离子通道、电紧张、电刺激汇总.
细胞的电活动
AP产生的机制
锋 升支：Na+内流至接近于Na+的平衡电位。
电
位 降支：由Na+内流停止、K+外流所致。
后
电 负后电位： 迅速外流的K+蓄积膜外，暂时阻碍K+外流。 位 正后电位：生电性钠泵作用（超极化）。
（三）刺激与兴奋的关系：
兴奋：AP的产生 ; 刺激：内外环境的变化
1.刺激：
①在细胞膜内施加负相电流（或膜外施加正相 电流）刺激，会引起超极化，不会引发AP； 相反，会引起去极化，引发AP；
K顺浓度向膜外扩散 膜外正电荷不断增加
K+的净移动为0
K+平衡电位
静息电位 内负外正
二、动作电位(AP)及其产生机制
(一) 动作电位
1.概念：在静息电位基础上，给细胞 一个适当的刺激，触发其 产 生可传播的膜电位波动.
2、AP特征： ①全或无”性质：同一细胞上AP的大小不随刺激强度而改变。 ②可传播性：AP在同一细胞上的传播是不衰减的。不随传导距离而改变。 ③不融合：有不应期
（二）静息电位的产生机制
1、条件 1)钠泵活动形成膜内、外离子浓度差 [K+]i ＞[K+] 2)静息状态下细胞膜对K+通透，非门控性钾通道。
mmol/L
离子
膜外
膜内
平衡电位（mv）
Na+
145
18
+56
K+
3
140
-102
Cl-
120
7
-76
Ca2+
12
0.1umol/L
+125
2、证明
① EK= RT
ZF
12离子通道概论.ll
分类
的不同: 按照离子选择性的不同:
①钠通道 Na+ ②钾通道 K+ ③钙通道 Ca2+ ④氯通道 Cl-
(三)钾通道
1,分类 按照电生理特性分类 电压依赖性钾通道,钙依赖型钾通道及内向整 流钾通道
(1)电压依赖型钾通道 (1)电压依赖型钾通道 瞬时外向钾通道(I ①瞬时外向钾通道(Ito)参与动作电位复极1相 延迟整流钾通道(I ②延迟整流钾通道(Ik) 参与动作电位的复极化 (2)钙依赖型钾通道 (2)钙依赖型钾通道 调节膜电位和血管肌张力 (3)内向整流钾通道 (3)内向整流钾通道 ①内向整流钾通道 主要维持4相静息电位,参与AP3相复极 ATP敏感的钾通道 ②ATP敏感的钾通道 代谢性调节K+外流通道, 为钾通道开放剂和阻滞剂的作用靶点 ③乙酰胆碱激活的钾通道 起着负性频率作用.
② T-型钙通道 在心肌动作电位的形成中作用不大
主要参与心脏自律性和血管张力的调节. 主要参与心脏自律性和血管张力的调节. 心脏自律性和血管张力的调节
(二)钙通道 2.特征 2.特征
(电压门控钙通道)
①电压依赖型 各通道开放所需电压不同 ②激活速度缓慢(20-30ms):
失活速度(100-300ms)慢于激动.心肌细胞上 (100-300ms) 当钙离子通道尚未激活时,钠通道便已经失活, 所以心肌细胞动作电位 心肌细胞动作电位(AP)的上升相取决于钠通 心肌细胞动作电位 的上升相取决于钠通 平台期取决于钙通道 道,而平台期取决于钙通道
初二生物离子通道类型与功能
初二生物离子通道类型与功能离子通道是细胞膜上负责调节离子传输的重要结构。
它们根据离子选择性、结构特征和调节方式的不同，被分为多种类型，并具有不同的功能。
本文将探讨常见的离子通道类型及其功能。
1. 钠离子通道（Sodium ion channels）钠离子通道是一种在细胞膜上调节钠离子进出的通道。
它们分为电压门控钠离子通道、配体门控钠离子通道和补偿钠离子通道。
电压门控钠离子通道是一类电位依赖性通道，可以感知细胞膜电位的变化并调节钠离子的通透性。
这种通道在动作电位的生成和传导过程中起着重要作用。
配体门控钠离子通道受到细胞外信号分子的结合而开启或关闭。
例如，神经递质乙酰胆碱能够与乙酰胆碱受体结合，导致钠离子通道开启，进而触发神经冲动的传导。
补偿钠离子通道是一类在细胞溶酶体膜上起到离子平衡的作用。
它们保持细胞内外的钠离子浓度差异，维持正常的细胞功能。
2. 钾离子通道（Potassium ion channels）钾离子通道是一类控制细胞内外钾离子平衡的通道。
同样，它们可以分为电压门控钾离子通道和配体门控钾离子通道。
电压门控钾离子通道具有钠离子通道相似的电位依赖性特点，但通透性不同。
在神经细胞中，钾离子通道在动作电位的复极过程中扮演关键角色。
配体门控钾离子通道受到分子信号的调控，例如细胞外钾离子浓度的变化或细胞外神经递质的结合。
这类通道在细胞兴奋性调节中起到调节作用，维持细胞内外离子浓度的平衡。
