02细胞的基本功能03

动作电位的传导
动作电位传导方式：局部电流 动作电位在同个细胞上的传播称为传导。 动作电位在同根神经纤维上的传播称为神经冲动。 动作电位在不同神经、细胞上的传播称为传递。
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 在兴奋部位和静息部位之间存在着电位差 膜外的正电荷由静息部位向兴奋部位移动 膜内的负电荷由兴奋部位向静息部位移动 细胞膜去极化达到阈电位，形成新的动作电位
第三节 细胞生物电现象
电鳗
电鳐
电鳗可以利用放电进行捕食和逃生，其放的电就是其自身产生的生物电。
临床上利用 生物电检查人 体器官功能， 如心电图、脑 电图等。
生物电：细胞无论处于安静状态还是活 动状态都存在的电现象。 细胞膜两侧有电位差称为跨膜电位，简 称膜电位。
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一、静息电位
静息电位:细胞处于安静状态时,细胞膜两侧存在电位差。
三、脉冲式，动作电位不融合： 相邻两个动作电位之间有一定的时间间隔。
兴奋性周期性变化
分 期 绝对不应期 相对不应期 超常期 低常期 兴奋性 降至零 渐恢复 ＞正常 ＜正常 与AP对应关系 锋电位 负后电位前期 负后电位后期 正后电位 机 制 钠通道失活 钠通道部分恢复 钠通道大部恢复 钠通道大部恢复
跳跃式传导：有髓鞘的神经纤维因髓鞘不导 电，只有在髓鞘之间的朗飞氏结传导，使兴奋以 跳跃式传导。
无髓鞘神经纤维的兴奋传导为逐步兴奋逐步传导 (1m/s) 有髓鞘神经纤维的兴奋传导为逐结兴奋跳跃式传导(100m/s)
无髓神经纤维
有髓神经纤维
局部电位
局部电位 ：阈下刺激引起细胞膜上少量Na+通道 开放形成局部微小的去极化反应。
•
刺激→膜去极化到某一临界值（阈电位）→Na+ 通道开放，Na+内流增多→膜进一步去极化→Na+通 道开放更多，Na+内流更多→动作电位产生
思考题
那种物体的兴奋性高？ A:物体的静息电位-90mV,阈电位-70mV B:物体的静息电位-90mV,阈电位-50mV
阈电位与静息电位之间距离与细胞兴奋性成反变关系。
E
RT ZF
[X+]o ln + [X ]i
影响因素
①细胞膜内、外两侧K+浓度； ②细胞膜对K+、Na+通透性； ③细胞膜钠泵活动。
二、动作电位
动作电位：是指细胞受有效刺激后，在静息电 位基础上发生一个迅速的、可逆、可传播的膜电位 变化。
动作电位特征
1、标志细胞处于兴奋状态; 2、动作电位数值不断变化； 3、细胞产生动作电位后，才能引起活动状态的改变； 4、不同细胞的动作电位不同；
生理电相关概念
(1)极化-- 细胞处于安静状态时，细胞膜外带正电， 细胞膜内带负电( 膜内为-膜外为+)。 (2)反极化--受到刺激作用时，细胞膜内带正电， 细胞外带负(膜内为+膜外为- ) 。
(3)去极化--静息电位（膜内电位）减少的方向变化。 (-70 → -50mV)
(4)超极化--静息电位（膜内电位）增大的方向变化。 (-70 → -90mV) (5)复极化--膜电位先发生去极化反应后再向静息电位方 向恢复的过程。(-70mV → -50mV→ -70mV) (6)超射--膜电位高于零电位的部位。
•
局部电位特点
1、非“全或无”式---随 着刺激强度的增大，电位变化的 幅度也增大；
•
•
2、电紧张传播---随传播距离的延长, 传播幅度逐渐降低直至消失； 衰减性扩布---不能在膜上作远距离的 传播。
3、可总效应 ---通过总和达到阈电位时,使细胞产生动作电位。
时间总和：由连续刺激作用同一个部位， 引起兴奋叠加称为时间总和。
动作电位图形
刺激 去极化 阈电位 +30mV 0mV 上 升 支 -55mv 锋电位 超射值 下 降 支 阈电位 负后电位 正后电位 局部电位
反极化（超射）
复极化
后电位
静息电位
-70mV
动作电位产生机制 （1)动作电位上升支
细胞受刺激后膜通透性发生 改变，钠通道则由关闭状态转变 为开放状态。 钠离子 由细胞外 顺浓度差 和电位差流入细胞内，从而形成 了动作电位的上升支。
静息电位产生机制
(1)静息状态下细胞膜内、外离子分布不均： [Na+]o＞[Na+]i ;[Cl-]o＞[Cl-]i
[K+]i＞[K+]o ； [蛋白质]i＞[蛋白质]o
主要离子分布： 膜内：
膜外：
(2)静息状态下细胞膜对各种离子的通透性不同：
通透性：K+（通透性大）
