细胞电活动.

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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

单细胞电活动记录基本原理

单细胞电活动记录基本原理1. 引言1.1 单细胞电活动记录基本原理单细胞电活动记录是一种重要的生物学技术，用于研究单个细胞内部的电活动情况。

通过记录细胞膜的电压变化，可以探究细胞的生理活动、信号传导以及病理状态。

细胞膜电压的记录是单细胞电活动记录的基本原理之一。

细胞膜是细胞内外的物理隔离屏障，其中包含许多离子通道和离子泵，可以调控细胞内外的离子平衡。

当细胞受到外界刺激或内部信号时，离子通道和离子泵的活动会导致细胞膜上出现电压变化，形成动作电位。

通过记录这些电压变化，可以研究细胞内部的活动情况。

离子通道的特性也是单细胞电活动记录的重要内容之一。

不同类型的细胞具有不同的离子通道，这些离子通道对细胞的电活动起着至关重要的作用。

研究离子通道的特性可以帮助我们更好地理解细胞的功能和调控机制。

单细胞电活动记录技术的发展也对该领域的研究产生了巨大影响。

随着技术的进步，记录设备变得更加精密和灵敏，数据分析方法也变得更加高效和准确。

这些技术的进步为我们深入研究细胞的电活动提供了强大的工具。

2. 正文2.1 细胞膜电压的记录细胞膜电压是指细胞内外电位差的变化，是细胞活动的重要指标之一。

记录细胞膜电压的方法主要有两种：电极法和荧光法。

电极法是最早被用来记录细胞膜电压的方法之一。

通过将微电极插入细胞内或外，可以实时监测细胞膜电位的变化。

这种方法的优点是准确度高，可以记录细胞膜电压的细微变化。

电极法存在一些缺点，比如对细胞的侵入性大，可能会影响细胞的正常功能。

荧光法是近年来发展起来的一种新方法，通过将荧光探针与细胞膜结合，可以实现对细胞膜电压的非侵入性监测。

荧光信号的强度和细胞膜电压呈正相关关系，可以通过荧光显微镜等设备来观察和记录细胞膜电压的变化。

这种方法的优点是不会对细胞造成伤害，适用于长时间、连续性监测。

细胞膜电压的记录在神经科学、心脏病学等领域具有重要意义，可以帮助研究人员了解细胞内外的电活动规律，探索疾病发生的机制。

生理考研之第二章——“细胞的电活动”之动作电位

生理考研之第二章——“细胞的电活动”之动作电位(一)细胞的动作电位1、在静息电位的基础上，给细胞一个适当的刺激，可触发其产生可传播的膜电位波动，称为动作电位(AP)；2、锋电位：动作电位的标志；3、AP特点：1、“全或无”现象；2、不衰减传播;因为其产生的主要是“局部电流”（其幅度和波形在传播过程中始终保持不变）；3、脉冲式发放。

（细胞在静息状态下→静息电位。

离子跨膜流动→膜内、外表层电荷的改变→发生膜电位波动物理学上：是以正离子的移动方向来表示电流的方向。

细胞受刺激时引起离子流动→正电荷流入膜内→内向电流→使膜内电位的负值减小→膜去极化。

反之，如果离子流动造成正电荷由胞内流出胞外，则称为外向电流。

外向电流使膜→复极化或超极化。

通常K+由胞内流出，或C1-由胞外流入胞内，都属于外向电流。

综上→动作电位的去极相是内向电流形成的，而复极相则是外向电流形成的。

离子跨膜流动的产生需要两个必不可少的因素：一是膜两侧对离子的电化学驱动力；二是膜对离子的通透性。

）4、离子的电化学驱动力=膜电位(Em)与该离子的平衡电位(Ex) 之差，即(Em-Ex)；电化学驱动力是推动离子跨膜流动的力。

5、在动作电位期间，Na+平衡电位及K+平衡电位基本不变，因为每次动作电位进入胞内的Na+和流出的K+均只占胞质内离子总量的几万分之一，因此，不会显著影响膜两侧的离子浓度差。