3. 钙离子通道（Calcium ion channels）钙离子通道是一类控制细胞内外钙离子浓度的通道。
它们有许多亚型，包括电压门控钙离子通道、配体门控钙离子通道和补偿钙离子通道。
电压门控钙离子通道在神经和心肌细胞中起到调节电位和信号转导的作用。
当细胞膜产生电位变化时，这种通道会调节钙离子的通透性，从而触发细胞内的信号级联反应。
配体门控钙离子通道受到细胞外配体结合而开启或关闭。
这类通道在神经递质释放和神经元之间的突触传递中起到调节作用。
西医综合-生理学细胞知识点整理
西医综合-生理学细胞知识点整理●第一节、细胞膜的物质转运功能考纲：跨细胞膜的物质转运（单纯扩散、易化扩散、主动转运和膜泡运输）●1、细胞膜的化学组成及其分子排列形式●2、跨细胞膜的物质转运考点1：●第二节、细胞的信号转导考纲：离子通道型受体、G蛋白偶联受体、酶联型受体和核受体介导的信号转导。
●1、信号转导概述●2、离子通道型受体介导的信号转导●3、G蛋白耦联受体介导的信号转导●4、酶联型受体介导的信号转导●5、招募型受体介导的信号转导●6、核受体介导的信号转导●第三节、细胞的电活动考纲：细胞的电活动（静息电位）考纲：细胞的电活动（动作电位，兴奋性及其变化）考纲：细胞的电活动（局部电位）●1、静息电位●测定和概念●产生机制●细胞膜两侧离子浓度差和平衡电位●静息时细胞膜对离子的相对通透性●钠泵的生电作用●2、动作电位●概念和特点●产生机制●电化学驱动力及其变化（短视频）●动作电位期间的期间细胞膜通透性的变化●钠电导和钾电导●膜电导改变的实质●离子通路的功能状态●触发●阈刺激●阈电位●传播●AP在同一个细胞上●AP在细胞间●兴奋性及其变化●兴奋性●细胞兴奋后兴奋的变化●绝对不应期●相对不应期●超长期●低常期●3、电紧张电位和局部电位●细胞膜和胞质的被动电学特征（不考）●电紧张电位：没有离子通路的激活和膜电导的变化。
●局部电位：有离子通路的激活和膜电位的变化。
●概念●特征和意义●第四节、肌细胞的收缩——横纹肌考纲：骨骼肌神经-肌接头处的兴奋传递考纲：横纹肌兴奋-收缩偶联及其收缩机制考纲：影响横纹肌收缩效能的因素●1、骨骼肌神经-肌肉接头处的兴奋传递●结构●兴奋传递过程●2、横纹肌细胞的结构特征●肌原纤维和肌节●肌管系统●3、横纹肌细胞的收缩机制●肌丝的分子结构●肌丝滑行过程●4、横纹肌细胞的兴奋-收缩耦联●横纹肌细胞的电兴奋过程●兴奋-收缩耦联的基本步骤●5、影响横纹肌收缩的效能的因素●前负荷●后负荷●肌肉收缩能力●收缩的总和。
人类神经系统中的离子通道
人类神经系统中的离子通道神经系统是人体最为复杂的系统之一，包括中央神经系统和外周神经系统。
这个系统是由神经元和神经胶质细胞构成的，在神经元之间，信号通过电化学方式传递。
离子通道是神经元膜上的蛋白质，起到控制神经元活动的重要作用。
离子通道在神经信号处理过程中发挥着重要的作用，负责神经元膜上离子的运动，控制了神经兴奋性的发生和维持。
离子通道的类型离子通道可以分成四大类：钠离子通道、钾离子通道、钙离子通道和氯离子通道。
每个类型的离子通道都有不同的功能和控制机制。
其中，钠离子通道会控制神经元的兴奋和解离，而钾离子通道则控制神经元的复极化和去极化。
钙离子通道同时具有神经和肌肉的作用。
它们负责控制肌肉收缩和神经元的兴奋性。
在神经中，钙离子通道的开启与处境信号的转换和突触转移有关。
氯离子通道则可以影响神经元膜的电位，从而影响细胞内外电压差。
它们可以调节凝血反应，控制心率和电解质平衡。
离子通道的作用离子通道的主要作用是控制神经元膜电位，从而管理神经敏感度和频率。
离子通道通过细胞膜内与外的离子浓度差异，或通过受体的调节，从而调控神经元膜电位。
离子通道的打开和关闭可能会对神经元兴奋性产生很大的影响，从而决定细胞的通信和功能。
不同类型的离子通道在不同的细胞中，起到了不同的功能。
在肌肉细胞中，离子通道是肌肉收缩的关键。
在神经元细胞中，离子通道控制着神经元的活动和信息传递。
不同类型的离子通道对细胞的活动起到了不同的作用，从而影响生理功能。
离子通道的结构离子通道由四个或五个亚单位组成，每个亚单位都包括一条跨过细胞膜的α螺旋。
离子通道的α螺旋包含六个跨过膜的区域，分为P、S5、S6、H5、H6和P段，最后形成一个离子通道。
离子通道的S4区域是通道的电压感受器，当细胞膜电位变化时，这个区域会移动，导致通道改变从而让离子进出细胞。
P段则包括离子的选择性区域，从而控制了不同类型的离子进出通道。
