1、細(xì)胞的電活動詳解演示文稿1第一頁，共四十一頁。（優(yōu)選）細(xì)胞的電活動2第二頁，共四十一頁。（一）膜電容和膜電阻細(xì)胞膜的電纜學(xué)說 細(xì)胞外液和細(xì)胞內(nèi)液均為含電解質(zhì)的液體，可以看作為兩個導(dǎo)體，有一定的電阻；膜電容： 細(xì)胞膜脂質(zhì)雙層類似于一個平板電容器，相對地視作絕緣體，因此細(xì)胞膜具有顯著的電容特性。一、細(xì)胞膜的被動電學(xué)特性3第三頁，共四十一頁?？缒る娢唬?當(dāng)膜上的離子通道開放而引起帶電離子的跨膜流動時，就相當(dāng)于在電容器上充電或放電而產(chǎn)生的電位差，稱為跨膜電位或簡稱為膜電位。膜電阻： 對帶電離子而言，膜電導(dǎo)就是膜對離子的通透性。4第四頁，共四十一頁。二、 靜息電位(resting potential，R

2、P) 1. 概念： 指細(xì)胞未受刺激時細(xì)胞膜兩側(cè)存在的外正內(nèi)負(fù)的電位差。2. 測量方法： 細(xì)胞內(nèi)電位記錄方法。 5第五頁，共四十一頁。記錄裝置：一對測量電極 一個放在細(xì)胞的外表面，另一個連接玻璃微電極。 當(dāng)微電極刺入膜內(nèi)時，記錄儀器上顯示一個突然的電位躍變，表明細(xì)胞膜內(nèi)外兩側(cè)存在著電位差。存在于安靜細(xì)胞的表面膜兩側(cè)的，簡稱靜息電位。6第六頁，共四十一頁。 細(xì)胞外電位記錄 細(xì)胞內(nèi)電位記錄7第七頁，共四十一頁。數(shù)值:骨骼肌約-90;神經(jīng)約-70;平滑肌約-55;紅細(xì)胞約為-10mV.8第八頁，共四十一頁。靜息電位特征：通常是平穩(wěn)的直流電位（但在某些神經(jīng)細(xì)胞和平滑肌細(xì)胞也可出現(xiàn)自發(fā)性的靜息電位波動）；

3、不同細(xì)胞靜息電位的數(shù)值可以不同，并且只要細(xì)胞未受刺激、生理條件不變，這種電位將持續(xù)存在。 9第九頁，共四十一頁。 極化：靜息時膜兩側(cè)所保持的外正內(nèi)負(fù)的狀態(tài)；超極化：膜內(nèi)外電位差的數(shù)值向膜內(nèi)負(fù)值加大的方向變化時，稱為膜的超極化；去極化：膜內(nèi)電位向負(fù)值減小的方向變化，稱為去極化；反極化：去極化至零電位后膜電位進(jìn)一步變?yōu)檎捣Q為反極化。膜電位高于零電位的部位稱為超射。復(fù)極化：細(xì)胞先發(fā)生去極化，然后再向正常安靜時膜內(nèi)所處的負(fù)值恢復(fù)。與靜息電位有關(guān)的概念10第十頁，共四十一頁。(二) 靜息電位的產(chǎn)生機制：膜學(xué)說： 1902年Bernstein認(rèn)為生物電現(xiàn)象的各種表現(xiàn)，主要是由于細(xì)胞內(nèi)外離子分布不均勻以及

4、在不同狀態(tài)下，細(xì)胞膜對不同離子的通透性不同離子跨膜擴散。11第十一頁，共四十一頁。1.離子跨膜擴散的驅(qū)動力： 濃度差 方向和速度 電位差 電化學(xué)驅(qū)動力 12第十二頁，共四十一頁。 (1)靜息狀態(tài)下質(zhì)膜內(nèi)、外離子分布不均勻2.靜息電位的形成 13第十三頁，共四十一頁。 K+的通透性較高：非門控鉀通道 神經(jīng)纖維、心肌細(xì)胞膜 Na+有一定通透性; Cl-不存在原發(fā)性主動轉(zhuǎn)運被動分布; Ca2+通透性很低忽略 有機負(fù)離子幾乎不通透 (2)靜息狀態(tài)下質(zhì)膜對離子的通透性不同 14第十四頁，共四十一頁。靜息狀態(tài)下質(zhì)膜對離子的通透性不同 15第十五頁，共四十一頁。 (3)靜息電位產(chǎn)生的機制: 主要是由K+外流

5、形成的； 接近K+平衡電位。 16第十六頁，共四十一頁。3.鈉泵的生電作用:鈉泵的生電作用對RP的貢獻(xiàn)并不很大17第十七頁，共四十一頁。4.影響靜息電位的因素 細(xì)胞外K+濃度的改變； 膜對K+和Na+的相對通透性; 鈉-鉀泵活動的水平。 18第十八頁，共四十一頁。三、動作電位及其產(chǎn)生機制(一)細(xì)胞的動作電位(action potential，AP)。 在靜息電位的基礎(chǔ)上，可興奮組織或細(xì)胞受到一個適當(dāng)刺激時，其膜電位發(fā)生的一次快速、可逆、并有擴布性的電位變化,稱為動作電位。它是細(xì)胞興奮的標(biāo)志。19第十九頁，共四十一頁。20第二十頁，共四十一頁。1.動作電位的波形: 峰電位： 動作電位的主要部分