K+外流的动力--细胞膜两侧K+浓度差 K+外流的阻力--细胞膜两侧的电场力
Na+泵活动,形成后电位
Na+通道
K+通道
小 结
1、动作电位的上升支：Na＋内流形成 2、动作电位的下降支：K＋外流形成的 3、动作电位的后电位：激活Na+－K+泵
电位的临界膜电位值。阈电位是可兴奋细胞的功能指标， 一般比正常静息电位低10-15mv。
阈电位：能使Na+通道突然大量开放而产生动作
+
K+
当细胞去极达+30mV时，膜的 钠通道关闭，钾通道开放增多。 钾离子在浓度差和电位差的 作用下由细胞内流出细胞外，构 成动作电位下降支。
K
+
K
+
Na+通道关、Na+内流停止+K+通道激活而开放
K+ K+ K
+
K+
K＋顺浓度差和电场力的作用→K＋迅速外流
膜内电位迅速下降
K+通道激活开放,K+外流形成AP下降支
)
动作电位的特点
一、“全或无”现象： 1、如果刺激达不到阈电位，动作电位就不会产生； 2、如果刺激达到阈电位，动作电位产生就会达到最大值； 3、如果给细胞加大刺激强度，不会引起细胞动作电位增大。
二、不衰减性传导： 动作电位不会因为传导距离加大，其幅度与波形始终不变。 在细胞膜任何部位产生，就会向其它未兴奋部位传导。
（3)动作电位后电位
K+ Na+
细胞内、外电位恢复，但离子 分布不均匀，从而激活钠泵。钠泵 逆着浓度差将细胞内Na+转运至细 胞外，将细胞外K+转运入细胞内， 从而使细胞内外的Na+、K+离子分 布恢复到原先的静息水平。
[Na+]i↑、[K+]O↑
K+ Na+
激活Na+－K+泵
Na+泵出、K+泵回， 离子恢复到兴奋前水平
静 息 电 位 的 测 定
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。 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。 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。
静息电位特征
1、大部分是稳定电位; 2、标志细胞处于安静状态; 3、不同细胞静息电位数值不同。神经细胞约-70mV， 骨骼肌细胞约-90mV，红细胞约-10mV。
Na+
Na+ Na+ Na+
Na+
Na+
Na+ Na+
当细胞受到刺激 当膜内电位变化到阈电位时→Na＋通道大量开放 Na+顺电化学差和电场力的作用内流
+ Na+ Na
Na+
Na+
膜内负电位减小到零并变为正电位
Na+通道激活开放,Na+内流形成AP上升支
Baidu Nhomakorabea
（2)动作电位下升支
K
+
K + K+ K+ K
空间性总和：由多个相近部位同时受到刺 激作用产生兴奋叠加称为空间总和。
局部兴奋与动作电位的区别
区别
①刺激强度 ②钠通道开放数 ③膜电位变化幅度
局部兴奋
阈下刺激 少 小
动作电位 阈或阈上刺激 多 大
④‘全或无’特点
⑤总和现象 ⑥传播特点
无
有 衰减性扩布
有
无 不衰减扩布
1. 静息电位大小接近于 ( B ) A.Na＋平衡电位 B.K＋平稳衡电位 C.Na＋平衡电位与K＋平衡电位之和 D.锋电位与超射之差 2. 在神经细胞动作电位的去极相，通透性最大的离子是 ( B A.K＋ B.Na＋ C.Ca2＋ D.Cl3. 细胞受刺激而兴奋时，膜内电位负值减少称作 ( B ) A.极化 B.去极化 C.复极化 D.超射 4. 安静时膜电位处于内负外正的状态，称为 ( A ) A.极化 B.去极化 C.复极化 D.超极化
绝对不应期：无论多强的刺激也不能再次兴奋的期间。 相对不应期：大于原先的刺激强度才能再次兴奋期间。 超常期：小于原先的刺激强度便能再次兴奋的期间。 低常期：大于原先的刺激强度才能再次兴奋的期间。
兴奋性周期性变化的意义
不管给组织的刺激频率有多高，绝对不应期 的长短决定了组织两次兴奋间的最短时间间隔。
细胞膜两侧K+浓度差 → 随着K+的不断扩散， 形成细胞膜外带正电，膜内带负电 → 形成一 个逐渐增大的电场力 → 当动力和阻力达到动 态平衡时，K+净流量为零 → 细胞膜两侧电位 差保持相对稳定状态。
结论:静息电位的产生主要是K＋外流产生。 Nernst 公式的计算：静息电位非常接近于 K 平衡电 位。公式中 Ex 为某离子 X+的平衡电位，R 为气体常数， T 为 绝 对温度 ， F 为 法拉 第 常数 ， Z 为原 子价 ， [X+]o 和 [X+]i分别为该离子在膜外侧和膜内侧溶液中的浓度。