电化学驱动力是由该离子在膜两侧溶液中的浓度和膜电位共同决定；膜两侧溶液中的浓度决定该离子的平衡电位。

驱动力的改变主要由膜电位变化而引起。

整个动作电位期间，膜电位将发生大幅度的改变，因此，膜对离子的每个瞬间的电化学驱动力也将随着膜电位的变化而发生相应变化。

6、能引发动作电位的最小刺激强度，称为阈强度（又叫阈值）。

>或=阈强度，即可触发动作电位，叫阈刺激或阈上刺激，为有效刺激；7、阈电位：能触发动作电位的膜电位临界值称为：阈电位；8、阈刺激就是：其强度刚好能使细胞的静息电位发生去极化达到阈电位水平的刺激。

第二章第三节细胞的电活动

第二章第三节细胞的电活动电信号的产生和传播都是在质膜两侧进行的。

细胞的跨膜电位有两种表现形式：即安静状态下相对平稳的静息电位和受刺激时发生的可传播、迅速波动的动作电位。

一、膜的被动电学特性和电紧张电位膜的被动电学特性：是指细胞膜作为一个静态的电学元件时所表现的电学特性，它包括静息状态下的膜电容、膜电阻和轴向电阻等。

（一）、膜电容和膜电阻跨膜电位-transmembrane potential，简称膜电位，是指当膜上的离子通道开放而引起带电离子跨膜流动时，就相当在电容器上充电或放电，从而在膜两侧产生的电位差。

（二）、电紧张电位二、静息电位及其产生机制（一）、静息电位的记录和数值静息电位-resting potential RP ：指静息时（安静状态下），质膜两侧存在的外正内负（与钾离子有关）的电位差。

细胞内电位记录：将无关电极（参考电极）置于细胞外，记录电极插入细胞内的记录方式，即细胞内电位记录。

绝大多数的静息电位是负电位膜内电位负值的减小称为静息电位减小，反之，称为静息电位增大。

极化-polarization：人们通常把平稳的静息电位存在时细胞膜外正里负的状态称为极化。

超极化-hyperpolarization：静息电位增大的过程或状态称为超极化。

去极化-depolarization：静息电位减小的过程或状态称为去极化。

反极化：去极化到达零电位后膜电位如进一步变成正值称为反极化。

超射-overshoot：膜电位高于零电位的部分称为超射。

复极化-repolarization：质膜去极化后向静息电位方向回复的过程称为复极化。

静息电位：骨骼肌细胞约-90mV 神经细胞约-70mV 平滑肌细胞约-55mV 红细胞约-10mV （二）、静息电位产生的机制静息电位仅存在膜的内外表面之间，两层间可形成很大的电位梯度，形成这种状态的基本原因是离子的跨膜扩散。