离子通道的活化机制离子通道的活化机制随着时间和细胞电压的变化而变化。
动物生理名词解释
第二章反应：由刺激而引起的机体活动状态的改变。
兴奋：活组织因刺激而产生冲动的反应。
兴奋性：可兴奋组织具有发生兴奋即产生冲动的能力。
阈强度：刚能引起组织兴奋的临界刺激强度。
阈刺激：达到阈强度的有效刺激。
阈下总和：如果条件刺激和测试刺激都是阈下的，当它们单独作用时，都不能引起兴奋，但它们相继或同时作用时，则可能引起一次兴奋。
电紧张：直流电通电过程中及断电后短时期内，组织的兴奋性发生的变化。
静息电位：细胞未受刺激时，即处于“静息”状态下细胞膜两侧的电位差。
动作电位：细胞受到阈上刺激后，膜两侧在静息电位的基础上出现的电位波动。
电紧张电位：阈下刺激所引起的膜电位变化。
局部电位：阈下刺激引起的少量N a﹢内流，产生低于阈电位的去极化的膜电位变化。
化学门控性通道：直接受神经末梢释放的递质等化学物质控制的离子通道，细胞膜电位的变化对它们没有直接影响。
电压门控性通道：分子结构中存在对跨膜电位变化敏感的基团，当膜去极化达到一定水平时，通道的闸门即被打开。
第三章兴奋性突触后电位：神经冲动传到轴突末梢，使突触前膜兴奋并释放兴奋性化学递质，经间隙到达突触后膜受体，并与之相结合，使后膜某些离子通道开放，提高膜对Na﹢、K﹢、Cl﹣，特别是对Na﹢的通透性，是膜电位降低，局部去极化。
抑制性突触后电位：突触前神经元轴突末梢兴奋，释放抑制性递质到突触间隙。
此递质与突触后膜特异性受体结合，使离子通道开放，提高膜对K﹢、Cl﹣，尤其是Cl﹣（不包括Na﹢）的通透性，出现突触后膜超极化。
受体：嵌在细胞膜半流体基质内的蛋白质大分子，能识别特定的递质，并与之结合而产生相应的生理效应，改变细胞膜对某些离子的通透性。
突触后抑制：由抑制性中间神经元活动引起的一种抑制，导致突触后膜出现抑制性突触后电位。
突触前抑制：经过突触前轴突末梢兴奋而抑制另一个突触前膜的递质释放，从而使其突触后神经元呈现出抑制性效应。
肌紧张：部分肌纤维的收缩使整块骨骼肌维持一种轻度的持续收缩状态，产生一定张力。
电生理知识点总结
电生理知识点总结1. 电生理学的基本概念电生理学是研究生物体在电场中产生和传导电流，以及利用电流来调控细胞功能的生理学学科。
电生理学的研究对象包括细胞膜的离子通道、离子泵、细胞内外离子浓度的差异、动作电位等。
电生理学研究的重点在于探索细胞和组织在电流的作用下产生的生物学效应，揭示电刺激对生物体的影响和调控机制。
2. 离子通道的特点和分类离子通道是细胞膜上多种离子的通道蛋白，具有高度的选择性和特异性。
离子通道的开闭状态可以调节细胞内外离子浓度的平衡，影响细胞的电位和电导率，从而控制细胞兴奋性和肌肉收缩等生物学过程。
根据离子传导的特点和作用机制，离子通道可以分为压力门控通道、电压门控通道、配体门控通道和异源门控通道等多种类型。
3. 离子泵的结构和功能离子泵是细胞膜上的一种重要膜蛋白，具有将离子从低浓度转运到高浓度的能力。
离子泵的典型代表包括Na+/K+ ATP酶和Ca2+ ATP酶等。
离子泵通过ATP酶的水解反应，将ATP分解为ADP和磷酸根，从而产生能量来催化离子的运输。
离子泵在维持细胞内外离子平衡、调节细胞内外离子浓度差异和细胞兴奋性等方面起着重要作用。
4. 动作电位的产生和传导动作电位是细胞膜上的一种电信号，是由于细胞膜上的离子通道在受到电刺激后发生开放和关闭而产生的电压变化。
动作电位的产生和传导是神经元和肌肉等可兴奋细胞活动的基础。
动作电位有兴奋性、传导性和波动性等特点，能够快速、一致地传导信号，完成神经冲动的传递和信息处理。
5. 生物体电生理学的应用电生理学在临床医学、药理学、生物技术和生理学研究等领域具有广泛的应用价值。
通过测量心电图、脑电图和肌电图等生物电信号，可以诊断心脏、脑部和肌肉等组织的功能状态和病理情况，指导疾病的治疗和康复。
通过研究离子通道和离子泵的结构和功能，可以探索药物的作用机制和开发新药物，为疾病治疗提供新的思路和方法。
综上所述，电生理学是生物医学领域中一个重要的研究方向，它通过研究细胞和组织在电场作用下的生物学效应，揭示电刺激对生物体的影响和调控机制，为临床医学和生命科学的发展提供了重要的理论基础和技术手段。
电生理知识点总结归纳
电生理知识点总结归纳1. 细胞膜的离子通道细胞膜是细胞与外界环境之间的界面，它具有选择透性，通过离子通道可以控制细胞内外离子的平衡。
离子通道的开闭状态决定了细胞内外离子浓度的变化，进而影响细胞的兴奋性和传导性。
