生理学ppt课件

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K+顺浓度差(化学驱动力)跨膜外+ 流,
+建立起内负外正的+跨膜+ 电A-位。 +
+
＋
++ ++ ++ + A-
+
A+
A-
－ + ++ +
++
+
A-
++ ++ +
++ +
+ A-
+
+
A-
+
Hale Waihona Puke ++
A-
A-
.
+
+
A++
+
++ ++ ++ + A-
+
A+
A-
+
＋
+ ++ +
++
+
A-
++ ++ +
++ +
分级电位特征：振幅随扩散距离的增大而减小， 故只能在较小的范围内作短距离的扩散。
单个阈下刺激能造成去极化，未达到 阈电位水平， 少量Na+道开，Na+内流 叠加产生局部反应（局部 兴奋），很快 被K+外流所抵消。
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概念：
阈下刺激 引起的低 于阈电位 的去极化 （即局部 电位）， 称局部兴 奋。
第三章 神经元的兴奋与传导
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第一节 细胞膜的电生理
细胞膜电位：脂质双分子层构成绝缘层， 细胞膜内、外带电离子的不均等分布，使 细胞膜两侧产生了一定的电位差。
细胞膜的生物电现象：细胞膜受刺激后产 生的电化学性质的变化。
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一、静息膜电位的形成和维持
(一）概念： 细胞在安静状态时存在于细胞膜内外
两侧的电位差，称为静息膜电位，也 称静息电位。
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电位计
0
+
-
B
A 微电极
细胞膜
细胞
.
0
+
-
B +++ ---
本实验提示: 1.0跨mV膜有电位差 2.膜内低于膜外 3.稳定直流电位
++++++++ ++++++++ -------- --------
++++++++ --------
A +++ ---
-90mV
0mV
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极化：活细胞的细胞膜膜内外存在电位 差的现象。
度 阈刺激——达到阈强度的有效刺激 阈上刺激——高于阈强度的刺激 阈下刺激——低于阈强度的刺激 注： 阈值可以作为衡量细胞和组织兴奋性
的指标，但并非固定参数
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（二）分级电位和动作电位
1、分级电位（局部电位)
首先给细胞一个较小的刺激，然后不断增大刺激 强度，所形成的电位幅值也会逐步由小变大，将 这种具有不同幅值的电位称为分级电位。
K+-Na+泵的作用：将胞内Na+泵出，将胞 外K+泵入，从而抵消了两种离子的膜渗漏 通量。
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钠-钾泵转运和通道介导的易化扩散
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总结: ① 由于膜内外存在不同的离子浓度，膜对这些 离子具有不同的通透性，导致了静息电位的形成； ② 静息状态时，所有被动通透力与主动转运的 力平衡，使膜电位保持恒定不变。
若知道K+在胞内外分布的浓度，可以利用 Nernst方程来计算静息膜电位。
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Nernst公式(1889):
EX=—RZ—FT
log—[X—+]o [X+]i
简化公式：
EX=
61 log—[X—+]o (mV) [X+]i
如哺乳动物骨骼肌细胞:
[K+]i : 155mmol/L, [K+]o: 4mmol/L,
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特点： ①不具
有“全或无” 现象。
②电紧 张方式扩布。
③具有 总和效应： 时间性和空 间性总和。。
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如果同时有多个突触活动，则它们各自所产生的 突触电流可以累加起来。通过这种方式，神经元 就把不同来源的信息加以整合。
在活细胞中， K+、Na+是共同对膜电位的 形成发挥作用的。
但在静息状态下， K+通透性是Na+50-75倍。 相对较大量K+的净外流建立了一个-90mV的 膜电位，相对少的Na+内流部分消除或中和 了K+的平衡电位。
神经细胞静息膜电位值为-70mV。
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4、K+-Na+泵和膜电位的维持
静息状态下， K+和Na+的扩散时刻在进行， 但胞内K+浓度没有持续下降， Na+浓度也 没有持续增加，为什么？
+ A-
+
当促使K+外流力与阻止K+外+ 流力A- 平衡时,
+
+
即, K+的电化学驱动力为零时+, A-
A-
K+的净通量为零 →K+平衡电位(RP)
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大量实验证明：当细胞外的K+浓度降低时， 静息电位增大；膜外K+浓度增高时，静息 电位减小，而改变Na+浓度对其无明显影 响，说明静息电位主要是由K+的平衡电位 决定的。
4
155
-95
Cl-
120 .
4
-90
有机负离子
155
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1、K+的扩散对膜电位的作用
膜内K+浓度高于膜外，安静时膜对K+通透 性大， K+顺浓度差外流，而细胞内的有机负离 子不能透出细胞，便产生了内负外正的电位差。 当促进K+向外移动的化学力（K+的扩膜浓度梯 度）与阻止K+向外移动的电场力（跨膜电位梯 度）达到平衡时，则K+的净通透量等于零，此 时的电位差称为K+的平衡电位，等于静息电位。
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二、细胞膜动作电位
（一）细胞的兴奋与阈刺激
1、刺激与反应
刺激: 引起机体活动状态发生变化的任何环境变化 因子。
反应: 刺激引起的机体活动状态的改变。
2、兴奋与兴奋性
兴奋: 机体对外界环境变化做出反应的特征。 兴奋性: 机体对外界环境变化做出的反应的能力
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3、引起兴奋的主要条件 一定的刺激强度 一定的刺激作用时间 阈强度——刚能引起组织兴奋的刺激强
离子运动的独立性法则——每种离子的跨 膜运动都是相互独立的
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表3-1 哺乳动物骨骼肌细胞内外离子浓度和电位
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离子
细胞外液 胞 质
平衡电位
(mmol/L) (mmol/L)
(mV)
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Na+
145
12
+65
K+
则—[K—+]o≈0.026, log —[K—+]o= -1.59
[K+]i
[K+]i
Ek=61-1.59≈-95 (mV)
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2、Na+的扩散对膜电位的作用
假定膜仅对Na+通透，膜外Na+流向膜内， 建立起膜内为正、膜外为负的平衡电位， 其值为+60mV，幅度小于K+的平衡电位。
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3、K+和Na+对膜电位的协同作用
生理学中将细胞膜外侧的电位定为0电位， 大多动物神经纤维、各种肌细胞的膜电 位-50—-100mV的直流电位，表现为膜内 为负，膜外为正。
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（二）静息电位产生的机制
静息膜电位形成的基础：Na+、K+等关键离 子在细胞膜内外的不均等分布及选择性透 膜移动。
电扩散：离子的跨膜渗透，与①膜内外离 子的浓度、②跨膜电势差、③某离子的渗 透系数等因素有关。