产生离子跨膜扩散的条件有两个：①、钠泵的活动，可形成膜内外离子的浓度差；②、静息时膜对某些离子，主要是对K+具有一定的通透性。

心肌细胞电活动的三个过程

心肌细胞电活动的三个过程
心肌细胞电活动的三个过程分别是离子通道开放、离子通道关闭和电
位恢复。

这些过程密切影响着心肌细胞的兴奋性和传导性，维持了心
脏的持续准确的跳动。

一、离子通道开放
在心脏动作电位的上升期间，钠通道迅速开放，导致钠离子进入心肌
细胞内部，这被称为钠电流。

这导致细胞内电位的快速增加。

随后，钙通道也会开放，导致钙离子流入细胞内部。

这被称为钙电流，与钠电流共同导致细胞内电位的不断升高直到达到峰值。

二、离子通道关闭
一旦心肌细胞达到峰值，钠通道和钙通道都会迅速关闭，细胞内电位
开始下降。

与此同时，钾通道也会开放，导致钾离子外流，称为钾电流。

这个过程持续了长达数百毫秒。

三、电位恢复
当心肌细胞内部的电位回到静息状态时，离子通道将再次关闭，而细
胞内离子的浓度也将逐渐回到原来的水平。

这个过程被称为电位恢复
或者复极化。

总的来说，这三个过程组成了心肌细胞电活动的基本过程。

任何一个
环节出现问题都可能导致心律失常和其他心脏疾病的发生。

因此，研
究这些过程的机制和调节是非常重要的，特别是在治疗心脏病的过程中。

总结起来，心肌细胞的电活动过程可以分为三个基本步骤：离子通道
开放、离子通道关闭和电位恢复。

这些过程合作组成了心脏动作电位，不断地维护着心脏的持续跳动。

通过加深对这些过程的了解，有助于
更好地治疗心脏相关疾病，从而改善人们的生活质量。

细胞的生物电活动

二、细胞的兴奋和兴奋性
excitation: excitable cell: 1 2 3 excitability) stimulus)
4、阈强度（threshold intensity，阈值)：刺激的持续时间恒定和足够，引起组织或细胞产生兴奋的最小刺激强度。组织兴奋性高阈值低。 5、阈刺激（threshold stimulus) :相当于阈强度的刺激
（三）、细胞一次兴奋后兴奋性的周期性变化
a.绝对不应期(absolute refractory period):阈强度无限大, 相应于AP的锋电位时期，Na+通道已全部失活。意义：连续快速的刺激不会出现两次AP在同一部位重叠 b. relative refractory period：给予阈上刺激，相应于负后电位的前半时期，部分Na+通道恢复到静息态。
2、静息电位产生的机制（1）跨膜电位：细胞膜的内外两侧形成的电位差实质是扩散电位（带电离子的跨膜扩散所致）（2）主要离子浓度单位（mmol/L）
A- 155 细胞内:Na+ 12, K+155 ，Cl- 3. 8 细胞外: Na+ 140 , K+4, Cl- 120
（3）静息状态下，细胞膜对 K+有通透性
2）有髓神经纤维——跳跃式传导（saltatory conduction) 局部电流在郎飞结与郎飞结之间进行， AP仅在郎飞结处产生。传导速度(可达100m/s以上）比无髓神经纤维快。
(2)影响传导的因素
1）细胞直径的大小直径越大，电阻越小，局部电流传导越快。 2）AP去极化的幅度幅度大，局部电流越强 3）有髓神经纤维比无髓神经纤维传导快
u 失活
u 恢复

生理学：第二章 3节细胞的电活动

影响RP水平的因素
1）跨膜K+浓差： Ek [K+ ]o ↑→RP↓
2）膜对K+ 和Na+的通透性：
K+通透性↑→RP↑ Na+ 通透性↑，则静息电位↓ 3）钠泵活动水ion potential)
(一)动作电位的概念和特点
• 概念：细胞在静息电位的基础上接受有效刺激后产生的一个迅速的可向远处传播的膜电位波动。
• A：电—化学驱动力：某种离子在膜两侧的电位差和浓度差两个驱动力的代数和
• B：平衡电位：当电化学驱动力为零，离子净扩散为零时的跨膜电位差为该离子的平衡电位。
平衡电位可由Nernst 公式计算
EK= RT/ZF• ln [K+]o / [K+]i
EK = 60 log
[K+]o [K+]i
兴奋的共有标志: 动作电位
0mV
AP
stimulator
神经纤维
-70～- 55mV：膜电位逐步去极化达到阈电位水平
-55～+30mV：动作电位快速去极相 +30 峰电位
+30～- 55mV：动作电位快速复极相
-55～- 70mV：负后电位
后电位
（后去极化）
负值大于-70 mV : 正后电位（后超级化）
= -95mV
Em-Ek: K+离子流动的驱动力
1944年 Hodgkin 在枪乌贼神经纤维上实测值为-77mV.
RP实测值略＜计算值 why？
静息状态下,存在处于开放状态的非门控钾通道：神经纤维的钾漏通道,心肌内向整流钾通道
对K＋通透性 >> Na+的通透性
-90 mV