离子通道的开闭受到多种因素的调控，包括电压、化学物质和机械力等。
2. 神经元的兴奋传导神经元是产生和传导电信号的细胞，它们通过突触与其他神经元或靶细胞相连。
在神经元的兴奋传导过程中，离子通道的开闭导致细胞内外离子浓度的变化，从而产生膜电位的变化。
当膜电位超过一定阈值时，神经元将产生动作电位并将其传导至突触传递给下一神经元或靶细胞。
3. 心脏肌细胞的兴奋传导心脏肌细胞是构成心脏的重要组成部分，它们通过兴奋传导系统完成心脏的收缩与舒张。
心脏肌细胞的兴奋传导包括起搏细胞的自发兴奋和传导系统将兴奋传导至心脏肌细胞的过程。
通过调控离子通道的开闭状态，可以调节心脏肌细胞的兴奋性和传导性，从而影响心脏的节律和收缩力度。
4. 离子通道的生物物理特性离子通道是细胞膜上的蛋白质通道，它们具有特定的生物物理特性，包括通透性、选择性、电压依赖性和药物敏感性等。
离子通道的生物物理特性决定了它们对离子的通透性和对各种因素的调控敏感性，进而影响细胞的兴奋性和传导性。
5. 脑电图和心电图脑电图和心电图是电生理学中常用的技术手段，用于记录脑电和心电活动。
脑电图反映了大脑皮质中神经元群体的兴奋性和传导性，心电图反映了心脏肌细胞的兴奋性和传导性。
通过脑电图和心电图可以评估神经系统和心脏系统的功能状态，对于临床诊断和疾病监测具有重要意义。
6. 离子通道的调控与疾病离子通道的异常调控与多种疾病的发生和发展密切相关。
例如，钠通道的突变会导致神经肌肉疾病和心脏疾病，钾通道的失调会导致心律失常等。
针对离子通道的调控可以作为治疗疾病的靶点，针对离子通道的药物也成为了药物研发与治疗的重要领域。
7. 离子泵和电生理学除了离子通道，离子泵也在细胞内外离子平衡中扮演着重要角色。
离子通道药理学 PPT课件
钾通道按其电生理特性不同分为电压依赖性钾 通道、钙依赖性钾通道及内向整流钾通道。
1．电压依赖性钾通道（voltage-dependent K+ channels）
（1）延迟整流钾通道（delayed rectifier K+ channels） 此类通道称为Kv通道，其电流为Ik。Kv 通道共有9个亚型，Kv1、Kv2、Kv3……Kv9。 Kv通道在去极化时激活而产生外向电流。这 类通道广泛分布于各种组织细胞，与膜的复极 化有关。 在心肌细胞，存在两种主要的延迟整流钾 通道，它们参与心肌细胞动作电位的复极化过 程，其电流为Iks、Ikr。根据其激活动力学， Iks为慢激活整流钾电流，其激活时间大于3s， Ikr为快激活整流钾电流，激活时间仅150ms。 Iks、Ikr为心肌细胞动作电位复极3期的主要离 子流。Ⅲ类抗心律失常药物选择性阻滞Ikr， 使动作电位时程延长。
（2）瞬时外向钾通道（transient outward K+ channels） 此类钾通道被称为KA通道，其电流为 IA或Ito。KA通道在去极化明显时才能激 活，其产生外向电流无整流特性，参与动 作电位1期的复极过程。该通道激活迅速、 失活快。Ito可分为对4-氨基吡啶（4-AP） 敏感的钾电流Ito1，以及对钙敏感的Ito2， 实为钙依赖性氯电流。Ito1可被4-AP阻滞， Ito2可被ryanodine阻滞。
（3）起博电流（pacemaker channels, If）
If是非特异性阳离子电流，即由一种 以上单价阳离子，如K+和Na+共同携带 的离子电流。是窦房结、房室结和希浦 系统的起搏电流之一。 If电生理特性：①If是由膜超极化激 活的随时间而逐渐增加的内向电流，其 阈电位在-50~-70mV左右；②If对Cs+敏 感，0.5mM Cs+几乎将If完全阻滞； ③肾 上腺素（Adr）促进 If的激活，If电流增 加，这是交感神经刺激加快心率的离子 基础之一；④If受乙酰胆碱（Ach）的调 节，Ach可抑制If，使心率减慢，故一般 认为副交感神经或迷走神经减慢心率的 机制是因为Ach抑制If的结果。Ach的作 用与Adr正相反。
第二节-离子通道
Ⅰ类抗心律失常药对钠通道旳阻断作用依赖于心率，即当心率 快时阻断作用强，而心率慢时作用不明显或看不出其阻断作用， 称之为频率依赖性。药物与通道间旳相互作用及其频率依鞍性 阻断与药物对钠通道作用旳状态依赖性有关。处于开放或失活 关闭状态旳通道对药物亲和力高，而在静息关闭时通道不与药 物结合，或药物只在通道开放时才干进入到其结合位点。所以 高频率电脉冲(如快心率)时通道更多处于开放状态而易被药物 阻断；被阻断旳通道在静息时复活减慢，更长时间地处于失活 关闭状态，更使药物作用加强。所以，药物对钠通道旳阻断作 用取决于通道进入开放(使用)状态旳频率，故又称为开放状态 阻断或使用依赖性阻断。不但钠通道阻断剂，钙通道阻断剂如 维拉帕米等也具有这一特征。
