03细胞的生物电现象和兴奋性生理学-PPT文档资料.ppt
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1、学习重点,1.理解刺激、反应、兴奋性的概念。 2.掌握阈值的概念及意义。 3.理解静息电位、动作电位的概念、特 征,了解其产生机制。 4.理解动作电位的传导,了解传导原理。,第一节 刺激、反应与兴奋性,兴奋性(excitability)是指组织细胞对刺激发生反应的能力或特性,是生命的基本特征之一。 刺激(stimulus)能被机体或组织细胞感受到得环境变化。 分类:物理、化学、生物、社会心理等方面。 反应(reaction)机体或组织细胞受到刺激后所发生的一切变化。,形式,兴奋 相对静止变为活动状态或活动由弱变强,抑制 活动变为相对静止状态或活动由强变弱,刺激引起组织细胞发生反应的条件,衡量不
2、同组织细胞兴奋性高低的指标,阈值(threshold )如果将刺激持续时间、强度-时间变化率固定不变,测量能引起组织或细胞产生兴奋的最小刺激强度,阈值与兴奋性呈反变关系,根据阈值把刺激分为,第二节 细胞的生物电现象与细胞的兴奋,静息电位 动作电位,静息电位 细胞处于安静状态时,存在于细胞膜内、外两侧的电位差,称为静息电位(resting potential,RP)。,证明RP的实验:,(甲)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。,(乙)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。,(丙)当A、B电极都位于细胞膜内,无电位改变,证明膜内无电位
3、差。,极 化:静息时,细胞所保持的稳定的内负外正 状态 超极化:以静息电位为基准,膜内电位向负值增大 的方向变化 (膜内外电位差增大) 去极化:膜内电位向负值减小方向变化 复极化:细胞发生去极化后,再向原来的极化状态 恢复的过程 反极化:如果膜电位由外正内负,变为内正外负,基本概念,静息电位产生的机制,离子流学说认为,生物电的产生要有两个前提条件: 一是细胞膜内外的离子分布不均匀; 二是细胞膜对各种离子的通透性不同。,哺乳动物细胞内、外主要离子的分布,RP产生机制的膜学说: 静息状态下细胞膜内外离子分布不均;细胞膜对离子的通透具有选择性:K+Cl-Na+A-,Ki顺浓度差向膜外扩散 A-i不能
4、向膜外扩散,K+i、A-i膜内电位(负电场) K+o膜内电位(正电场),膜外为正、膜内为负的极化状态,当扩散动力与阻力达到动态平衡时=RP,结论:RP的产生主要是K向膜外扩散的结果。 RP=K+的平衡电位,动作电位(action potential,AP)是可兴奋细胞受刺激时,在静息电位的基础上发生的一次迅速的可扩布性电位变化。,去 极 化,上 升 支,下降支,3.动作电位的图形,刺激,局部电位变化,阈电位,去极化,零电位,反极化(超射),复极化,(负、正)后电位,1.AP产生的基本条件: 膜内外存在Na+差:Na+iNa+O 110; 膜在受到阈刺激而兴奋时,对离子的通透性增加: 即电压门控
5、性Na+、K+通道激活而开放。,动作电位的产生机制,当细胞受到刺激,细胞膜上少量Na+通道激活而开放,Na+顺浓度差少量内流膜内外电位差局部电位,当膜内电位变化到阈电位时Na通道大量开放,Na+顺电化学差和膜内负电位的吸引再生式内流, Na+i、K+O激活Na+K+泵,AP的产生机制:,膜内负电位减小到零并变为正电位(AP上升支),Na+通道关Na+内流停+同时K+通道激活而开放,K顺浓度差和膜内正电位的吸引K迅速外流,膜内电位迅速下降,恢复到RP水平(AP下降支),Na+泵出、K+泵回,离子恢复到兴奋前水平后电位,动作电位的特征: 具有“全或无”的现象: all or none phenom
6、enon 即同一细胞上的AP大小不随刺激强度和传导距离而改变的现象。 动作电位的意义: AP的产生是细胞兴奋的标志。,局部兴奋,概念: 阈下刺激引起的低于阈电位的去极化(即局部电位),称局部反应或局部兴奋。,特点: 不具有“全或无”现象。其幅值可随刺激强度的增加而增大。 电紧张方式扩布。其幅值随着传播距离的增加而减小。 具有总和效应:时间性和空间性总和。,时间性总和,空间性总和,兴奋在同一细胞上的传导 (一)传导机制:局部电流,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
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