简述细胞电活动的基本种类

简述细胞电活动的基本种类细胞电活动是指细胞内部发生的电信号传递和产生的活动。

细胞电活动广泛存在于生物体的各个组织和器官中，包括神经细胞、心肌细胞、肌肉细胞等。

细胞电活动的基本种类可以分为动作电位、静息电位和电流。

下面将分别对这三种基本种类进行简要介绍。

动作电位是指细胞在兴奋状态下产生的电信号。

动作电位是细胞内外电位差的快速变化，通常表现为一个快速上升的阶段和一个较慢的下降阶段。

动作电位的产生是由于细胞膜上的离子通道的打开和关闭。

当细胞受到刺激时，离子通道打开，使得细胞内外的离子平衡发生改变，从而产生电位变化。

动作电位在神经细胞中起到了传递神经信号的重要作用，也是心脏肌肉细胞收缩的基础。

静息电位是指细胞在非兴奋状态下的电位状态。

静息电位是细胞内外电位差的稳定状态，通常表现为负值。

静息电位的产生主要是由于细胞膜上存在的离子梯度和离子泵的作用。

细胞膜上的离子梯度使得钠离子和钾离子在细胞内外分布不均，从而形成了静息电位。

静息电位在维持细胞的正常功能和稳定性方面起到了关键作用。

电流是指细胞内部流动的电荷。

细胞内部存在着各种离子，这些离子在细胞内部的运动会产生电流。

离子的运动是通过细胞膜上的离子通道实现的。

离子通道的开放和关闭调节了电流的流动，从而影响了细胞的电活动。

电流在细胞内部的传递和调控中起到了重要的作用，它不仅参与了细胞内部的信号传递，还对细胞功能的调节和维持起到了关键作用。

细胞电活动的基本种类包括动作电位、静息电位和电流。

动作电位是细胞在兴奋状态下产生的电信号，静息电位是细胞在非兴奋状态下的电位状态，电流是细胞内部流动的电荷。

这些基本种类相互作用，共同参与了细胞内部的信号传递和调控，对维持细胞的正常功能和稳定性起到了重要作用。

总结起来，细胞电活动的基本种类是动作电位、静息电位和电流。

这些基本种类的产生和调控相互作用，共同参与了细胞内部的信号传递和调控，对维持细胞的正常功能和稳定性起到了重要作用。

细胞电活动的研究对于理解生物体的生理和病理过程具有重要意义，也为开发相关的治疗方法和药物提供了理论基础。

细胞的生物电活动

钾钠离子扩散电位形成示意图
➢ 离子的平衡电位（EX）可用Nernst公式计算:
EX
RT ZF
ln
[X ]i [X ]o
(V )
EX
60 lg
[X ]i [X ]o
(mV)
细胞内液和细胞外液中主要离子的浓度和电位
1.静息电位主要是K+外流形成的
证实：测量的静息电位与计算的K+平衡电位接近
枪乌贼巨轴突实验（1939，Hodgkin和 Huxley）测得RP数值-60mV（计算的EK为-75mV) 改变膜两侧K+浓度差，静息电位随之改变问题：为什么实际测得的静息电位不是等于而是接近于（略小于）EK？
负值增大的过程或状态
超射
➢ 复极化 (repolarization)：细胞膜去极化后再向静息电位方向恢复的过程
➢ 反极化（reverse polarization）：外负内正的状态
➢ 超射（overshot）：膜电位超过零电位的部分
静息电位模式图
（二）静息电位的产生机制
膜学说（1902年，Bernstein）：
兴奋（excitation）：细胞接受刺激后，功能活动由弱变强或由静止变为活动的过程。在现代生理学中，兴奋就是指动作电位或动作电位的产生过程
可兴奋细胞（excitable cell）：神经细胞、肌细胞和腺细胞受刺激后能产生明显的兴奋反应（收缩或分泌等），并首先产生动作电位（具有电压门控Na+或Ca2+通道），故生理学将其称为可兴奋细胞
髓鞘区特征
➢ 多层膜包裹，电位差平均分散 ➢ 电压门控Na+ 通道稀疏，阈电位高
有髓纤维跳跃式传导的意义
➢ 减少能量消耗 ➢ 提高传导速度（空间常数大）