都存在此类通道。
另外，还有非门控通道，经常开放，主要与静息电位有关。
在整个动作电位时程中，离子通道至少经历三种不同状态旳 循环转换，即静息关闭状态(closed resting state)、开放状态 (open state)，失活关闭状态(closed inactive state)。处于 静息关闭状态旳通道遇到合适旳刺激时即可进入开放状态，即 激活过程(activation)。有旳通道在开放后将伴随时间逐渐进 入失活关闭状态，即失活过程(inactivation)。失活关闭状态 旳通道不能直接进入开放状态而处于一种不应期。只有使通道 从失活关闭状态进入到静息关闭状态后，通道才干再度接至外 界刺激而激活开放，这一过程称为复活(reactivation)。
电生理概括
电生理概括
电生理学是生理学的一个分支，研究生物体内电流和电场的产生、传播和影响。
电生理学主要关注生物体内细胞和组织中的电信号生成、传递和调控。
概括电生理学的主要内容包括：
一、细胞膜电位：电生理学研究细胞膜上的电位变化，特别是神经元和肌肉细胞等可激发细胞。
二、离子通道：研究细胞膜上的离子通道，这些通道是负责控制离子流动的蛋白质，对细胞膜电位的调控起重要作用。
三、动作电位：描述神经元和肌肉细胞等可激发细胞在受到刺激时发生的快速、短暂的电位变化。
四、突触传递：研究神经元之间通过突触传递信息的过程，包括兴奋性和抑制性突触。
五、心脏电生理学：研究心脏细胞的电生理学特性，包括心脏的起搏和传导系统，以及心脏节律的调控。
六、电生理药理学：研究影响离子通道和细胞膜电位的药物，用于治疗心血管和神经系统疾病。
第三节：细胞的电活动(思维导图)
第三节：细胞的电活动概述：生物电是由一些带电离子跨膜流动而产生的，表现为一定的跨膜电位，简称膜电位。
静静息电位(RP)：机体所有细胞都有动动作电位(AP)（受刺激时迅速发生，并向远方传播）仅见于神经细胞， 肌细胞，和 部分腺细胞电紧张电位和局部电位局部电位概念：由膜主动特性参与，部分离子通道开放，不能像远距离传播膜电位改变特征和意义1.等级性电位2.衰减性传导3.没有不应期 （可叠加！至阈电位…）电紧张电位静息电位静息电位的测定和概念概念：静息状态下存在于细胞膜两侧的内负外正的电位差描述：细胞内负值越大，电位差越大，即静息电位越大。
状态描述：极化，去极化，反极化，超射，复极化，超极化静息电位的产生机制基本原因：带电离子的跨膜转运细胞膜两侧离子的浓度差与平衡电位原理浓度差+单离子通透性→电偶层→跨膜电场→电位差驱动力与浓度差驱动力相等→电化学驱动力为零→平衡电位现象[X]out>[X]in 平衡电位为正值 如Na ⁺[X]out<[X]in 为负值 如K ⁺静息时细胞膜对离子的相对通透性静息电位≈Ek ⁺钾漏通道：持续开放的非门控钾通道钠泵的生电作用主要因素动作电位概念是指细胞在静息电位基础上接受有效刺激后产生的一个迅速的可远处传播的膜电位波动。
特点①“全或无”②不衰减传播 ③脉冲式发放产生机制静息电位机制的变化电-化学驱动力=膜电位-离子平衡电位（Em-Ex）通透性变化：Gx（膜电导）=Ix/（Em-Ex）钠电导与钾电导的变化GNa，Gk具有电压依赖性和时间依赖性GNa—快速一过性激活GK在GNa失活时逐渐激活特点膜电导改变的实质即膜中离子通道的开放和关闭离子通道的功能状态推测钠通道有串联并排的两个闸门：激活门和失活门钾通道只有激活门示意触发阈刺激相当于阈强度的刺激阈上刺激阈下刺激阈电位影响因素钠离子的分布密度和状态胞外钙离子浓度：Ga²⁺被称为稳定剂传播动作电位在同一细胞上的传播局部电流学说髓鞘，郎飞节，跳跃式传导，快动作电位在细胞之间的传播细胞间隙（六个连接蛋白单体形成的同六聚体，称连接子）连接兴奋性及其变化兴奋性可兴奋细胞：神经细胞，肌细胞，腺细胞细胞兴奋后细胞兴奋性的变化1.绝对不应期2.相对不应期3.超常期4.低常期概要根据推测。
离子通道概述
离子通道概述离子通道是神经、肌肉、腺体等许多组织细胞膜上的基本兴奋单元。
它们产生和传导电信号，具有重要的生理功能。
由于生物物理学和分子生物学的迅速发展，新的研究技术包括膜片钳技术、分子克隆及基因突变技术等的广泛应用，人们开始从分子水平来解释离子通道的孔道特性、动力学过程结构与功能的关系以及功能的表达和调节等。
