优选动物生理学细胞的兴奋性和生物电现象

某些组织细胞内外离子分布
(1)静息电位和K+平衡电位 (K+ equilibrium potential)
静息电位主要是由细胞膜内外Ｋ＋的分布和膜对Ｋ＋的通透性所决定的。 静息时细胞膜对Ｋ＋的通透性很高，对Na+和Cl-的通透性极低，可视为0 静息电位的值取决于Ｋ＋内外浓度差，相当于Ｋ＋的平衡电位。 根据Nernst方程，Ｋ＋的平衡电位（Ek）在27oC时，以膜外电位为0，膜内电 位应为：
阈强度(threshold intensity ):一定的刺激作用时间，刺激强度低时不能引起 肌肉收缩, 达到一定水平刚刚可以引起肌肉收缩时, 这个最低限度可以引起 反应的刺激强度叫阈强度。
时间阈值：刺激强度不变，引起组织兴Leabharlann Baidu的最短作用时间
组织兴奋性高低与阈值的关系？
顶强度(maximal intensity) :对骨骼肌那样的多细胞组织，进一步提高强 度,可以看到肌肉收缩的增强,但收缩强度达到一定水平后,刺激强度再增加, 肌肉收缩也不会再加大,这个强度叫做顶强度.
后电位
在锋电位之后还会出现一个较长的、微弱的电位 变化时期叫后电位（after potential）。后电位是由缓 慢的复极化过程和低幅的超极化过程组成，分别称为 后去极化（after depolarization）或负后电位 （negative afterpotential）后超极化（after hypolarization）或正后电位(positive afterpotential)。
Open (activated)
From threshold to peak potential (–50 mV to +30 mV) (b)
细胞外[Ｋ＋] Ek（mv）=59.5log ——————
细胞内[Ｋ＋]
膜安静时Ｋ＋的外流是由许多通道实现的-----非门控Ｋ＋通道
（2）动作电位和电压依赖式离子通道
电压门控Na+通道
细胞外液
Na +
Extracellular
Na +
Na +
fluid (ECF)
Plasma membrane
失活门
优选动物生理学细胞的兴奋性 和生物电现象
1.3.1.1 兴奋性、兴奋、可兴奋细胞
反应：当机体的周围环境或组织器官的内环境发生变化常引 起机体内部代谢过程的改变和外表活动的改变
兴奋：由安静变为活动，或由活动弱变为活动强 抑制：由活动变为相对静止，或活动强变为活动弱
刺激：能被机体感受而引起机体发生一定反应的环境变化
1.3.1.2 刺激引起兴奋的条件
（实验课讲）
➢组织细胞要兴奋，决定于两个方面： １、机能状态：机能状态好的，才能引起兴奋 ２、刺激的条件
1 ) 刺激的强度 2）刺激作用时间 3）强度时间变化率
以一肌肉组织为例（腓肠肌）
阈刺激：引起组织兴奋的最小强度的刺激 阈上刺激：大于阈值的刺激 阈下刺激：小于阈值的刺激
1.3.1.3细胞兴奋时的兴奋性变化
绝对不应期（absolute refractory period）：在神经接受前一个 刺激而兴奋时的一个短暂时期内， 神经的兴奋性下 降至零。此时任何刺激均归于“无效”。
相对不应期（relative refractory period）：在绝对不应期之后， 神经的兴奋性有所恢复，但要引起组织的再次兴奋， 所用的刺激强度必须大于该神经的阈强度。
－50----－70mv －82mv －70---- －90mv
复极化
超极化
去极化
Fig. 4-1, p.104
动作电位 action potential
当可兴奋细胞受到刺激引起兴奋时，细胞膜在 原来静息电位基础上发生一次迅速而短暂的电位波 动，这种电位波动可沿着膜向周围扩布，称为~
Fig. 4-6, p.108
变化过程
去极化：组织受刺激后， 受刺激部位原有的休止 电位消失
反极化：继去极化之 后，转为膜内为正， 膜外为负的现象
复极化：恢复膜内负 外正的过程，兴奋消 失，恢复至静息状态
锋电位 动作电位中，快速去极和复极化的部分，其变化
幅度很大，称为锋电位（spike或脉冲impulse），是 动作电位的主要部分。
激活门
Closed but capable of opening
At resting potential (–70 mV) (a)
静息时
Intracellular
fluid (ICF)
细胞内液
Rapid opening triggered at threshold
Slow closing triggered at threshold
兴奋性：活组织或细胞对刺激发生反应的特性，又称 应激性（早期生理学概念） 区别：兴奋与兴奋性
神经、肌肉、腺体三种组织的细胞的兴奋性比较 高, 被称为可兴奋组织或可兴奋细胞。
近代生理学中， 更准确地定义： 兴奋性为细胞受刺激时产生动作电位的能力。 兴奋则指产生动作电位的过程或是动作电位的同意语。 组织产生了动作电位就是产生了兴奋（简称兴奋）。 在受到刺激时能产生动作电位的组织才称为可兴奋组织。
超常期（supernormal period）：经过绝对不应期、相对不应 期，神经的兴奋性继续上升，可超过正常水平。用 低于正常阈强度的检测刺激就可引起神经第二次兴 奋的时期。
低常期（subnormal period）：继超常期之后神经的兴奋性又 下降到低于正常水平的期。
1.3.2.细胞的生物电现象及其产生机制
生物电的发现 细胞水平生物电现象的两种表现形式：
静息电位 动作电位
静息电位 resting membrane potential
细胞在安静状态时，存在于细胞膜内、外两侧的电位差，也 称休止电位or膜电位
静息时，细胞膜内带负电荷 膜外带正电荷，这种内负外 正的现象叫极化现象
枪乌贼大神经纤维 蟹轴突 哺乳动物神经和肌肉细胞
将动作电位的进程与细胞进入兴奋后的兴奋性变化相对照：
锋电位的时间相当于细 胞的绝对不应期；
后去极化（负后电位） 期细胞大约处于相对不 应期和超常期，
后超极化（正后电位） 期则相当于低常期。
1.3.3 生物电现象产生的机制
膜-离子学说
★细胞内液和细胞外液中各种带电离子的浓度显著不同 ★ 细胞膜不同功能状态对物质（离子）通透性不同 ★这种离子分布的不均匀的维持靠Na+泵的活动。