细胞的电活动

the CellBioelectricity (生物电)Membrane potential⏹Resting potential (静息电位)⏹Action potential (动作电位)(nerve cell, muscle cell, gland cell)电记录的技术(A) 细胞外记录法记录单个细胞或一群细胞的电活动。

(B) 微电极细胞内记录法记录膜内外的电位差：静息电位和动作电位。

Resting potential (RP)<1 mIntracellular recordingResting potentialResting potential (RP): a constant potential difference across the plasma membrane in absence of excitatory or inhibitory stimulation, with the inside negative relative to the outside.静息电位：安静情况下细胞膜两侧存在的外正内负且相对平稳的电位差。

7Resting potentialSkeletal muscle cell: -90mV;Nerve cell: -70mV;Smooth muscle cell: -55mV;Red blood cell: -9mVMagnitude varies from -10~-100mVMembrane potential极化去极化复极化超极化超射反极化reversepolarization⏹Concentrationgradient⏹Electricalgradient⏹SelectivepermeabilityIonic basis of restingpotentialIonic basis of restingpotentialIntracellular:K+Extracellular:Na+ Ion Concentration, mmol/LExtracellular Intracellular Na+14512Cl－1204K+4155 Distribution of major ion across the plasma membrane of a typical muscle cellElectrochemical driving forceHigh K+-70mVLow K++High K+-90mVLow K++++++++++++++++++++-----------------Ion movement due to concentration gradientIon movement due to electrical gradient化学驱动力电驱动力：Equilibrium potential,ExNernst equationRT [X+]o [X+]oE x = ——ln ———=60lg ———(mV)ZF [X+]i [X+]iR:universal gas constant (气体常数)T:absolute temperature (绝对温度)Z:the valence of ion (离子价数)F:Faraday constant (法拉第常数)K+equilibrium potential,EK Nernst equationRT [K+]o [K+]oE K = ——ln ———=60lg ———(mV)ZF [K+]I [K+]iE K = -95mVHigh K+-70mVLow K++High K+-90mVLow K++++++++++++++++++++-----------------K++(K++)Low Na+-70mVHigh Na++LowNa++60mVHigh Na+-Ion movement due to concentration gradient Ion movement due to electrical gradientNa+equilibrium potential,ENaE Na = +67mVGiant Squid (巨型枪乌贼)D=1mmIn 1939, Hodgkin and HuxleyE m =-65~-75mVHodgkin and HuxleyHodgkin Huxley1939年P K P NaE m = ————E K + ————E NaP K +P Na P K +P NaValue of resting potentialNa +K +K +leak channel: K +漏通道Skeletal muscle cell: -90mV; Nerve cell: -70mV;Smooth muscle cell: -55mV;Red blood cell: -9mVIonic basis of resting potentialIon Concentration, mmol/L Extracellular IntracellularNa +14512Cl －116 4.2Ca 2+ 1.00.0001K + 4.5155A －155Uneven distribution of major ion across the plasma membrane of a typical muscle cellActivity of Na +-K+pump (contribution forresting membrane potential is about 2~16mV)Na +Na +Na +K+K +_+Electrogenic pumpIonic basis of resting potential⏹[K +]o⏹Relative permeability to K +and Na +⏹Activity of Na+-K +pumpFactors affecting the restingpotentialAction potentialAction potentials are rapid, large alterations in the membrane potential that spread rapidly along the whole cell membrane.（细胞在静息电位基础上接受有效刺激后产生的而一个迅速的可向远处传播的膜电位波动）Spike potential （峰电位）After potential （后电位）后去极化电位（负后电位）后超极化电位Action PotentialThreshold potential（正后电位）(A)Giant squid axon(B)The node ofRanvier in amyelinated frogfiber(C)Cat visual cortex(D)Sheep heartPurkinje fiber(E)Rabbit retinalganglion cell(F)Layer 5pyramidal cell inthe rat Action Potential⏹All-or-none （“全或无”现象）: event that occurs maximally or not at all.⏹Propagate without decrement （不衰减传播）⏹Pulsed discharge （脉冲式发放）Characteristics of AP (动作电位的特点)Na+➔Inward currentK+➔Outward current➔Depolarization➔RepolarizationHyperpolarization Mechanism of AP1.2.At resting membrane potential:Driving force for Na +:= E m -ENa= -70mV –(+60mV)= -130mV Driving force for K += E m -E K= -70mV –(-90mV)= +20mVElectrochemical driving forceNa +➔Inward current K +➔Outward current ➔Depolarization➔Repolarization HyperpolarizationAt overshoot level:Driving force for Na +:= E m -E Na= +30mV –(+60mV)= -30mV Driving force for K += E m -E K= + 30mV –(-90mV)= +120mVElectrochemical driving forceIonic basis of action potentialNa+Na +E Na = +50 ~ +70mVVoltage clamp(电压钳)I X =G X •(E m -E X )G X = I X /(E m -E X )Change in membrane conductanceduring an action potentialmembrane permeability(conductance)指令电压Hodgkin and Huxley Nobel Prize (1963)Voltage clamp recording(Na + channel blocker)(K + channel blocker)I NaI KChange in membrane conductance during an action potentialTTX ：tetrodotoxin 河豚毒; TEA ：tetraethylammonium 四乙铵⏹时间依赖性⏹电压依赖性Change in membrane conductanceduring an action potential⏹At all levels of depolarization, Na +channels open more rapidly than K +channels (时间依赖性)⏹The higher level the depolarization, the greater amplitude the G Na or G K (电压依赖性)Change in membraneconductance during an APChanges in membrane potential and changes in membrane permeability toNa+and K+Positive feedback动作电位上升相的机制是：去极化→电压门控Na＋通道迅速开放→Na＋内向电流增多→膜进一步去极化→更多电压门控Na＋通道开放→Na＋内向电流进一步增大。