第一节离子通道的分类离子通道必须能够开放和关闭才能实现其产生和传导电信号的生理功能。
至尽为止离子通道还没有一个系统的分类法。
1、按激活机制划分：①.电压门控性通道(Voltage-gated channel)或电压敏感性通道、电压依赖性通道、电压操作性通道。
其开、关一方面由膜电位（电压依赖性）所决定，另一方面与电位变化的时间有关（时间依赖性）。
这类通道在维持兴奋细胞的动作电位方面起重要作用。
如Na、K、Ca、Cl 通道等。
②.化学门控性通道或递质敏感性通道(Transmitter-sensitive channels)、递质依赖性通道、配体门控性通道(Ligand-gated channel)其开、关取决于与该通道相耦联的受体的状态，直接受该受体的配体的调控。
如Ach激活的K+通道，突触后膜的受体离子通道，谷氨酸受体、甘氨酸受体、Υ-氨基丁酸受体等。
③.感觉受体通道(Sensory-receptor channels)分布于精细的膜结构上或神经末梢上。
许多感觉末梢很小，故任何对代谢或细胞外介质产生的微小干扰都会很快导致膜内物质浓度的变化。
这类通道无特异阻断剂，对离子选择性很差，阳离子或阴离子均可通过。
感觉受体有两类：一类是受刺激后受体本身作为通道直接开或关。
另一类则要经过第二信使，才能使通道开或关。
某些神经递质可以影响电压门控性通道，而某些化学门控性通道也受膜电位的影响，形成离子通道的“双闸门机制”。
2、按门控的特点来划分①三门控性通道、②双门控性通道(I Na、I to、I si)、③单门控性通道(I k、I f)、④无门控性通道(I k1、I b)。
电紧张电位名词解释
电紧张电位名词解释电紧张电位，指的是细胞膜在激活的离子通道开放后，膜内外离子浓度发生变化而产生的电位差。
在神经系统中，电紧张电位的产生和传导是神经信号传递的重要机制之一。
1. 电紧张电位的产生和传播机制电紧张电位的产生主要通过离子通道的开放和关闭来实现。
离子通道是细胞膜上的蛋白质通道，它能够选择性地允许特定的离子通过。
当神经元处于静息状态时，细胞内外的离子浓度差导致细胞内外的电位差为静息膜电位。
一旦神经元受到刺激，部分离子通道会打开，导致离子的跨膜流动，改变细胞内外离子浓度差，从而引发电紧张电位的变化。
2. 电紧张电位的传导和动作电位在神经元内部，电紧张电位能够沿着细胞膜传导，形成连续的电信号传递。
当电紧张电位在神经元分支中传播时，会逐渐减弱，而当电紧张电位达到一定强度时，即超过阈值电位，就能触发动作电位的产生。
动作电位是一种特殊的电紧张电位，它具有固定的幅值和持续时间，并能够快速传播。
当动作电位在神经元轴突中传播时，通过离子通道的开放和关闭，使得离子沿着轴突快速流动，从而实现信号传递。
3. 电紧张电位的重要意义电紧张电位是神经信号传递的基础，它使神经元能够产生和传导电信号，从而实现信息的传递和处理。
电紧张电位的变化也能反映神经元活动的特征，帮助我们理解神经系统的工作机制。
通过研究电紧张电位，我们可以更好地了解神经系统的功能和疾病发生机制。
某些神经系统疾病会导致电紧张电位的异常，进而影响神经信号的传导，从而产生症状和不良后果。
研究电紧张电位的变化和调控机制，有助于我们开发新的药物和治疗策略，以改善神经系统疾病的治疗效果。
总结回顾：电紧张电位是细胞膜在离子通道打开和关闭的作用下，由离子浓度差引起的电位差。
电紧张电位的传导和动作电位的产生是神经信号传递的基础。
电紧张电位的研究对于理解神经系统的工作机制、疾病发生机制以及开发治疗策略具有重要意义。
我们可以通过深入研究电紧张电位的变化和调控机制，为神经系统疾病的治疗提供新的思路和方法。
离子通道
1、钾通道病：钾离子通道在所有可兴奋性和非 兴奋性细胞的重要信号传导过程中具有重要作 用, 其家族成员在调节神经递质释放、心率、 胰岛素分泌、神经细胞分泌、上皮细胞电传导、 骨骼肌收缩、细胞容积等方 面发挥重要作用。 已经发现的钾通道病有良性家族性新生儿惊厥、 1型发作性共济失调、阵发性舞蹈手足徐动症 伴发作性共济失调、癫痈、长QT综合征等。 2、钠通道病：钠离子通道在大多数兴奋细胞动 作电位的起始阶段起重要作用, 已经发现的钠 通道病有高钾型周期性麻痹、正常血钾型周期 性麻痹、先天性肌无力等。
离子通道病(channelopathy)
