电信号在神经元上的产生和传导ppt课件.ppt

第六章电信号在神经元上的产生和传导,第一节神经元的兴奋性,一、刺激与反应,2、反应：由刺激而引起的机体活动状态的改变都称为反应。,1、刺激:凡能引起机体的活动状态发生变化的任何环境变化因子都称为刺激。,1,兴奋是兴奋性的表现,兴奋性则是兴奋的前提。,（1）兴奋:活组织因刺激而产生冲动的反应称为兴奋。,（2）兴奋性:可兴奋组织具有产生兴奋即产生冲动的能力称为兴奋性。,二、兴奋与兴奋性:,2,三、引起兴奋的主要条件,1、组织的机能状态,2、刺激的特征,阈强度:当刺激作用时间不变的情况下，刚能引起组织兴奋的最小刺激强度称为阈强度.,和兴奋性的关系：,3,(2)阈刺激:达到这一强度的刺激是有效刺激称为阈刺激.,(3)阈上刺激:高于阈强度的刺激.,(4)阈下刺激:低于阈强度的刺激则不能引起兴奋称为阈下刺激.,4,四、可兴奋组织的兴奋性,1.兴奋后兴奋性的改变：以神经纤维为例:,（1）绝对不应期,（2)相对不应期,（3)超常期,（4）低常期,5,（二）阈下总和：当条件刺激和测试刺激都是阈下的，当它们单独作用时，都不能引起组织兴奋，但当它们相继或同时作用时，则可能引起一次兴奋，这种现象称为阈下总和。空间总和时间总和,6,第二节神经和肌肉的生物电现象,一、生物电生物体在生命活动过程中所表现的电现象称为生物电。,二、静息电位和动作电位(一)静息电位,在静息状态下,存在于细胞膜内外两侧的电位差为静息电位,外正内负。,7,极化:把静息电位时所保持的外正内负的状态称为膜的极化,去极化：静息电位的数值向膜内负值减小的方向变化,8,超极化：静息电位的数值向膜内负值加大的方向变化,复极化：细胞先发生去极化，然后再向正常安静时膜内所处的负值恢复,反极化：外负内正,9,(二)动作电位,各种可兴奋细胞在受到刺激而发生兴奋时，其共同的表现就是在静息电位的基础上，细胞膜上发生一次短暂的电位波动.,10,特点：1、具有“全或无”的性质2、非递减性传导,它包括去极化、反极化和复极化的相继过程,一次刺激导致这样一个电位波动,代表一次兴奋,这种电位波动就称为动作电位.,11,三生物电现象的离子学说,(一)细胞膜,(二)细胞膜的物质转运功能,一些脂溶性物质分子顺着浓度梯度或电位梯度的跨细胞膜的转运形式，称为单纯扩散。02和CO2等脂溶性的气体分子的转运形式，就是单纯扩散过程。,1单纯扩散,12,体内有些物质不溶于脂质或溶解度甚小，但在细胞膜上某些特殊蛋白质的“帮助”下，由膜的高浓度一侧向低浓度一侧的转运形式，称为易化扩散。它可区分为以下两类,2易化扩散,13,以“载体”为中介的易化扩散如葡萄糖和氨基酸通过一般细胞膜进入细胞内的过程.,(1)以“载体”为中介的易化扩散,14,以通道为中介的易化扩散与此种扩散有关的膜蛋白质称通道蛋白（简称通道）。,(2)以通道为中介的易化扩散,15,通道介导的易化扩散,门控离子通道分为三类：,机械门控通道：当膜的局部受牵拉变形时被激活，如触觉的神经末梢、听觉的毛细胞等都存在这类通道。,化学门控通道：受膜环境中某些化学物质的影响而开放,这类化学物质（配基）主要来自细胞外液，如激素、递质等；,电压门控通道：当膜去极化达到一定水平时，通道蛋白质的分子构象发生改变。通道打开。目前发现至少三种Na+通道、五种K+通道和三种Ca2+通道属于此类通道。,16,Na+通道有两种门控状态：激活态和失活态。K+通道仅有一个门控状态：或是处于开放状态，或是处于关闭状态。,17,3主动转运,主动转运是指细胞膜通过被称为“泵”的膜白质，将某种物质分子或离子经细胞膜逆浓度或电位梯度，而且消耗能量的转运过程。,18,钠泵结构：,膜蛋白质，具有ATP酶活性,19,功能：分解ATP，释放出能量，利用这一能量，不断地将Na+从胞内泵出胞外，将K+从胞外泵入胞内,20,特性：,3个Na+移出膜外2个K+移入膜内,21,生理意义：,是一种生电性泵,产生和维持细胞内高K+、细胞外高Na+的状态，是细胞产生生物电的基础,建立一种势能贮备，供细胞其他耗能过程利用（Na+-H+交换，易化扩散，继发性主动转运等）,22,入胞是指细胞外大分子物质团块进入细胞的过程。