第二章细胞第三节细胞的电活动

Hodgkin&Huxley（英, 1939 ）
二、动作电位（AP）
（一）AP的记录、概念、特点及意义
标本：神经纤维
AP的概念：可兴奋细胞在RP基础上接受有效刺激后，产生的一个迅速的、可向远处传播的电位波动。
内向电流：阳离子内流或阴离子外流，可使膜去极化
外向电流：阳离子外流或阴离子内流，可使膜复极化或超极化
1. AP产生机制（过程）
（后去极化电位；
后超极化电位）
TP RP
-70 mV
Na+ Na+ Na+ －＋－＋＋－＋－
＋
2K+ 3Na
+
K+ K+
－
K+ K+
ATP + 2K+ 3Na
St
（1）去极相（上升支）的产生
有效电刺激膜轻度除极化，MP部分Na+通道被激活、开放 Na+少量内流（内向电流）膜进一步除极化，MP继续 TP（约-55mV）大量Na+通道被激活、开放，GNa
1. AP的波形及构成 AP：去极相(上升支)+复极相(下降支) 峰电位（spike potential，SP）
AP
后电位正后电位（后超极化电位）幅度: =|RP|+超射值（超射: overshoot； ≈ ENa）绝对值：约90 ~120 mV 时程: 不同细胞差异大，数十到300 ms 神经纤维：SP：1-2 ms；后电位可达100 ms
RP的产生与K+平衡电位（EK）:
三）RP产生机制的证明
1. 用Nernst公式计算的EK理论值与RP的实测值非常接近. Nernst公式：Ex= RT/ZF· ln[x]o/[ x]i 在温度为29.2℃，离子价是单价时，上式简化为Ex = 60lg[x]o/ห้องสมุดไป่ตู้ x]I

