细胞膜电位PPT课件

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可兴奋组织
实际上，几乎所有活组织或细胞都具有某种程度的对外界 刺激发生反应的能力，只是反应的灵敏度和反应的表现形 式有所不同。
在各种动物组织中，一般以神经和肌细胞，以及某些腺细 胞表现出较高的兴奋性；这就是说它们只需接受较小的程 度的刺激，就能表现出某种形式的反应，因此称为可兴奋 细胞或可兴奋组织。
第五章 细胞膜电位
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Outline
1、刺激与反应 2、细胞的静息电位 3、细胞的动作电位 4、细胞膜的电学模型 5、电压固定的膜电流研究 6、Hodgkin-Huxley方程 7、对膜动作电位的仿真
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恩格斯在100多年前总结自然科学成就时指出： “地球几乎没有一种变化发生而不同时显示出电 的现象”；生物体当然也不例外。事实上，在埃 及残存史前古文字中，已有电鱼击人的记载；但 对于生物电现象的研究，只能是在人类对于电现 象一般规律和本质有所认识以后，并随着电测量 仪器的精密化而日趋深入
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刺激引起兴奋的条件和阈刺激
具有兴奋性的组织和细胞，并不对任何程度的刺激都 能表现兴奋或出现动作电位。
刺激可以泛指细胞所处环境因素的任何改变；亦即各 种能量形式的理化因素的改变，都可能对细胞构成刺 激。
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电刺激
在实验室中，常用各种形式的电刺激作为人工刺激， 用来观察和分析神经或各种肌肉组织的兴奋性，度量 兴奋性在不同情况下的改变。
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兴奋=动作电位
既然动作电位是大多数可兴奋细胞受刺激时共有的特 征性表现，它不是细胞其他功能变化的伴随物，而是 细胞表现其他功能的前提或触发因素，因此在近代生 理学中，兴奋性被理解为细胞在受刺激时产生动作电 位的能力，而兴奋一词就成为产生动作电位的过程或 动作电位的同义语了。只有那些在受刺激时能出现动 作电位的组织，才能称为可兴奋组织；只有组织产生 了动作电位时，才能说组织产生了兴奋。
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阈刺激
如果用较小的刺激强度就能兴奋的组织具有较高的兴奋性， 那么，这个强度小的程度，还要决定于这个刺激的持续时 间和它的强度-时间变化率。
因此，如果要简单地用刺激强度这一个参数来表示不同组 织兴奋性的高低或同一组织兴奋性的波动，就必须使所用 刺激的持续时间和强度-时间变化率固定为某一数值（应是 中等程度的） ；这样，才能把引起组织兴奋、即产生动作 电位所需的最小刺激强度，作为衡量组织兴奋性高低的指 标；这个刺激强度称为阈强度或阈刺激，简称阈值 （threshold）。强度小于阈值的刺激，称为阈下刺激；阈 下刺激不能引起兴奋或动作电位，但并非对组织细胞不产 生任何影响。
当刺激的强度较大时，它只需持续较短的时间就足以引进 组织的兴奋，而当刺激的强度较弱时，这个刺激就必须持 续较长的时间才能引起组织的兴奋。
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但这个关系只是当所用度减小到某一数值时，则这个刺激不 论持续多么长也不会引起组织兴奋；
与此相对应，如果刺激持续时间逐步缩短时，最后也会达 到一个临界值，即在刺激持续时间小于这个值的情况下， 无论使用多么大的强度，也不能引起组织的兴奋。
不同组织或细胞受刺激而发生反应时，外部可见的反应形 式有可能不同，如各种肌细胞表现机械收缩，腺细胞表现 分泌活动等，但所有这些变化都是由刺激引起的，因此把 这些反应称之为兴奋（excitation）。
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动作电位
随着电生理技术的发展和资料的积累，兴奋性和 兴奋的概念有了新的含义。
大量事实表明，各种可兴奋细胞处于兴奋状态时， 虽然可能有不同的外部表现，但它们都有一个共 同的、最先出现的反应，这就是受刺激处的细胞 膜两侧出现一个特殊形式的电变化（它由细胞本 身所产生,不应与作为刺激使用的外加电刺激相混 淆），这就是动作电位；而各种细胞所表现的其 他外部反应，如机械收缩和分泌活动等，实际上 都是由细胞膜的动作电位进一步触发和引起的
刺激的强度 刺激的持续时间 刺激强度对于时间的变化率（即强度对时间的微分）
不仅如此，这三个参数对于引起某一组织和细胞的兴 奋并不是一个固定值，它们存在着相互影响的关系。
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在神经和肌组织进行的实验表明，在强度-时间变化率 保持不变的情况下，在一定的范围内，引起组织兴奋 所需的最小刺激强度，与这一刺激所持续的时间呈反 变的关系
目前，对健康人和患者进行心电图、脑电图、肌 电图，甚至视网膜电图、胃肠电图的检查，已经 成为发现、诊断和估量疾病进程的重要手段；
人体和各器官的电现象的产生，是以细胞水平的 生物电现象为基础的，
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第1节 刺激与反应
知识点：
刺激、兴奋、兴奋性 可兴奋细胞或可兴奋组织 动作电位 刺激引起兴奋的条件、阈刺激
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兴奋性(excitability)
十九世纪中后期的生理学家用两栖类动物做实验时，发现 青蛙或蟾蜍的某些组织在离体的情况下，也能在一定的时 间内维持和表现出某些生命现象。这些生命现象的表现之 一是：当这些组织受到一些外加的刺激因素（如机械的、 化学的、温热的或适当的电刺激）作用时，可以应答性出 现一些特定的反应或暂时性的功能改变。这些活组织或细 胞对外界刺激发生反应的能力，就是生理学最早对于兴奋 性(excitability)的定义
阈值越小，说明组织的兴奋性越高。
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第2节细胞的静息电位
细胞水平的生物电现象主要有两种表现形式,这就是它 们在安静时具有的静息电位和它们受到刺激时产生的 动作电位。体内各种器官或多细胞结构所表现的多种 形式的生物电现象，大都可以根据细胞水平的这些基 本电现象来解释。
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静息电位指细胞未受刺激时存在于细胞内外两侧的电 位差。
这是因为电刺激可以方便地由各种电仪器（如 电脉冲和方波发生器等）获得，它们的强度、作 用时间和强度-时间变化率可以容易地控制和改变； 并且在一般情况下，能够引起组织兴奋的电刺激 并不造成组织损伤，因而可以重复使用。
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兴奋引起的条件
实验表明，刺激要引起组织细胞发生兴奋，必须在以 下三个参数达到某一临界值：