• 编码离子通道亚单位的基因发生突变/ 表达异常 或体内出现针对通道的病理性内源性物质时,使 通道的功能出现不同程度的削弱或增强,从而导 致机体整体生理功能的紊乱,出现某些先天性和 后天获得性疾病。 • 可分为先天性离子通道病 (geneticchannelopathy) 和获得性离子通道病 ( acquiredchannelopathy) ,其中后者既可由基 因表达异常引起,又可由出现抗体等物质导致。
▲ 电压门控钙通道(VGC) 分为L 型(Long - lasting) 、 N 型(No - Long lasting ,non - tsansient) 、T 型 (Transient) 和P/ Q 四个亚型. • L 型通道：电导较大、失活慢、持续时间长、需要强 的去极化才能激活,在心血管、内分泌和神经等多种 组织中表达,参与电- 收缩耦联和调控代谢。 • T型通道：电导小、失活快、弱的去极化电流即能激 活,它主要分布在心脏和血管平滑肌,触发起搏电活动。 • N 型通道：失活较快、需强的去极化电流激活,目前 仅在神经组织中发现,主要触发交感神经递质的释放。 • P/ Q 通道：具有相同的α1 亚单位(α1A) 统称为P/ Q 型钙通道。 P/ Q 型钙通道在神经递质释放过程中有 重要作用。
离子通道
图 ３． Ｂｒｕｇａｄａ 波形成示意图 Ａ 正常时， 不产生 Ｊ 波。Ｂ 心外膜 Ｉｔｏ 电流增加时， 其动作电位 ２ 相下降过快， 造成心外膜和心内膜之间动作 电位差增大， 进而形成明显的 Ｊ 波。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
·１５４·
·从细胞到临床·
离子通道
Ｊ Ｃｌｉｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｃａｒｄｉｏｌ， ２００６， Ａｐｒ １５．Ｎｏ ２
（ １）
张萍
【关键词】离子通道； 动作电位； 心电图 ［ 中图分类号］ Ｒ５４１．７ ［ 文献标识码］ Ａ ［ 文章编号］ １００５－ ０２７２（ ２００６） ０２－ １５４－ ０２
组成人体的具有生命特征的最小单位为细胞， 离子通道则是细胞膜上的一种特殊结构， 是神经、骨 骼肌、心肌细胞等生物电产生的基础， 随着现代分子 生物学技术的发展， 人们对离子通道的结构、功能及 特性的了解更加深入。 一． 离子通道的特性
３． 钾离子通道 钾通道的亚型很多， 作用比较复杂， 主要类型有 两种。 （ １） 电压依赖性： 包括延迟 整 流 钾 电 流 （ Ｉｋ） 和 瞬 间外向钾电流（ Ｉｔｏ） 。Ｉｔｏ 电流是电压依赖性的快速激 活和灭活， 主要作用在 ２ 相动作电位的早期， Ｉｔｏ 电流 的变化可导致 Ｊ 波、Ｅｐｓｉｌｏｎ 波及 Ｂｒｕｇａｄａ 波 （ 图 ３Ｂ） 的形成。 （ ２） 配体门控性： 常见的有乙酰胆碱敏感性钾通 道（ ＫＡｃｈ） 和 ＡＴＰ 敏感性钾通道（ ＫＡＴＰ） 。 ４． 氯离子通道 近年已发现多种氯离子电流， 对心肌细胞电活 动起到微妙的调节作用。 五． 离子通道与心电图 心电图的形成是数量巨大的心房肌或心室肌细 胞的动作电位汇集而成， 而离子通道及离子流是动 作电位形成与变化的根本， 因此， 离子通道及离子流 与心电图有着直接的关系。 以 Ｂｒｕｇａｄａ 波的形成为例， Ｂｒｕｇａｄａ 波 是 出 现 在 右胸 Ｖ１、Ｖ２ 导联的心电图 ３ 联征， 包括明显的 Ｊ 波、 ＳＴ 段抬高及 Ｔ 波改变。其中明显 Ｊ 波的形成与心外 膜 Ｉｔｏ 电流的增强有关。Ｉｔｏ 电流是一种钾通道开放 形成的瞬间外向电流， 其外流加大时， 阳离子的外流 增多， 其动作电位下降过快。正常时， 面向 Ｖ１、Ｖ２ 导 联的右室心肌的内膜、外膜的 Ｉｔｏ 电流相当， 因此无 Ｊ 波形成（ 图 ３Ａ） ， 但有些人的心外膜 Ｉｔｏ 电流增强时， 心外膜与心内膜此期的动作电位则形成明显的电位 差， 进而形成明显的 Ｊ 波（ 图 ３Ｂ） 。从这个例子可看 出， 为了更深理解心电图的各种变化， 掌握有关离子 通道的基础知识十分重要。
第四章离子通道电流
四. 钾通道电流
钾通道电流是引起心肌细胞动作电位复极的 主要电流。除了动作电位开始时的0相去极化外， 它在其它各相中均起重要作用。目前已知至少有 10种钾电流。根据它们的不同特性，大致可以分 为3种类型（1）延迟整流（delayed rectifier）； （2）瞬时外向电流（transient outward current） 以及（3）即时发生而无失活。