如进入的是固态物称为吞噬，如进入的物质为液态物称为吞饮。,4入胞和出胞,入胞和出胞是细胞膜对某些大分子物质或物质团块的转运形式。,23,出胞是指大分子物质由细胞排出的过程。,24,入胞和出跑过程均要消耗能量，它主要是来自于细胞内线粒体氧化过程中所形成的ATP。,25,(三)静息电位和动作电位的离子基础,静息电位主要是K+大量外流形成的；主要表现为K+的平衡电位。,1静息电位的离子基础：,26,2动作电位的离子基础,上升支（除极相）：Na+大量内流形成的；下降支（复极相）；是由于K+大量外流形成的；动作电位发生后的恢复期间钠一钾泵活动增强,排Na+,同时将透出膜外的K+重新移入膜内,恢复静息电位。,27,阳极:内向电流,膜超极化,兴奋性降低,(四)兴奋的引起和传导,1兴奋的引起,(1)外向电流：,阴极:外向电流,膜除极化,兴奋性升高,28,（2）阈电位,当膜电位减小到某一临界水平时便爆发动作电位，这一临界水平的膜电位数值，称为阈电位,29,可兴奋细胞在用阈下外向电流刺激时，除了外向电流直接造成的电压降以外，膜自身也发生了一些轻微的去极化反应，二者叠加在一起，就使膜产生了较大的去极化，这个去极化型的电反应，就是局部反应或局部电位。,2局部电位（反应、兴奋）,30,局部电位的性质：,3、当局部电位增加到一定程度时，就产生可传导的动作电位。,2、不具有“全或无”的性质,1、电紧张性扩布,31,局部兴奋与动作电位的区别:,不衰减扩布,电紧张扩布,传播特点,无,有,总和现象,有,无,全或无特点,大,小,膜电位变化幅度,多,少,钠通道开放数,阈或阈上刺激,阈下刺激,刺激强度,动作电位,局部兴奋,区别,32,兴奋性与Na+通道的性状绝对不应期与Na+通道的性状：Na+通道失活相对不应期与Na+通道的性状：部分复活（备用）超常期的机制：Na+通道备用，膜电位与阈电位较近低常期的机制：Na+通道备用，膜电位与阈电位较远静息期与Na+通道的性状：备用（关闭）,33,3、神经冲动的传导,1)生理完整性,（1）冲动传导的一般特征,5)相对不疲劳性,4)绝缘性,3)非递减性,2)双向传导,34,（2）冲动传导的局部电流学说,4、神经干的复合动作电位,用较粗大的电极在神经干表面作记录，所得到的乃是神经干所包含的许多神经纤维生物电变化的总合，称为复合动作电位。,35,五、兴奋性及其影响因素,（一）兴奋性,兴奋性是指活组织或细胞对外界刺激发生反应的能力或特性(广义概念)。把可兴奋细胞受到刺激后，产生动作电位的能力称之为兴奋性,兴奋便成为动作电位及其产生过程的同义语。,36,（二）影响兴奋性的因素,1静息电位水平静息电位绝对值增大，其与阈电位的差距增大，此时兴奋性降低；反之则增高。,2阈电位水平阈电位上移，其与静息电位的差距增大，此时兴奋性降低；反之则增高。,37,3.通道的性状引起动作电位去极相的主要离子的通道处于失活状态时，通道关闭且不能被再激活，细胞的兴奋性下降至零。只有当该通道处于静息状态或复活后，细胞才能够再应激而兴奋。,38,39,40,41,42,43,44,45,继发性主动转运,46,47,入胞和出胞,48,49,绝对不应期,相对不应期,超常期,低常期,阈电位,100%,0,50,51,2）继发性主动转运一些物质在进行逆浓度梯度或电势梯度的跨膜转运时，所需的能量并不直接来源于ATP的分解，而是使用某种离子浓度梯度作为能量的来源。此种离子从高浓度梯度（高能状态）到低浓度梯度（低能状态）的移动为被转运物质逆浓度梯度的主动转运提供了能量，而此种离子浓度梯度的建立则是通过钠泵分解ATP获得的能量建立的，将这种间接利用ATP能量的转运方式称为继发性主动转运。在继发性主动转运中，离子运动的方向是顺浓度梯度（下坡运动）；而被转运分子的净移动方向是逆浓度方向(上坡运动）。,52,继发性主动转运示意图,2）继发性