激的种类（一）、刺激的种类：物理刺激-声、光、电、机械等化学刺激-酸、碱等生物刺激-细菌、病毒等社会、心理因素刺激 -语言、文字、思维（二）、刺激的三要素：（二）、刺激的三要素：任何刺激要使机体或组织细胞发生反应必须具备三个条件：刺激强度刺激时间刺激强度时间变率（三）阈强度：（三）阈强度：又称阈值，是指能引起组织兴奋所需的最小的 刺激强度阈刺激：强度等于阈值的刺激 刺激 阈上刺激：强度大于阈值的刺激 阈下刺激：强度小于阈值的刺激有 效 刺 激兴奋与阈强度的关系：兴奋与阈强度的关系：兴奋性 =1阈强度越小，兴奋性越高阈强度越大，兴奋性越低阈强度的大小，是衡量组织兴奋性高低的指标呈反变关系呈反变关系二、反应1、概念、概念：机体或组织细胞受到刺激后，出现功能活动的变化。
2、两种基本形式、两种基本形式：兴奋和抑制（1）、兴奋：相对静止活动状态（2）、抑制：活动状态相对静止三、刺激和反应的关系：三、刺激和反应的关系：1、刺激的性质不同，反应不同：心交感神经末梢释放的去甲肾上腺素心脏兴奋 心迷走神经末梢释放的乙酰胆碱心脏抑制 2、刺激的性质相同，强度不同，反应也不同 一般的疼痛刺激兴奋反应 剧烈的疼痛刺激抑制反应 CO2浓度轻度升高呼吸加快加强 CO2浓度过高呼吸反而减弱减慢，甚至停止3、相同性质和强度的刺激，功能状态不同，反应也不相同同一种食物，饥饿兴奋 饱食抑制同一事物的反应，心情不同，反应也不同第二节 细胞的生物电现象生物活细胞无论是处于安静状态下还是活动过程中，都存在着电活动，这种电活动称为生物电现象借助不同仪器，可以将不同器官的电变化纪录下来例如：心电图、脑电图、肌电图等细胞的生物电活动包括：安静状态下的静息电位 活动状态下的动作电位一、静息电位（一、静息电位（RPRP）及其产生机制）及其产生机制（一）（一）静息电位静息电位 1 1.概概 念念 ：细胞处在未受刺激的状态下，细胞膜内：细胞处在未受刺激的状态下，细胞膜内外两侧存在的电位差膜外电位规定为外两侧存在的电位差。
膜外电位规定为 0 0 2.RP2.RP实验现象：实验现象：3.3.证明证明RPRP的实验：的实验：（甲甲）当当A A、B B电电极极都都位位于于细细胞胞膜膜外外，无无电电位位改改变变，证明膜外无电位差证明膜外无电位差乙乙）当当A A电电极极位位于于细细胞胞膜膜外外，B B电电极极插插入入膜膜内内时时，有有电电位位改改变变，证证明明膜膜内内、外间有电位差外间有电位差丙丙）当当A A、B B电电极极都都位位于于细细胞胞膜膜内内，无无电电位位改改变变，证明膜内无电位差证明膜内无电位差4.4.与与RPRP相关的概念相关的概念：静息电位静息电位:细胞处在未受刺激的状态下，细胞膜内外两侧存细胞处在未受刺激的状态下，细胞膜内外两侧存在的电位差在的电位差膜电位膜电位:因电位差存在于膜的两侧所以又称为膜电位因电位差存在于膜的两侧所以又称为膜电位极极 化：化：细胞在安静状态下，膜外为正电位、膜内为负电细胞在安静状态下，膜外为正电位、膜内为负电 位的状态位的状态超极化：超极化：静息电位增大的过程或者状态静息电位增大的过程或者状态 (-70-90mV)(-70-90mV)去极化：去极化：静息电位减小的过程或者状态静息电位减小的过程或者状态(-70-50mV)(-70-50mV)反极化：反极化：膜电位由负变正膜电位由负变正复极化：复极化：细胞去极化或者反极化后向静息电位方向恢复细胞去极化或者反极化后向静息电位方向恢复 的过程的过程 (1)(1)静息状态下细胞膜内、外离子分布不匀静息状态下细胞膜内、外离子分布不匀 NaNa+I I ：NaNa+o o110,110,K K+I I ：KK+o o301301 Cl Cl-I I :Cl:Cl-o o114,114,A A-I I :A:A-o o 41 41（二）静息电位产生的机制（二）静息电位产生的机制1.1.