6、后電位： 低幅而緩慢負(fù)后電位（后去極化）正后電位（后超極化）21第二十一頁，共四十一頁。2.動作電位的特征：“全或無”的性質(zhì) 當(dāng)刺激未達(dá)閾值時，動作電位不會出現(xiàn)，一旦達(dá)到閾電位水平 ，動作電位便迅速產(chǎn)生，并達(dá)到最大值，其幅度和波形不隨刺激的強度增強而增大。可傳播性 動作電位能沿細(xì)胞膜向周圍不衰減性傳導(dǎo)，其幅度和波形始終保持不變。22第二十二頁，共四十一頁。（二）動作電位的產(chǎn)生機制 當(dāng)膜受到刺激而發(fā)生通透性改變時， 帶電離子將沿著電化學(xué)驅(qū)動力的方向發(fā)生 跨膜運動，并引起膜電位的變化。23第二十三頁，共四十一頁。 內(nèi)向電流: 正電荷由膜外流入膜內(nèi); 內(nèi)向電流膜去極化； 外向電流: 正電荷由膜內(nèi)流出

7、膜外; 外向電流膜復(fù)極化或超極化。 在靜息電位條件下Na+受到很強的內(nèi)向驅(qū)動力 在鋒電位期間K+受到很強的外向驅(qū)動力 24第二十四頁，共四十一頁。1. 鋒電位的上升支：細(xì)胞受刺激時膜對Na+通透性突然增大Na+迅速內(nèi)流造成膜內(nèi)負(fù)電位的迅速消失,由于膜外Na+的較高勢能, Na+繼續(xù)內(nèi)移,出現(xiàn)超射。 鋒電位的上升支是Na+快速內(nèi)流造成的,接近于Na+的平衡電位。25第二十五頁，共四十一頁。2. 鋒電位的下降支： 由于Na+通道激活后迅速失活Na+電導(dǎo),同時膜結(jié)構(gòu)中電壓門控性K+通道開放K+電導(dǎo)；在很強的外向驅(qū)動力作用下K+迅速外流。鋒電位的下降支是K+外流所致。26第二十六頁，共四十一頁。27第

8、二十七頁，共四十一頁。 AP上升支AP下降支28第二十八頁，共四十一頁。 3.后電位 負(fù)后電位: 復(fù)極時迅速外流的K+蓄積在 膜外側(cè)附近，暫時阻礙了K+ 外流。 正后電位: 生電性鈉泵的作用。29第二十九頁，共四十一頁。（三）動作電位的傳播 30第三十頁，共四十一頁。（1）在無髓鞘的神經(jīng)纖維上：局部電流 31第三十一頁，共四十一頁。 圖2-16 無髓鞘神經(jīng)纖維興奮的傳播原理32第三十二頁，共四十一頁。（2）有髓鞘的神經(jīng)纖維上：跳躍式傳導(dǎo) 33第三十三頁，共四十一頁。（四）縫隙連接6個連接蛋白單體 (親水性孔道)34第三十四頁，共四十一頁。 縫隙連接的特性：通常是開放的允許水溶性分子和離子通過

9、膜的電阻很低AP通過流經(jīng)縫隙連接的局部電流直接傳播到另一個細(xì)胞 縫隙連接的意義： 使相臨的細(xì)胞對某些信號作出協(xié)同反應(yīng),出現(xiàn)同步化活動。35第三十五頁，共四十一頁。 四、可興奮細(xì)胞及其興奮性（一）興奮和興奮性概念的變遷 活組織或細(xì)胞對刺激發(fā)生反應(yīng) 的能力，稱為興奮性，而由刺激 引起的反應(yīng)，稱為興奮。 其中的刺激是因，反應(yīng)是果。36第三十六頁，共四十一頁。 在近代生理學(xué)中： 興奮性是指細(xì)胞受到刺激時產(chǎn)生動作電位的能力。 興奮就是指產(chǎn)生了動作電位，或者說產(chǎn)生了動作電位才是興奮。37第三十七頁，共四十一頁。（二）可興奮細(xì)胞 凡在接受刺激后能產(chǎn)生動作電位的細(xì)胞，稱為可興奮細(xì)胞。 所有的可興奮細(xì)胞都必然具有電壓門控鈉通道或電壓門控鈣通道，它們在受刺激后這些離子通道被激活產(chǎn)生動作電位。神經(jīng) 沖動肌肉 電變化（AP） 收縮腺體 分泌38第三十八頁，共四十一頁。（三）閾刺激 刺激：指細(xì)胞所處環(huán)境因素的變化。 閾刺激：在刺激的持續(xù)時間以及刺激強度對時間的變化率不變的情況下，剛能引起細(xì)胞興奮或產(chǎn)生動作電位的最小刺激強度。 閾下刺激 閾上刺激 閾刺激 衡量細(xì)胞興奮性的指標(biāo) 39第三十九頁，共四十一頁。（四）細(xì)胞興奮后興奮性的變化 40第四十頁，共四十一