动作电位.ppt

2020 1 24 J YangDept ofPhysiologyYAUMC 1 一 细胞的动作电位1 动作电位的概念 指可兴奋细胞在受到一定强度的刺激后 膜两侧的电位在原有静息电位的基础上发生的一次快速的倒转和复原 这种变化在受刺激部位产生后沿着细胞膜向周围传播 直至整个细胞膜都依次经历这样一次膜电位的波动 三 动作电位 actionpotential AP 2020 1 24 J YangDept ofPhysiologyYAUMC 2 2 动作电位的引导与测量 细胞内记录法 上升支 去极化 反极化下将支 复极化超射 overshoot 动作电位上升支中零位线以上的部分 2020 1 24 J YangDept ofPhysiologyYAUMC 3 由右图可以看出 动作电位有一下几部分组成上升支 下降支 超射 锋电位 负后电位 正后电位 2020 1 24 J YangDept ofPhysiologyYAUMC 4 3 动作电位的波形 动作电位 锋电位 后电位不同种类细胞的动作电位其特征相似 但其变化幅度与持续时间是有差别的 在骨骼肌和粗神经纤维锋电位的幅值可达120mV 持续时间为0 5 2 0ms 而后电位则易变性较大 负后电位一般约持续5 30ms 正后电位持续60 80ms 2020 1 24 J YangDept ofPhysiologyYAUMC 5 2020 1 24 J YangDept ofPhysiologyYAUMC 6 4 动作电位的特点 1 全或无阈值 最小刺激强度 2 不衰减性传播 2020 1 24 J YangDept ofPhysiologyYAUMC 7 二 动作电位的产生机制 内向电流 Na Ca2 流动外向电流 K Cl 流动 2020 1 24 J YangDept ofPhysiologyYAUMC 8 电化学驱动力决定离子跨膜流动的方向和速度 电化学驱动力 膜电位 Em 平衡电位 Ex Na 的驱动力为 Em ENa 70mV 60mV 130mVK 的驱动力为 Em EK 70mV 90mV 20mV 1 电化学驱动力 2020 1 24 J YangDept ofPhysiologyYAUMC 9 2 动作电位期间膜电导的变化 电压钳技术测定 2020 1 24 J YangDept ofPhysiologyYAUMC 10 2020 1 24 J YangDept ofPhysiologyYAUMC 11 3 动作电位的产生的过程 上升支 钠内流 钠离子平衡电位 指所能达到的超射值 即膜内正电位的数值 而不是整个上升支的高度 下降支 钾外流 钾离子平衡电位 2020 1 24 J YangDept ofPhysiologyYAUMC 12 上升支 细胞受刺激达到一定程度时 膜上的钠通开放 因膜外钠浓度高于膜内且受膜内负电的吸引 故钠内流引起上升支直至内移的钠在膜内形成的正电位足以阻止钠的净移入时为止 ENa 2020 1 24 J YangDept ofPhysiologyYAUMC 13 下降支 钠通道关闭 钾通道开放 钾外流引起 随后钠泵工作 泵出钠 泵入钾 恢复膜两侧原浓度差 2020 1 24 J YangDept ofPhysiologyYAUMC 14 静息期 膜电位最后恢复到静息时的极化状态 由于膜内Na 增加 膜外K 增加 激活Na K 泵 泵出三个Na 泵入二个K 2020 1 24 J YangDept ofPhysiologyYAUMC 15 2020 1 24 J YangDept ofPhysiologyYAUMC 16 2020 1 24 J YangDept ofPhysiologyYAUMC 17 4 膜对离子通透性变化的机制 利用膜片钳技术记录单通道电流观察单个离子通道的活动情况 及其活动与膜电导和整个细胞电活动的关系 2020 1 24 J YangDept ofPhysiologyYAUMC 18 Na 通道的失活和膜电位复极 Na 通道的性状 激活 失活 关闭Na 通道的失活通道失活的特点 它的失活出现较其它离子通道为快 通道失活表现为通道不因为尚存在的去极化而继续开放 也不因为新的去极化再开放 只有当去极化消除后 通道才可能解除失活 才可能由于新出现的去极化而再进入开放状态 动作电位上升支时Na 通道的性状 激活 开放 2020 1 24 J YangDept ofPhysiologyYAUMC 19 2020 1 24 J YangDept ofPhysiologyYAUMC 20 四 动作电位的引起和它在同一细胞的传导 动作电位的引起局部兴奋 2020 1 24 J YangDept ofPhysiologyYAUMC 21 一 动作电位的引起 去极化性刺激 强度达到阈或阈上 膜电位去极化到阈电位 爆发动作电位阈电位 膜内负电位必须去极化到某一临界值时 才能在整段膜引发一次动作电位 这个临界值电位称为阈电位 threshouldpotential 其值大约比正常静息电位的绝对值小10 15mV 阈电位不是单一通道的属性 而是在一段膜上能使Na 通道开放的数目足以引起再生性循环出现的膜内去极化的临界水平 2020 1 24 J YangDept ofPhysiologyYAUMC 22 2020 1 24 J YangDept ofPhysiologyYAUMC 23 2020 1 24 J YangDept ofPhysiologyYAUMC 24 二 局部兴奋 阈下刺激 局部兴奋 局部反应 局部反应的特性 等级性电紧张性扩布可以总和体内某些感受器细胞 部分腺细胞和平滑肌细胞以及神经细胞体上的突触后膜和骨骼肌细胞的终板膜 它们在受到刺激时不产生 全或无 式的动作电位 而只出现原有静息电位的微弱而缓慢的变动 分别称为感受器电位 慢电位 突触后电位和终板电位 这些电位都具有类似局部兴奋的特性 2020 1 24 J YangDept ofPhysiologyYAUMC 25 动作电位和局部反应之间特性的比较 动作电位的特性 全和无不衰减性传导脉冲式 局部反应的特性 等级性电紧张性扩布可以总和 2020 1 24 J YangDept ofPhysiologyYAUMC 26 三 动作电位的传导 局部电流学说 localcircuittheory 跳跃式传导 saltatoryconduction 所谓动作电位的传导 实际上是已兴奋的膜部分通过局部电流 刺激 了相邻的未兴奋的膜部分 使之出现动作电位 这样的过程在膜表面连续进行下去 就表现为兴奋在整个细胞的传导 动作电位的传导速度是可以的测定的 2020 1 24 J YangDept ofPhysiologyYAUMC 27 2020 1 24 J YangDept ofPhysiologyYAUMC 28 2020 1 24 J YangDept ofPhysiologyYAUMC 29 影响生物电的主要因素 膜两侧 细胞内外 离子浓度的改变 离子通道所处的性状 关闭 激活 失活钠通道阻断剂 河豚毒素钾通道阻断剂 四乙基胺 2020 1 24 J YangDept ofPhysiologyYAUMC 30 五 可兴奋细胞及其兴奋性 一 兴奋和可兴奋细胞 二 组织的兴奋性和阈刺激 2020 1 24 J YangDept ofPhysiologyYAUMC 31 三 细胞兴奋后兴奋性的变化 2020 1 24 J YangDept ofPhysiologyYAUMC 32 复习思考题1 何为动作电位 其产生机制是什