细胞电生理

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对Na+的驱动力为:Em-ENa= +30mv (+60mv) = -30mv 对K+的驱动力则为:Em-EK = +30mv - (90mv) = +120mv
(一)动作电位时膜对离子的电-化学驱动力变化
在动作电位期间,尽管离子发 生跨膜流动,但离子的平衡电 位不会有明显变化。驱动力的 改变主要是由膜电位变化而引 起的。
去极化:静息电位减小的过程或状 态称为。
超极化:静息电位增大的过程或状 态称为。
复极化:细胞膜去极化后再向静息 电位方向恢复的过程。
反极化:去极化至零电位后膜电位 进一步变为正值。膜电位高于零电 位的部分称为超射。
离子跨膜扩散的条件: 一是钠泵的活动形成了膜内
外离子的浓度差细胞外。
Na+浓度是细胞内的10倍左右,而 细胞内的K+浓度相当于细胞外液 的30倍左右;
细胞电生理学
生物电信号的产生和传播都是在细胞膜两侧进行的,所 以要了解细胞电活动的机制和各种体表电图的产生原理, 首先需要了解跨膜电位的特性及其产生机制。
细胞的跨膜电位基本上有两种形式,即安静状态下相对 稳定的静息电位和受到刺激时发生的可远距离传播的、 迅速波动的动作电位。
极化:生理学中细胞在静息状态下, 膜外为正电位,膜内为负电位的状 态。
10mv → 660离子 1mol → 6.02×1023 Na+ 145 mmol K+ 155mmol
EK
RT ln PK [K ]O ZF PK [K ]i
静息电位
一、静息电位的记录
静息时,细胞膜两侧存在着 外正内负的电位差,称为静 息电位。这一电位差仅存在 于膜的内外表面之间。
二是膜对不同离子具有不同 的通透性。
通透性的大小决定了该离子跨膜 扩散对静息电位的作用大小。
离Βιβλιοθήκη Baidu跨膜扩散的平衡电位
某种离子跨膜扩散时,受到来自 浓度差和电位差的双重驱动力, 两驱动力的代数和称为电化学驱 动力。
平衡电位:即某离子电位差驱动 力等于浓度差驱动力时的跨膜电 位差,此时没有离子的跨膜净移 动。
离的增大,局部电位的幅度以距离的指数函数下降。 反应可以发生总和,局部反应没有不应期,可以发生时间
总和和空间总和。
神经和骨骼肌的静息电位都在-70~90mv,总是不同程度地小于K+平衡电 位,这是因为膜对Na+也有一定的通透 性,扩散内流的Na+可以部分抵消由K+ 外流所形成的膜内负电位。
三、钠泵的生电作用
通过钠泵活动,既可以建立和 维持膜两侧的离子浓度差,又 可直接影响静息电位。
钠泵每分解一分子的ATP,可 使3个Na+排出细胞外和2个K+ 进入细胞内,结果使膜内电位 的负值增大,但这种生电作用 对静息电位的影响不是很大, 并因细胞的种类和状态而有所 差异。
强度,称为刺激的阈值。刺激强度未达到阈值,动作电位不会发 生;刺激强度达到阈值后,可触发动作电位,而且其幅度达到该 细胞动作电位的最大值,再不会因刺激强度的逐渐增加而随之增 大,这一现象就是动作电位的“全或无”特性。 动作电位产生后,并不局限于受刺激部位,而是沿细胞膜迅速向 周围传播,直至整个细胞都依次产生一次动作电位,这就是动作 电位的可传播性;并且动作电位在同一个细胞上的传播是不衰减 的,其幅度和波形始终不变。
记录细胞跨膜电位时,置于 细胞外的电极是接地的,因 此记录到的电位是以细胞外 为零电位的膜内电位,范围 在-10~-100mV之间。
二、静息电位的形成机制
神经细胞静息时的膜电位Em为-70mv, ENa和EK分别为+60mv和-90mv。 对Na+的驱动力为:Em-ENa = -70mv (+60mv) = -130mv 对K+的驱动力则为:Em-EK = -70mv (-90mv) = +20mv
动作电位
一、细胞的动作电位
在静息电位的基础上,给 细胞一个合适的刺激,能 使其产生可传播的膜电位 波动,称为动作电位。不 同细胞的动作电位具有不 同的形态。
阈电位、锋电位、负后 电位(后去极化)、正 后电位(后超极化)
局部电位 绝对不应期、超常期、
低常期
动作电位有两个重要的特征,即“全或无”特性和可传播性。 刺激引发动作电位需要一定的强度。能引发动作电位的最小刺激
动作电位通过局部电流沿 细胞膜传导。
在有髓鞘神经纤维以跳跃 式传导进行传播。
局部电位
体内另一类重要的电信号。膜的主动反应参与局部电位的 形成。包括终板电位、突触后电位、慢波电位、发生器电 位。
局部电位的特征: 幅度大小呈等级性,局部电位的幅度可随刺激强度增大而
增大,没有全或无特性。 传导呈衰减式,从发生局部电位的起点开始,随着传播距
10mv → 660离子 1mol → 6.02×1023 Na+ 145 mmol K+ 155mmol
(二)动作电位期间膜电导的变化
在动作电位期间,各 种离子的电化学驱动 力不是恒定的,而是 随着膜电位的变化而 改变。
(三)动作电位的传播
细胞膜产生的动作电位可 沿细胞膜不衰减地传播至 整个细胞。
二、动作电位的产生机制
神经细胞静息时的膜电位Em为-70mv, ENa和EK分别为+60mv和-90mv。
对Na+的驱动力为:Em-ENa = -70mv (+60mv) = -130mv 对K+的驱动力则为:Em-EK = -70mv - (90mv) = +20mv
当膜电位去极化至+30mv的锋电位水平 时。
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