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。

细胞的生物电活动

人们对于生物具有电活动现象的注意，可以追溯到很久以前，在古埃及的象形文字中即有鱼电击人的记载，但对于生物电现象的研究，则是在人们对电现象的物理知识了解以后，并伴随着电测量仪器的不断发展而逐渐深入的。

细胞在进行活动时都伴有电现象，这称为生物电(bioelectricity)。

这是细胞、组织乃至整体具有生命活动的象征，是最可测的重要生命指征。

机体的生物电活动主要是各器官以可兴奋细胞为单位产生的，临床上常用的心电图、脑电图、肌电图、胃肠电图等所记录到的电变化就是构成器官的许许多多可兴奋细胞电活动的综合表现，在实际工作中对疾病的诊断具有重要的价值。

一、生物电现象——静息电位和动作电位不同的细胞产生的生物电具有不同的特点，神经细胞和肌肉细胞的活动是高度精确和快速的，细胞某一部分兴奋时，其电信号发生变化并立即传导到其他部分。

电信号的产生与传播都是由于细胞膜内、外两侧的电位差变化实现的。

细胞水平的生物电现象主要有两种表现形式，即安静时的静息电位和受到刺激时产生的电位变化，包括局部电位和可以扩布的动作电位。

（一）静息电位1.静息电位的发现与定义静息电位(resting potential, RP)指细胞在未受刺激、处于安静状态时，存在于细胞膜内、外两侧的电位差。

直到20世纪初，还没有掌握测量单细胞电活动的技术，随着电子学仪器的发展，特别是高输入阻抗放大器在生物电记录中的使用，在20世纪30年代末生物物理学家又发现了一种很粗的细胞轴突，即枪乌贼巨轴突（squid giant axon，直径为500～1000 μm），允许将微电极插入轴突内，才第一次真正准确地测量了膜内为负、膜外为正的跨膜电位差，跨膜静息电位(transmembrane resting potential)，简称静息电位。

绝大多数细胞的静息位都是稳定的，表现为膜内较膜外为负，如规定膜外电位为0，则膜内电位大都为-10～-l00 mV，如骨骼肌细胞约为-90 mV，神经细胞约为-70 mV，平滑肌细胞约为-55 mV，红细胞约为-l0 mV。

生理考研之第二章——“细胞的电活动”之静息电位

生理考研之第二章——“细胞的电活动”之静息电位一、静息电位：1、跨膜电位：又叫“膜电位”；带电离子跨膜转运引起的；2、膜电位的两种表现形式：①安静状态下相对平稳的静息电位（RP）；②受刺激时迅速发生、并向远处传播的动作电位(AP)；机体所有的细胞都具有RP；而AP则仅见于神经细胞、肌细胞、部分腺细胞。

3、RP：静息状态下存在于细胞膜两侧的内负外正的电位差；4、极化：安静时细胞膜两侧处于外正内负的稳定状态叫极化；极化是RP的另一种表现形式；超极化：RP增大的过程；去极化：又叫“除极化”，RP减小的过程；反极化：膜内电位变为正值，膜两侧极性倒转的状态称为反极化；复极化：由去极化再向RP恢复的过程；二、静息电位产生机制：1、产生机制：带电离子的跨膜转运；2、跨膜转运需要两个条件：驱动力、通透性；（1）钠泵活动造成了膜两侧的离子浓度差（驱动力）（2）膜对离子有一定的通透性；3、钠泵活动维持→细胞膜两侧离子的浓度差→离子跨膜扩散的直接动力；4、静息电位是同时考虑到钾、钠两种离子的流动均达到平衡时的电位；5、钾离子外流：浓度差为动力（向外）外流的同时，膜内带负电荷的有机离子因为细胞膜的几乎对他们不通透而聚积在膜的内表面，从而使外流的钾离子限制在膜的外表面，形成一个厚度不足1nm的极薄的电偶层，进而产生了膜内负外正的电位差：此时电场力由外向内（阻力：因为电场力是由正电荷指向负电荷）；钠离子内流：浓度差向内；（但实际上钠离子内流很少，细胞安静状态下，膜主要对Ｋ＋具有通透性，因为此时细胞膜对钾漏通道（经通道蛋白易化扩散）是持续开放的，对钠离子通道是关闭的，几乎不通透，仅或多或少有一定的通透性→进而导致实际测得值↓↓电流向内；（电生理学规定：以正电荷移动的方向作为电流方向）总结就是向外的力：主要是钾离子浓度差；向内的力：主要是内向电流、电场力（驱动力）；当两者相等时，该离子的净扩散量为零。

