2-2细胞的生物电现象

可兴奋细胞受到刺激，细胞膜在静息电位基础 上发生一次短暂的、可逆的,并可向周围扩布 的电位波动称为动作电位。
AP实验现 象
！记忆-与AP相关的概念:
极 化:以膜为界，外正内负的状态。 去极化:膜内外电位差向小于RP值的方向变化的过程。 超极化:膜内外电位差向大于RP值的方向变化的过程。 复极化:去极化后再向极化状态恢复的过程。 反极化:细胞膜由外正内负的极化状态变为内正外负
③人工改变[K+]O/[K+]i，RP也发生相应改变
如：轴突管内置换等张Nacl,RP消失（即[K+]i↓→RP↓）
静息电位形成机制：细胞膜对的离子选择性通透和 离子的吸附作用
通透性：K+ ＞ Cl- ＞ Na+ ＞ A-
细胞内钾浓度高于细胞外
K+外流 膜外正电荷↑
A-滞留在膜内表面
膜内负电荷↑
阈上刺激
动作电位的相关概念
阈电位：能产生动作电位的临界膜电位 数值。
局部电位：可兴奋细胞受到阈下刺激时， 产生的小于阈电位的电位。
动作电位的特点和意义
特征： A：是非衰减（疲劳）式传导的电位。 B：具有“全或无”的现象：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。
C：动作电位的产生是细胞自身的特点， 与刺激无关（非刺激相关性） 意义：
＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋－ ＋－ ＋－ ＋ ＋ ＋＋ ＋ ＋ － － － － － － －＋ －＋ －＋ － － － － － －
动作电位的传导
有髓神经纤维－跳跃式
静息电位的 产生机制
产生机制－膜的离子流学说 细胞膜两侧带电离子的不均衡分布 细胞膜对各种离子通透性不同
哺乳动物神经轴突内外的离子浓度
主要 离子
Na+ K+ ClA-
离子浓度
（mmol/L）
膜内 膜外
14 142
155 5
8
110
60 15
膜内与膜 外离子比 例
膜对离子通 透性
1:10 31:1 1:14 4:1
AP的产生是细胞兴奋的标志 概念：兴奋，兴奋性
局部电位
特点： A：具有刺激 相关性，非 “全或无”现 象
B：电紧张方 式扩布
C：具有总和 效应
阈下刺激的时间性和空间性总和
提醒！：
1.刺激：①在细胞膜内施加负相电流（或膜 外施加正相电流）刺激时，会引起超极化，不会
引发AP；相反，会引起去极化，引发AP；
动作电位的传导
无髓神经纤维－局部电流
＋－ ＋－ ＋－ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ －＋ －＋ －＋ － － － － － － － － － － － －
＋ ＋ ＋ ＋－ ＋－ ＋－ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ － － － －＋ －＋ －＋ － － － － － － － － －
形成阻止K+外流电场力 = 形成促进K+外流浓差力
K+外流达到平衡,形成静息电位
关于静息电位的小结
1.定义和相关概念 2.产生机制： A：细胞膜内外离子分布不均衡 B：细胞膜对离子具有选择通透性 C：静息电位接近钾离子的平衡电位 D：钠泵的生电活动建立和维持膜两侧的离
子浓度差
关于静息电位的小结
3.影响因素 A：血钾（相当于细胞外钾）浓度 B：细胞膜对钾离子和钠离子的通透性 C：钠泵的生电活动水平
mV 40
0
-55 -70
Na+
K+
+
-
+
-
-+-+-+++-- +--+--+-++-++---
++ + --- -
+
-
-+钠-+-泵+- -+
+
+
+
+
K+
K+
ATP Na+
动作电位机制的实验证据
动作电位机制的实验证据
刺激与膜电位 局部电位： 局部兴奋
动作电位： 可传播的兴 奋
阈下刺激 阈刺激
通透性很小 通透性大
通透性次之 无通透性
举例：离子的平衡电位
平衡电位的计算与静息电位的实验证明
①Nernst公式的计算 EK=RT/ZF•ln[K+]O/[K+]i =59.5 log[K+]O/[K+]i
EK ≈ -90mV
ENa≈+50mV
② Hodgkin 和 Katz的实验
在枪贼巨大神经纤维测得RP值为-77mv,与Nernst公式的 计算值（-87mv）基本符合。
第二节 细胞的生物电现象和兴奋性
一、静息电ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ及其产生机制
生物电现象
mV
静息电位
0
-70
+++++ ++++++++ +++++
--------------------
记录到静息电的实验示意图
静息电位存在的证据：
（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， 证明膜内无电位差。
静息电位(resting potential)
概念－细胞处于相对安静状态时，细胞 膜内外存在的电位差。
神经细胞
-70～-90mV
骨骼肌细胞 -70～-90mV
心肌细胞
-90mV
红细胞
-10mV
相关概念
▪ 极化－安静时存在于膜两侧内负外正的状态。 ▪ 超极化－膜内负值加大 ▪ 去（除）极化－膜内负值减小 ▪ 复极化－去极化→极化
②刺激分：阈刺激、阈上刺激、阈下刺
激，前二者能使膜电位去极化达到阈电位引发
AP；后者只能引起低于阈电位的去极化（即局
部电位）不会引发AP。 2.阈电位：是激活电压门控性Na+通道的临界
值。即阈电位先引发一定数量的Na+通道开放， Na+迅速大量内流后，再引发更多数量的Na+通 道开放，爆发AP。
因此，当膜电位达到阈电位后，导致Na+通道 开放与Na+内流之间出现再生性循环。
的极性反转过程。 后电位：锋电位下降支最后恢复到RP水平以前，一 种时间较长、波动较小的电位变化过程。 包括：负后电位=去极化后电位，后去极化
正后电位=超极化后电位，后超极化
动作电位( action potential)
机制 上升支－Na+内流（内向电流） 下降支－K+外流（外向电流） 后电位－Na+－K+泵
二、动作电位及其产生机制
动作电位(锋电位) mV
过程
40
超射
0
上升支－去极化
下降支－复极化
-55
-70
后电位
+ + + +-+- -+-+ + + + + + + + + + + + - - -+-++- -+- - - - - - - - - - -
动作电位(action potential AP)