INa的单通道电导为21pS，而亚状态的电导 为3.1pS。目前对亚状态的意义尚不清楚。
h
18
6.毒素与药物对钠电流的影响
钠通道上毒素受体的位点
位点 毒素
效应
1 河豚毒(Tetrodotoxin, TTX)
抑制离子电导
河蚌毒素(Saxitoxin, STX)
食鱼螺毒素(ω-Concotoxin)
2 藜芦定(Veratridine)
A
-50m V
V h=-90m V
条件脉冲
测试脉冲
变膜的静息电位，在不同静息电位
水平进行刺激，以测定在动作电位
发生过程中，最大去极化速率的值。
若以所得到的最大值为1时，其它 数值按最大值的百分数来表示，并 以之为纵坐标，相应的电位为横坐 标作图，即得出的INa失活曲线,采 用Boltzmann方程对失活曲线进行
β－肾上腺素能激动剂对心脏的变时及变力效应 是通过L－型钙通道的反应而实现的。它通过β－ 肾上腺素能受体激动的cAMP的产生而实现的，G蛋 白在这个过程中起重要作用。 cAMP蛋白激酶促使 依赖于磷酸化而不依赖于电压的闸门g’打开，通 道处于可利用状态，在电压依赖性闸门也开着的 情况下，使通道导通。
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兴奋组织的细胞外刺激
阻断：
– 阳极阻断 – 阴极阻断 – 虚阳极阻断 – 虚阴极阻断 – 高频阻断
– 自阻断
兴奋组织的细胞外刺激
时间强度曲线
电量增加的原因：
离子扩散 细胞兴奋性产生了一定的适应
兴奋组织的细胞外刺激
无髓鞘细胞（神经细胞和肌细胞） 有髓鞘神经细胞
– 神经胶质细胞反复包绕轴突 – 髓鞘长约1-2mm – 髓鞘之间约为1-2μm，称为郎飞氏结，此处轴突裸
露
形成动作电位的跳跃式传导（saltatory conduction）
"Myelin And Nerve Structure Image." 16 May 2007. . </myelin-and-nerve-structure-picture-a.htm> 24 September 2009.
– Tau=(Rm*Ri)1/2*Cm – 1-20ms
电紧张电位影响动作电位的产生和传导
动作电位的产生 动作电位的传导
都依赖于电紧张电位
所以，时间常数和空间常数也成为了影响动作电 位产生和传导的重要因素
影响传导速度的主要因素：
空间常数 时间常数 跨膜电阻 节间段电阻 髓鞘细胞
医学电生理学
刘海龙 2014年11月14日
膜电导变化基于离子通道的开放和关闭
膜片钳技术测定单通道电流
– Neher和Sakmann
单通道电流特征：
– pA – 随机开关 – 开关转换速度快
宏膜电流和单通道电流的关系
I=iPoN
电紧张电位
细胞膜的被动电学特性所决定的空间分布膜电 位称为电紧张电位
髓鞘神经传导动作电位的特点：
传导速度快
– 600μm无髓鞘神经和4μm有髓鞘神经的速度大约都 为25m/s；而且，有髓鞘神经的最高传导速度可达 到100m/s以上。
减少能量消耗
缝隙连接：
两个细胞靠的很近，细胞膜之间距离<3μm 连接子：6个连接蛋白形成同源六聚体，中间
形成亲水性空洞；相对的两个连接子形成缝隙 连接通道 缝隙连接通道可在细胞内钙离子浓度过高或酸 中毒等情况下关闭 神经细胞间的缝隙连接也叫电突触（electrical synapse）
时间强度曲线
– 传递兴奋速度快，没有突出延搁 – 传递为双向性，有助于实现群细胞的同步活动
细胞对电刺激的响应
细ห้องสมุดไป่ตู้外电刺激
动作电位产生机制 电流刺激产生电压
细胞外电刺激兴奋细胞的机制
– 激励函数： 电压对空间的二阶导数
兴奋组织的细胞外刺激
Anodal break 兴奋适应性 选择性刺激
电紧张电位产生过程中，没有离子通道的激活 和膜电导的变化
– 使用超极化刺激 – 或，使用强度小于1/3阈电位的去极化刺激
局部反应是由去极化电紧张电位和少量离子通 道开放产生的主动反应所叠加生成的
电紧张电位的空间和时间依赖性
空间常数
– λ=(Rm/Ri)1/2 – 0.1-1.0mm
时间常数
电紧张电位的特征
幅度与刺激强度相关，不具有全或无的特张 在局部位置产生，向周围发生逐步衰减的扩步 没有不应期，可以发生空间总和和时间总和
阈下刺激引起的局部反应、终板电位、突触后 电位、感受器电位、发生器电位等，不是严格 意义的电紧张电位，但具有电紧张电位的特张
髓鞘神经细胞动作电位的传导