細(xì)胞的電活動

1、細(xì)胞的電活動,人體及生物體活細(xì)胞在安靜和活動時都存在電活動（bioelectricity）。 膜是絕緣的，介電常數(shù)3~5；6nm。膜兩側(cè)有電位差。 膜上有離子通道：離子流動時，有電位變化。,安靜時：靜息電位。弱刺激：電緊張電位 electrotonic potential強刺激：產(chǎn)生局部電位-閾電位-動作電位,一、靜息電位 Resting potential 及其產(chǎn)生機制,（一）.RP: 安靜時，細(xì)

2、胞膜內(nèi)外的電位差, 外正內(nèi)負(fù)極化狀態(tài)。 穩(wěn)定的直流電（自律細(xì)胞除外）,1、記錄,膜電位 membrane potential: 存在于膜兩側(cè)的電位差 極化狀態(tài) polarization： 安靜狀態(tài)時，膜電位外正內(nèi)負(fù) 超極化 hyperpolarization ：靜息電位絕對值增大 復(fù)極化

3、 repolarization： 去極后向靜息電位恢復(fù)的過程 去極化 depolarization： 膜內(nèi)靜息電位絕對值減小 超射值 overshoot： 去極化超過0電位的部分。,,2、數(shù)值： 骨骼肌 -90mv，心肌 -90mv， 神經(jīng)組織 -70mv； 平滑肌- 55mv，RBC -10mv,1、條件 1)鈉泵活動形成膜內(nèi)、外離子濃度差

4、2)靜息狀態(tài)下細(xì)胞膜對K+通透，非門控性鉀通道。,[K+]i ＞[K+],（二）靜息電位的產(chǎn)生機制,2、證明 ① 與Hodgkin 和 Katz在槍賊巨大神經(jīng)纖維測得-77mv相近, ② 人工改變[K+] O /[K+]i，RP發(fā)生相應(yīng)改變。3、影響因素 ① 膜兩側(cè)的K+ 濃度差改變

5、 ② 膜離子通道的通透性變化 ③ 鈉泵的活動增強時: 膜內(nèi)超極化,圖2-9 K+ 、Na+ 和 Cl ﹣的平衡電位與靜息電位和動作電位的關(guān)系EK 、 ENa 和 ECl 分別為 K+ 、 Na+ 和 Cl ﹣的平衡電位；RP: 靜息電位； AP: 動作電位,RP 形成的機制：鉀離子的平衡電位,二、動作電位(AP)及其產(chǎn)生機制 (一) 動作電位,2、AP特征： ①全或無”性質(zhì)：同一細(xì)胞上AP的大小不隨刺激強

6、度而改變。 ②可傳播性：AP在同一細(xì)胞上的傳播是不衰減的。不隨傳導(dǎo)距離而改變。 ③不融合：有不應(yīng)期,3、意義：AP是細(xì)胞興奮的標(biāo)志, 傳播信息, 觸發(fā)細(xì)胞活動.,1.概念：在靜息電位基礎(chǔ)上，給細(xì)胞 一個適當(dāng)?shù)拇碳ぃ|發(fā)其 產(chǎn) 生可傳播的膜電位波動.,鋒電位：pike potential是AP的標(biāo) 升支　去極化+超射（ –70 mV 迅速去極至+30mV

7、 降支：復(fù)極化初期（ +30迅速復(fù)極至接近–70 mV） 后電位　復(fù)極化后期：后去極化（負(fù)后電位） 后超極化（正后電位）,1、電化學(xué)驅(qū)動力：決定離子跨膜移動方向 靜息電位- Na+受到很強的內(nèi)向驅(qū)動力 鋒電位---- K+受到很強的外向驅(qū)動力,靜息膜電位為﹣70mV,膜電位為去極化+30mV,（二）動作電位的產(chǎn)生機制,2、動作電位期間膜電導(dǎo)的變化- -

8、離子通道--通透性 內(nèi)向電流——Na+內(nèi)流 外向電流—— K+外流,不同程度去極化對膜鈉電導(dǎo)和鉀電導(dǎo)的影響,根據(jù)上述電壓鉗制期間記錄的鈉電流和鉀電流計算出的鈉電導(dǎo)（ gNa ）和鉀電導(dǎo)（ gK ）,實施電壓鉗的程序，膜電位（ Vm ）從維持電位﹣ 60mV 起始，迅速鉗制到﹣ 40mV 、﹣ 20mV 、 0mV 、和﹢ 20mV ；,3、動作電位的產(chǎn)生過程,去極相,K＋電化學(xué)驅(qū)動力,,K＋外流,,K＋平衡電位靜息電

9、位,后電位,復(fù)極相,K＋通透性增加,復(fù)極化,鈉泵逆濃度轉(zhuǎn)運Na+-K+,,4、膜對離子通透性的變化---通道狀態(tài)：,,關(guān)閉（close）激活（activation）失活（inacvtivation）復(fù)活（recovery from inactivation),兩個閘門的假設(shè): Na通道:m門, h門 鉀通道: n門,膜片鉗patch clamp技術(shù)： 可記錄出單通道電流，,負(fù)后電位： 迅速外流的

10、K+蓄積膜外，暫時阻礙K+外流。正后電位：生電性鈉泵作用（超極化）。,,后電位,AP產(chǎn)生的機制,（三）刺激與興奮的關(guān)系： 興奮：AP的產(chǎn)生 ; 刺激：內(nèi)外環(huán)境的變化 1.刺激： ①在細(xì)胞膜內(nèi)施加負(fù)相電流（或膜外施加正相 電流）刺激，會引起超極化，不會引發(fā)AP； 相反，會引起去極化，引發(fā)AP；

11、 ②刺激分：閾下刺激，閾刺激、閾上刺激、,2.電緊張電位 electrotonic potential： 膜電位隨著跨膜電流的逐漸衰減而衰減的電位變化。,3，局部電位 local potential ： 在電緊張電位基礎(chǔ)上膜去極化，但此時外向鉀電流大于內(nèi)向鈉電流，膜電位又復(fù)極到靜息電位水平的膜電位波動。 終板電位，感受器電位,電緊張電位和局部電位的特點： ①不具有“全或無”現(xiàn)象。其幅值 隨刺激強

12、度的增加而增大。 ②電緊張方式擴布。其幅值隨著傳播距離的增加而減小。 ③具有總和效應(yīng)：時間性和空間性總和。。,4.閾電位：是激活電壓門控性Na+通道的臨界值,一般比靜息 電位小10～20mV，。即閾電位先引發(fā)一定數(shù)量的 Na+通道開放，Na+迅速大量內(nèi)流后，再引發(fā)更多數(shù) 量的Na+通道開放，爆發(fā)AP。 當(dāng)膜電位達到閾電位后，導(dǎo)致Na+通道

13、開放與Na+內(nèi)流之 間出現(xiàn)再生性循環(huán)。,,(四) 動作電位的傳播AP在同一細(xì)胞上的傳導(dǎo):：已興奮部位和靜息部位之間電荷移 動產(chǎn)生的局部電流.AP在細(xì)胞間的傳播：縫隙連接,三、 細(xì)胞興奮后興奮性的變化,絕對不應(yīng)期：無論多強的刺激也不能再次興奮的期間。 相對不應(yīng)期：大于原先的刺激強度才能再次興奮期間。 超常期：小于原先的刺激強度便能再次興奮的期間。