人体的生物电场

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生物膜电位
能斯特方程
静息电位
动作电位
神经纤维 的电缆方程
对于大的细胞，例如具有很长轴突的神经 细胞，动作电位可以在它的某一部分产生， 然后传导到另一部分。在肌肉组织中，动作 电位也可以由一个细胞传到另一个细胞。
（神经传导）
电泳
转心电
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作业 7-3 7-4（1） 7-5 7-8 7-9（1） 除极和复极
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生物膜电位
不讲
能斯特方程 静息电位
神经细胞也称为神经元，由细胞体和突起组成，突起 又分为树突和轴突。在多数情况下，树突接受传入的信 息并传向细胞体，轴突把神经冲动传向另一个细胞。轴 突很长，由细胞体的小丘分出，直径均匀，常称其为神 经纤维。
动作电位
神经纤维 的电缆方程
电泳
轴突内部是轴浆，其外是 类似圆柱面的细胞膜。轴浆是 比较稀的电离物质溶液，其中 的离子可以沿轴突流动，形成 纵向电流，也可跨越细胞膜运 动，形成横向电流。
能斯特方程 静息电位 动作电位 神经纤维 的电缆方程 电泳
2.3 kT lg C1
Ze C 2
+++-
+ ---+ +
-----
++ + ++
-+--+- + -+ - +-
大多数动物以及人体的神经和肌肉细 胞在不受外界干扰时，细胞的内、外之间 存在着电位差，这一电位差称为静息电位。 静息电位是由于细胞膜内、外液体中离子 浓度不同以及细胞膜对不同种类的离子通 透性不一样引起的。
电泳技术就是利用在电场的作用下，由于待分离样品中 各种分子带电性质以及分子本身大小、形状等性质的差异， 使带电分子产生不同的迁移速度，从而对样品进行分离、鉴 定或提纯的技术。
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-----
+ + ++ +
-+--+- + -+ - +-
动作电位
神经纤维 的电缆方程
电泳
正离子 Na+ K+ Ca2+ Mg2+
负离子
HCO
3
Cl
HPO
2 4
SO42
细胞膜的内外存在着多种离子，细胞膜 是一个半透膜，对不同种类的离子通透性 不一样，当其扩散平衡时,膜两侧存在着 电位差.
6
能斯特方程 静息电位 动作电位 神经纤维 的电缆方程 电泳
极 带正电，膜内带负电，这种状态称为极化。当细胞受到
静息电位
外来刺激时，受刺激的细胞膜对Na+离子的通透会突然 增大。大量Na＋离子由细胞膜外涌入细胞膜内。当膜
内、外Na+的浓度差和电位差的作用相互平衡时，细胞
膜的极化发生倒转，结果细胞膜内带正电，细胞膜外带
动作电位
负电，这一过程的直接结果是使细胞膜内电位迅速提高， 这一过程叫除极。于此同时，电位由静息状态下的-
q
E 40r 2
点电荷电场中和电位U
q
q
U r 40r 2 dr 40r
3
电偶极子及电偶极层的电场
转
4
生物膜电位
能斯特方程 静息电位 动作电位 神经纤维 的电缆方程 电泳
5
生物膜电位
能斯特方程 next 静息电位
+++-
+-+---+-+
+---++---+-+-+
+++-
+ ---+ +
负离子 HCO3 Cl HPO42 SO42
胶体粒子（球蛋白分子、细胞、病毒） 带电粒子在电场的作用下发生迁移——电泳 用于分离物质
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生物膜电位
不讲
能斯特方程 静息电位 动作电位 神经纤维 的电缆方程 电泳
人体中的细胞外液（组织液和血浆）中除了有正、负离 子外，还有带电或不带电的悬浮胶粒，带电胶粒有细胞、 病毒、蛋白质分子或合成粒子。在电场作用下，带电胶粒 将发生迁移，胶粒在电场作用下的迁移现象称为电泳。胶 粒移动的快慢主要取决于电场强度、胶粒所带的电量及质 量、胶粒大小和形状以及液体的粘滞系数和介电常数等。 所以，不同带电胶粒在电场作用下的迁移速度一般是不同 的，因此可以用电泳的方法将标本中的不同成分分开，这 种方法已成为生物化学研究、制药及临床检验的常用手段。
极 带正电，膜内带负电，这种状态称为极化。当细胞受到
静息电位
外来刺激时，受刺激的细胞膜对离子的通透会突然发生 变化，大量Na＋离子由细胞膜外涌入细胞膜内，结果细
胞膜内带正电，细胞膜外带负电，这一过程的直接结果
是使细胞膜内电位迅速提高，这一过程叫除极。于此同
动作电位
时，电位由静息状态下的-86mV变成+60mV左右。
生物膜电位
给出了半透膜扩 散平衡时，膜两侧 离子浓度与电势差 的关系，在生理学 上也称为跨膜电位。
+++-
+ ---+ +
-----
++ + ++
-+--+- + -+ - +-
2.3 kT lg C1
Ze C 2
T:温度 K：玻尔兹曼常量 C:离子浓度 Z:离子价数 E:电子电量
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生物膜电位
ri
膜内
Cm
rm
Er
膜外
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能斯特方程 静息电位
动作电位 神经纤维 的电缆方程
电泳
生物膜电位
ri
ri
ri
Cm
rm
Cm
rm
Cm
Er
Er
x
0e
不讲 ri rm Er
15
不讲
神经纤维 的电缆方程
x
0e
16
Байду номын сангаас
能斯特方程 静息电位 动作电位 神经纤维 的电缆方程 电泳
生物膜电位
不讲
人体的体液中含有多种离子 正离子 Na+ K+ Ca2+ Mg2+
神经纤维 的电缆方程
复 极
除极之后，细胞膜又使离子的通透性突然变化。结果 是大量K＋离子由细胞膜内向膜外扩散，使膜电位由 +60mV迅速下降到-100mV左右。这一过程使离子在
细胞兴奋时的移位得以恢复，即细胞膜内带负电、膜外
电泳
带正电，称之为复极。
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4
生物膜电位
能斯特方程 除 如前所述，当神经或肌肉细胞处于静息状态时，膜外
第7章 人体的生物电场
静电场的几个基本概念 膜电位和神经传导 心电知识
1
概念
重点 难点
规律
电偶极子 静息电位 动作电位 除极 复极 空间心电向量环 平面心电向量环 标量心电图 三者关系
电偶极子电场的电位分布 电偶极层电场的电位分布 闭合的电偶层电场的电位分布 能斯特方程
2
静电场的几个基本概念
点电荷的电场E
86mV变成+60mV左右。
神经纤维 复 除极之后，细胞膜又使Na＋离子不能通透，同时K＋ 的电缆方程 极 离子的通透性突然提高。结果是大量K＋离子由细胞膜
内向膜外扩散，使膜电位由+60mV迅速下降到-
电泳
100mV左右。这一过程使离子在细胞兴奋时的移位得 以恢复，即细胞膜内带负电、膜外带正电，称之为复极。
实验测得的神经静息电位：-86mV 极化
8
生物膜电位
能斯特方程
静息电位
动作电位
next
神经纤维 的电缆方程
当细胞受到外来刺激时，细胞膜离子的 通透性会发生变化，导致细胞膜内外的电位 发生波动，称为动作电位。
细胞受刺激要经历除极和复极过程
电泳
9
4
生物膜电位
能斯特方程 除 如前所述，当神经或肌肉细胞处于静息状态时，膜外