第三章第三节神经的兴奋与传导2.ppt
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1、一、细胞的生物电现象 (一)刺激与反应,1、刺激(stimulus) 能为机体(活组织或细胞)感受的环境变化;或引起细胞发生反应的环境变化。 2、刺激的分类 根据刺激性质:物质的(机械、电、热等)、化学的、生物刺激;根据刺激作用:适宜、不适宜。 3、常用电刺激 强度、波形、时间好控制;不易引起损伤;可重复使用。 4、反应 机体(活组织或细胞)受到刺激后功能活动状态的改变。分为:(1)兴奋:活动状态增强;(2)抑制:活动状态减弱。,(二)兴奋性与兴奋 1、兴奋性(excitability) 机体(活组织或细胞)对刺激发 生反应的能力。或细胞受到刺激后产生动作电位的能力。 2、兴奋(excitem
2、ent) 机体(活组织或细胞)由安静状态 变为活动状态或活动加强过程。或机体产生动作电位的 过程。 3、兴奋与兴奋性 (1)兴奋为外在表现,兴奋性为潜在能力 (2)兴奋性的高低是指兴奋反应发生的难易程度(兴奋性高,易发生兴奋;兴奋性低不易发生兴奋),4、衡量指标 (1)兴奋的指标:动作电位 (2)兴奋性的指标:阈值 5、可兴奋组织 神经、肌肉和腺体称为可兴奋组织,因为 (1)它们兴奋性最高,很小刺激强度就可使它们兴奋; (2)在刺激后出现动作电位,并且可用肉眼或仪器观察 到它 们 的反应。,(三)兴奋性指标-阈值(threshold),1、刺激三要素:强度、持续时间、变化率(强度/时间)。 2
3、、常用刺激强度作为兴奋性指标。刚能 引起组织产生反应的最小刺激称阈刺激,其强度称阈强度,简称阈值 (threshold)。阈值大小和兴奋性成反比。 强度小于和大于阈值的刺激分别称为阈下和阈上刺 激。,二、神经、骨骼肌细胞生物电现象,(一)生物电: 可兴奋细胞膜内外两侧存在的跨膜 电变化 。 (二)分类:,单细胞,组织器官:,安静时静息电位(Rp),受刺激时动作电位(Ap) 反应,ECG、脑电、肌电等所有细胞Ap 的综合表现,进行细胞生物电研究的材料 1、理想的实验材料:枪乌贼的巨大神经纤维,直径达1mm,是20世纪30年代英国的J.Z.Young发现的。 2、理想实验工具:1939年英国A.L
4、.Hodgkin 与 A.F.Huxley发明玻璃微电极,是一个尖端约为0.5um的毛细玻管,管内充以饱和KCl溶液,可直接插入轴突中。而几乎不影响其正常机能。可以测定神经纤维的静息电位和动作电位。,(一)静息电位(resting potential,RP)(膜电位) 1、含义:细胞未受到刺激,处于安静状态下的膜内外的电位差。表现为膜内较膜外为负,是一种稳定的直流电位.,2、特点: A、电位外高内低,若外为零,内为负值。 B、大多数细胞的RP 相对恒定(只要未受到刺激,代谢正常),心肌自律细胞和胃肠平滑肌细胞例外。 3、数值:哺乳动物神经细胞和心室肌细胞约为 -70- 90mv。 4、产生机制
5、 (1) 膜的离子流学说 Bernstein提出,非生物的人工膜物理模型 a、细胞内外各种离子浓度分布不均; b、细胞膜对各种离子有选择的通透性。,具体说,静息时K+的外流是RP形成的最主要原因。 RP 可看作K+的移动所达到平衡电位(K+的平衡电位),但实际上RP小于K+的平衡电位. 小结:K+分布不均,K+选择通透,K+平衡电位。 膜片钳技术证实了这个推论,5、描述膜两侧电荷分布状态的常用术语: (1)极化:静息时胞膜内负外正状态称为膜的极化。 (2)超极化:当膜的两侧极化加剧,即负值增大。 (3)去极化:当膜的两侧极化减弱,即负值减小。 (4)反极化(也称超射):极化状态的翻转(由外正内
6、负转变为内正外负),即动作电位上升支中零位线以上的部分。 (5)复极化:先发生去极化,后恢复到极化状态。,(二)动作电位(action potential,AP),1、含义: 可兴奋细胞在接受 刺激兴奋时,在RP 基础上发生的膜电位 由去极化至倒极化与 复极化的过程。简 单的说:AP实际是在 RP基础上发生一次膜 两侧电位的快速而可 逆的倒转。是兴奋的 标志。,2、产生机制:当细胞受刺激时,膜去极化,达到阈电位,膜上Na+通道被激活而开放, Na+顺浓度梯度和电位梯度瞬间大量内流,细胞内正电荷迅速增加,电位上升,膜内电位由负到再到正,形成AP上升支(去极化期和反极化期),当膜内正电荷足以抵抗N
7、a+内流,膜电位达到一个新的平衡点+30mv(即Na+的平衡电位),后Na+通道逐渐失活而关闭,K+通道逐被激活开放,使Na+内流停止,K+快速外流,胞内电位迅速下降,恢复到兴奋前负电位状态,为锋电位的下降支(复极化时期)。Na+通道有三种状态:a,关闭、静息。b,激活打开。c,失活,关闭。去极化Na+通道激活失活复极化使失活解除静息的关闭状态。失活后必须转入静息(关闭)状态才能再次被激活。,小结:刺激达阈,Na+入去极,K+出复极,Na+泵恢复。,3、动作电位的组成(以神经细胞为例) (1)锋电位: (2)后电位:锋电位后一种时间较长, 波 动较 小 的电位变化.,去极化(-90 0 +30
8、),复极化(+30 0 -90),4、产生条件: (1)刺激产生的去极化要达到一个临界值(阈电位)才能产生AP。阈电位是能使Na+通道瞬时大量开放而引发AP时的临界膜电位. (2)膜处于正常静息状态。,5、特点: “全或无”现象 A、AP的大小与刺激强度无关,它的幅度等于Na+的平衡电位与RP绝对值之和)。 B 、 AP不仅出现在受刺激的局部,它也可向周围 C膜传播,且大小不因传播距离而改变,(三)兴奋在同一个细胞上的传导 (1)含义:AP一经产生可沿细胞膜传播。在单一细胞上称传导。神经细胞上传导的AP也称神经冲动。 (2)本质:局部电流流动(兴奋部位与未兴奋部位之间产生的外向电流使未兴奋部位
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