人体生理学 细胞电活动--教学课件 细胞电活动

K+
K+ A-
K+
K+ K+
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A-
K+
A-
K+
A-
K+
膜内
K+ K+
K+
A-
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二、动作电位及其产生机制
（一）动作电位（action potential，AP）的概念
细胞膜受到刺激时，在静息电位基础上发生的一次可 扩步的电位变化
*产生过程（图2-11） 上升支 峰电位 下降支
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第二节 细胞的生物电现象
人体及生物体活细胞在安静和活动时都存在 电活动，这种电活动称为 生物电现象
*类型 一、静息电位 二、动作电位
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细胞的生物电现象和兴奋性
人体及生物体活细胞在安静和活动时都存在电活动， 这种电活动称为生物电现象（bioelectricity）
细胞生物电现象是普遍存在的，临床上广泛应用的 心电图、脑电图、肌电图及视网膜电图等就是这些 不同器官和组织活动时生物电变化的表现。
Na+ Na+
Na+
Na+
Cl-
Na+ Na+
Na+NaC+ Nl-a+
Cl-
Na+ ClNa+
Na+
Na+
Na+ Na+
Na+
Na+
K+
Na+ Na+
Cl-
Na+
Na+ Na+
Na+ Cl- K+ Na+ Cl- Na+ Cl- Na+ 膜外
A- K+ A-
A-
K+ K+ K+
A- K+ A- A-
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图2-6 Na+-K+泵
Na+
Na+ Na+ Na+
K+ K+
Na+ Na+
Na+
Na+ Na+ K+ Na+
Na+-K+泵
Na+ K+
K+ K+ K+ ATP K+
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Na+ Na+ Na+
ADP+Pi K+
K+
K+ K+
8
通道转运与钠-钾泵转运模式图
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9
14:1
A- 15 mmol/L 60 mmol/L
4:1
膜通透性 很小 最大 次之 无
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图2-10 静息电位产生的机制
Cl-
Na+
Cl-
Cl- Na+
ClNa+ Cl-
Na+
Na+
Na+
Na+
Na+
Na+ Na+
Cl-
Na+ 膜外
K+ K+
A- K+
K+
K+ K+
K+
K+
K+
A-
从生物电来看，细胞的兴奋和抑制都以极化为基础，
细胞去极化时表现为兴奋，源自文库超极化时表现为抑制。
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图2-9 膜电位的变化
+45
膜 电
0
位
(mv)
-45
-70 -90
极化
去极化
超极化
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复极化
12
图2-8 静息电位
+++++++++++ --------------------
C
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（二）静息电位产生的机制——离子流学说
1. 条件（表2-1）
（1）静息状态下细胞膜内外离子分布不均衡
[Na+]i＞[Na+]o≈1∶10, [K+]i＞[K+]o≈30∶1
[Cl-]i＞[Cl-]o≈1∶14, [A-]i＞[A-]o≈ 4∶1
（2）静息状态下细胞膜对离子通透性不同
的下降支
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图2-13 动作电位复极化产生的机制
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2
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3
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4
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5
生物电（bioelectricity)
一切活组织的细胞，不论在安 静状态还是在活动过程中均表现有 电的变化，这种电的变化是伴随着 细胞生命活动出现的，称之为生物 电。
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6
生物电现象产生的机制
化学现象
通透膜
选择性通透膜
-------------------+++++++++++
A
+++++++++++ --------------------
-------------------+++++++++++
B
+++++++++++ --------------------
-------------------+++++++++++
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动作电位产生过程
刺激
局部电位
上
阈电位
去
升
去极化
极
支
零电位
化
反极化（超射）
下 降
复极化
支 （负、正）后电位
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（二）动作电位的产生机制
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：
K+ K+K+
K+
K+
K+
A-
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膜内
K+ AA- A-
K+
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2. Na+通道的失活和膜电位的复极（图2-13）
（1）Na+通道失活：在去极化开始后的几个毫秒内 开放（激活），随后失活
（2）K+通道开放：膜去极化时被激活，在Na+通道 失活时开放，K+外流，膜电位 复极
（3）Na+通道的失活和膜电位的复极构成动作电位
即电压门控性Na+通道激活而开放。
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1. 上升支和Na+平衡电位（图2-12）
（1）Na+内流膜去极化达到一定数值
（阈电位）
（2）膜对Na+通透性突然增大
（3）Na+内流至平衡为止
（4）锋电位= Na+平衡电位
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图2-12 动作电位去极化产生的机制
Na+ NaC+ lNa+
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AP实验现象：
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图2-11 动作电位的组成
峰电位 +35
膜 电0
超射
位
(mv)
阈电位 -55
静息电位 -70
刺激
时间 (ms)
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负后电位 正后电位
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★ 负后电位（去极化后电位）：峰电 位的下降支到达静息电位之前所经历 的微小而缓慢的电位波动。
★ 正后电位（超极化后电位）：峰电 位的下降支到达静息电位之后所经历 的微小而缓慢的电位波动。
一、静息电位及其产生机制
（一）静息电位（resting potential，RP）的概念 在细胞未受刺激时（静息状态下），存在于细胞膜
内外两侧的电位差（膜内为负，膜外为正）（图2-8）
RP实验现象：
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*静息状态的标志：静息电位和极化（图2-9）
1. 极化：细胞在静息时膜两侧保持内负外正的状态。 2. 超极化：以静息电位为准，若膜内电位向负值增大方向 变化。 3. 去极化：以静息电位为准，膜内电位向负值减小方向变 化。 4. 复极化：细胞发生去极化后，向原先的极化方向恢复。
通透性：K+ ＞ Cl- ＞ Na+ ＞ A-
2. 机制（图2-10）
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表2-1 静息电位产生的条件
细胞膜外 细胞膜内 比例
Na+ 142 mmol/L 14 mmol/L 10:1
K+ 5 mmol/L 155 mmol/L 1:31
Cl- 110 mmol/L 8 mmol/L