【精品课件】细胞的生物电现象和兴奋性生理学

基本概念
极 化：静息时，细胞所保持的稳定的内负外正
状态
超极化：以静息电位为基准，膜内电位向负值增大
的方向变化 (膜内外电位差增大)
去极化：膜内电位向负值减小方向变化 复极化：细胞发生去极化后，再向原来的极化状态
恢复的过程
反极化：如果膜电位由外正内负，变为内正外负
静息电位产生的机制
离子流学说认为，生物电的产生要有两个 前提条件：
衡量不同组织细胞兴奋性高低的指标
阈值（threshold ）如果将刺激持续时间、强度-时间变化率固
定不变，测量能引起组织或细胞产生兴奋的最小刺激强度
阈值与兴奋性呈反变关系
根据阈值把刺激分为
阈上刺激 阈刺激 阈下刺激
第二节 细胞的生物电现象与细胞的兴奋 静息电位 动作电位
静息电位 细胞处于安静状态时，存
在于细胞膜内、外两侧的电位差，称 为静息电位(resting potential，RP)。
证明RP的实验：
（甲）当A、B电极都位 于细胞膜外，无电位改变， 证明膜外无电位差。
（乙）当A电极位于细胞 膜外， B电极插入膜内时， 有电位改变，证明膜内、 外间有电位差。
（丙）当A、B电极都位 于细胞膜内，无电位改变， 证明膜内无电位差。
概念：
阈下刺激引 起的低于阈 电位的去极 化（即局部 电位），称 局部反应或 局部兴奋。
特点： ①不具有“全或
无”现象。其幅值 可随刺激强度的增 加而增大。
②电紧张方式扩 布。其幅值随着传 播距离的增加而减 小。
③具有总和效应： 时间性和空间性总 和。。
时间性总和 空间性总和
兴奋在同一细胞上的传导
（一）传导机制：局部电流
静息部位膜内为负电位，膜外为正电位
兴奋部位膜内为正电位，膜外为负电位
局
部
在兴奋部位和静息部位之间存在着电位差
电
流 膜外的正电荷由静息部位向兴奋部位移动
学 膜内的负电荷由兴奋部位向静息部位移动
说
形成局部电流
膜内：兴奋部位相邻的静息部位的电位上升 膜外：兴奋部位相邻的静息部位的电位下降
[K＋]i顺浓度差向膜外扩散 [A-]i不能向膜外扩散
[K+]i↓、[A-]i↑→膜内电位↓(负电场) • [K+]o↑→膜内电位↑(正电场)
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=RP
结论:RP的产生主要是K＋向膜外扩散的结果。
∴RP=K+的平衡电位
动作电位(action potential，AP)是可兴奋
∵ [Na+]i↑、[K+]O↑→激活Na+－K+泵 Na+泵出、K+泵回，∴离子恢复到兴奋前水平→后电位
动作电位的特征：
具有“全或无”的现象：
all or none phenomenon 即同一细胞上的AP大小不随刺激强度和 传导距离而改变的现象。
动作电位的意义： AP的产生是细胞兴奋的标志。
局部兴奋
一是细胞膜内外的离子分布不均匀； 二是细胞膜对各种离子的通透性不同。
哺乳动物细胞内、外主要离子的分布
离子成 细胞内液 细胞外液
分
（mmol/L） （mmol/L）
K+
155
4
Na+
12
145
Cl－
4
120
有机负
155
15
离子
约相差 倍数 39 12 30
10
RP产生机制的膜学说:
静息状态下①细胞膜内外离子分布不均；②细胞膜对 离子的通透具有选择性:K+＞Cl-＞Na+＞A-
A．阈电位 B．阈强度 C．基强度 D．刺激强度对时间的变化率 E．动作电位的幅度 2. 关于兴奋性的叙述，错误的是 A. 与静息电位绝对值成正比 B. 与阈电位绝对值成正比 C. 衡量指标是阈强度 D. 是心肌和腺体细胞共有的特性 E. 是生命活动的基本特征之一 3. 关于阈电位的叙述，错误的是 A. 只要去极化达到阈电位便可诱发动作电位 B. 一次阈下刺激不能使膜去极化达到阈电位 C. 阈电位与静息电位差值越大，细胞兴奋性越大 D. 阈电位的大小与细胞兴奋性有关 E. 比静息电位绝对值小10～20mV 4. 当达到K+平衡电位时 A．膜两侧K+浓度梯度为零 B．膜外K+浓度大于膜内 C．膜两侧电位梯度为零 D．膜内电位较膜外电位相对较正 E．膜内侧K+的净外流为零 5. 关于神经纤维的静息电位，下述哪项是错误的 A．它是膜外为正、膜内为负的电位 B．接近于钾离子的平衡电位 C．在不同的细胞，其大小可以不同 D．它是个相对稳定的电位 E．相当于钠离子的平衡电位
第3章 神经的兴奋与传导
杜广才
学习重点
1.理解刺激、反应、兴奋性的概念。 2.掌握阈值的概念及意义。 3.理解静息电位、动作电位的概念、特 征，了解其产生机制。 4.理解动作电位的传导，了解传导原理。
第一节 刺激、反应与兴奋性
兴奋性（excitability）是指组织细胞对刺激发生反应的能力或
特性，是生命的基本特征之一。
细胞受刺激时，在静息电位的基础上发生 的一次迅速的可扩布性电位变化。
3.动作电位的图形
刺激
局部电位变化
上
阈电位
去
升
去极化
极
支
零电位
化
反极化（超射）
下
复极化
降
支 （负、正）后电位
动作电位的产生机制
1.AP产生的基本条件:
①膜内外存在[Na+]差:[Na+]i＞[Na+]O ≈ 1∶10； ②膜在受到阈刺激而兴奋时，对离子的通透性增加：
刺激（stimulus）能被机体或组织细胞感受到得环境变化。
分类：物理、化学、生物、社会心理等方面。
反应（reaction）机体或组织细胞受到刺激后所发生的一切变化。
形式
兴奋 抑制
相对静止变为活动状态或活动由弱变强 活动变为相对静止状态或活动由强变弱
刺激引起组织细胞发生反应的条件
刺激强度 持续时间 强度-时间变化率
即电压门控性Na+、K+通道激活而开放。
பைடு நூலகம்
AP的产生机制: 当细胞受到刺激
细胞膜上少量Na+通道激活而开放 Na+顺浓度差少量内流→膜内外电位差↓→局部电位 当膜内电位变化到阈电位时→Na＋通道大量开放 Na+顺电化学差和膜内负电位的吸引→再生式内流 膜内负电位减小到零并变为正电位（AP上升支） Na+通道关→Na+内流停+同时K+通道激活而开放 K＋顺浓度差和膜内正电位的吸引→K＋迅速外流 膜内电位迅速下降，恢复到RP水平（AP下降支）
去极化达到阈电位，触发邻近静息部位膜爆发新的AP
（二）传导方式：
•无髓鞘N纤维的兴奋传导为近距离局部电流； •有髓鞘N纤维的兴奋传导为远距离局部电流(跳跃式)。
传导特点
1、生理完整性 2、双向性 3、相对不疲劳性 4、绝缘性 5、不衰减性或“全或无”现象
目标检测
一、单项选择题 1. 通常用作判断组织兴奋性高低的指标是