静息电位的产生条件静息电位的产生条件膜内：膜内：膜膜 外外细胞内液和细胞外液中主要离子浓度和电位细胞内液和细胞外液中主要离子浓度和电位表表2-1（枪乌大神经）（枪乌大神经）离子离子胞胞 外外(mmol/L)胞胞 质质(mmol/L)平衡电位平衡电位（mV）电化学驱动力电化学驱动力(mV)Na+44050+55115K+2040075+15Cl5605260 0有机负离子有机负离子38560静息电位静息电位细胞内液和细胞外液中主要离子浓度和电位细胞内液和细胞外液中主要离子浓度和电位表表2-2（哺乳动物骨骼肌）（哺乳动物骨骼肌）离子离子胞胞 外外(mmol/L)胞胞 质质(mmol/L)平衡电位平衡电位（mV）电化学驱动电化学驱动力力(mV)Na+14512+67157K+415598+8Cl120490 0有机负离有机负离子子15590静息电位静息电位静息状态下细胞膜对离子的通透性具有选择性静息状态下细胞膜对离子的通透性具有选择性 通透性：通透性：K K+ClCl-NaNa+A A-静息电位的产生机制静息电位的产生机制 两个前提条件两个前提条件：1、细胞内外各种离子的分布不均匀。
细胞外正离子 Na+浓度为细胞内的12倍 细胞内正离子 K+浓度为细胞外的30倍2、细胞膜在安静状态下对各种离子的通透性不同对K+的通透性大于Na+RPRP产生机制的膜学说产生机制的膜学说:KK i i顺浓度差向膜外扩散顺浓度差向膜外扩散AA-i i不能向膜外扩散不能向膜外扩散 K K+i i、AA-i i膜内电位膜内电位(负电场负电场)K K+o o膜外电位膜外电位(正电场正电场)膜外为正、膜内为负的极化状态膜外为正、膜内为负的极化状态当扩散动力与阻力达到动态平衡时当扩散动力与阻力达到动态平衡时=RP=RP结论结论:RPRP的产生主要是的产生主要是K K向膜外扩散的结果向膜外扩散的结果RP=KRP=K+的平衡电位的平衡电位二、动作电位二、动作电位(AP)(AP)及其产生机制及其产生机制APAP概概 念念：细胞接受刺激时，在静息电位基础上产：细胞接受刺激时，在静息电位基础上产生的快速的可扩布的电位波生的快速的可扩布的电位波APAP实验现象：实验现象：去去 极极 化化上上 升升 支支下下降降支支（一）（一）细胞的动作电位细胞的动作电位刺激刺激局部电位局部电位阈电位阈电位去极化去极化零电位零电位反极化（超射）反极化（超射）复极化复极化（负、正）后电位（负、正）后电位1.电化学驱动力：电化学驱动力：决定离子跨膜流动的方向和速决定离子跨膜流动的方向和速度，某离子电化学驱动力应等于膜电位与该离子平衡度，某离子电化学驱动力应等于膜电位与该离子平衡电位之差。
如电位之差如Na+：EmENa=70mV-(+60mV)=-130mVAP产生的产生的基本条件基本条件:膜内外存在膜内外存在NaNa+差差:Na Na+i i：NaNa+O 110O 110；膜在受到膜在受到阈刺激阈刺激而兴奋时，对离子的通而兴奋时，对离子的通透性增加：透性增加：即电压门控性即电压门控性NaNa+、K K+通道激活而开放通道激活而开放2、动作电位期间膜电导的变化动作电位期间膜电导的变化（二）（二）动作电位的产生机制动作电位的产生机制当细胞受到刺激当细胞受到刺激细胞膜上少量细胞膜上少量NaNa+通道激活而开放通道激活而开放NaNa+顺浓度差少量内流顺浓度差少量内流膜内外电位差膜内外电位差局部电位局部电位当膜内电位变化到阈电位时当膜内电位变化到阈电位时NaNa通道大量开放通道大量开放NaNa+顺电化学差和膜内负电位的吸引顺电化学差和膜内负电位的吸引再生式内流再生式内流膜内负电位减小到零并变为正电位（膜内负电位减小到零并变为正电位（APAP上升支）上升支）NaNa+通道关通道关NaNa+内流停内流停+同时同时K