即：电位差驱动力≈浓度差驱动力→电—化学驱动力即为零→该离子的净扩散量为零→平衡电位。

细胞活动电位及其在病理学中的应用

细胞活动电位及其在病理学中的应用细胞活动电位（Cellular Action Potential）是指细胞间传递电信号的过程中所产生的电位变化。

这个过程在各种生物体中都普遍存在，它由离子通道的开闭控制，具有时间和空间依赖性。

随着细胞膜内外离子的快速交换，细胞发生剧烈的电位反转，并恢复原状，这一过程叫做动作电位（Action Potential，AP）。

细胞活动电位在神经系统、心脏等生理和病理过程中都扮演着十分关键的角色。

不同离子通道的开放和关闭对信号的传递有重要影响，其调节异常会引起许多与疾病相关的现象。

本文将重点围绕细胞活动电位在病理学中的应用展开探讨。

1. 在心脏病学中的应用心肌细胞是心脏的构成单位。

心脏本质上是一个泵，由心肌组成。

心肌细胞在收缩和舒张时通过离子通道的开闭和电位的变化控制心脏的机械运动。

心肌细胞的动作电位具有时间和空间依赖性，其中的离子通道控制了心肌细胞的舒缩周期。

因此，对心肌组织中电位的观察和研究，对于揭示心脏疾病的发病机制十分重要。

在心脏切片和体外心脏制备实验中测量心肌电位，可以了解心脏的生理和病理状态，例如心律失常、心肌缺血、心肌电解质异常等。

2. 在神经病学中的应用神经元通过动作电位与神经元之间和神经元与肌肉细胞之间传递信号。

神经疾病是由于神经元本身或其控制的组织系统发生异常所致，如老年性脑退化、阿尔茨海默氏病等。

因此，神经元的电活动研究对神经病学研究至关重要。

记录神经元的电位，可以了解神经元的活动模式和功能，确定神经元是否正常、是否受损伤、是否死亡等。

3. 在药理学中的应用动作电位是细胞间传递信号的重要过程，因此离子通道针对性药物是有广泛应用前景的。

例如，针对心律失常引起的心脏电生理异常的调节药物，就是通过调节心肌细胞的离子通道来抑制或改善动作电位，从而调节心脏收缩行为和节律。

而针对神经疾病的治疗药物，则可以通过针对神经元离子通道的调节，来防止或减轻神经疾病的发生和严重程度。

细胞电活动.

细胞的电活动

单细胞电活动记录基本原理

生理考研之第二章——“细胞的电活动”之动作电位

第二章第三节 细胞的电活动

心肌细胞电活动的三个过程

细胞的生物电活动

生理学：第二章 3节细胞的电活动

简述细胞电活动的基本种类

细胞的生物电活动

细胞的电活动

第二章细胞第三节 细胞的电活动

第三节：细胞的电活动(思维导图)

细胞的生物电活动

生理考研之第二章——“细胞的电活动”之静息电位

细胞活动电位及其在病理学中的应用

第二章第三节细胞的电活动

第二章细胞第三节细胞的电活动