K+通道激活而开放通道激活而开放K K顺浓度差和膜内正电位的吸引顺浓度差和膜内正电位的吸引K K迅速外流迅速外流膜内电位迅速下降，恢复到膜内电位迅速下降，恢复到RPRP水平（水平（APAP下降支）下降支）Na Na+i i、KK+O O激活激活NaNa+K K+泵泵NaNa+泵出、泵出、K K+泵回，离子恢复到兴奋前水平泵回，离子恢复到兴奋前水平后电位后电位2.AP2.AP的产生机制的产生机制:动作电位的产生机制动作电位的产生机制动作电位上升支：动作电位上升支：细胞受剌激剌激时，迅速增加NaNa+电导电导动力：动力：Na+在很强的电化学驱动力作用下，形成Na+内向电流，膜内负电位的迅速消失；超射超射:膜外Na+较高的浓度势能，Na+在膜内负电位减小到零时仍可继续内移，出现超射。
阻力阻力:内移的Na+在膜内形成的正电位足以阻止的Na+静移动为止；这时膜内所具有的电位值，理论上应相当于根据膜内、外Na+浓度差代入Nernst公式时所得出的NaNa+平衡电位值平衡电位值通道转运与钠通道转运与钠-钾泵转运模式图钾泵转运模式图结论：结论：1 1、APAP的的上上升升支支由由NaNa内内流流形形成成，下下降降支支是是K K外流形成的，后电位是外流形成的，后电位是NaNaK K泵活动引起的泵活动引起的2 2、APAP的的产产生生是是不不消消耗耗能能量量的的，APAP的的恢恢复复是是消耗能量的（消耗能量的（NaNaK K泵的活动）泵的活动）3 3、AP=AP=NaNa的平衡电位的平衡电位三、动作电位的引起和局部兴奋三、动作电位的引起和局部兴奋（一）动作电位的引起（一）动作电位的引起1.阈电位：能够引起细胞膜上钠通道突然大量开放的临界膜电位2.阈电位与阈强度（二）、局部兴奋（二）、局部兴奋1.1.局部兴奋：局部兴奋：由阈下刺激引起膜的局部去极化2.2.局部兴奋特点：局部兴奋特点：（1）.仅限于受刺激局部不能向远处传播,只能以电紧张的方式,使邻近的膜也产生类似的去极化去极化随传播距离增加而衰减至消失；（2）.不表现为“全或无”。
去极化幅度随刺激强度增大而增大：（3）.可以总和空间性总和：多个阈下刺激在相邻部位同时发生，叠加起来时间总和：阈下剌激在同一部位连续发生，后一次反应可在前一次反应尚未完全消失的基础上发生，多个局部反应在时间上叠加局部兴奋与动作电位的区别局部兴奋与动作电位的区别:区别区别局部兴奋局部兴奋动作电位动作电位刺激强度刺激强度阈下刺激阈下刺激阈或阈上刺激阈或阈上刺激钠通道开放数钠通道开放数少少多多膜电位变化幅度膜电位变化幅度小小大大全或无全或无特点特点无无有有总和现象总和现象有有无无传播特点传播特点电紧张扩布电紧张扩布不衰减扩布不衰减扩布四、动作电位的传导四、动作电位的传导1 1、动作电位的引起、动作电位的引起 阈电位：能够引起细胞膜上钠离子通道突阈电位：能够引起细胞膜上钠离子通道突然大量开放的的临界膜电位值然大量开放的的临界膜电位值 静息电位去极化达到阈电位（刺激）静息电位去极化达到阈电位（刺激）2 2、动作电位的传导动作电位的传导 定义：通过局部电流形成有效刺激沿着细胞膜定义：通过局部电流形成有效刺激沿着细胞膜 不断产生新动作电位的过程不断产生新动作电位的过程 原理：动作电位一旦在细胞的某一点发生，就原理：动作电位一旦在细胞的某一点发生，就 会沿细胞膜传遍整个细胞会沿细胞膜传遍整个细胞 传导：动作电位在同一细胞上的扩布传导：动作电位在同一细胞上的扩布 神经冲动：动作电位的神经纤维上的传导神经冲动：动作电位的神经纤维上的传导 （一）传导原理：局部电流学说（一）传导原理：局部电流学说方向：未兴奋点方向：未兴奋点 兴奋点兴奋点传导方式传导方式：无髓鞘无。