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神经生理学neurophysiology 1 研究对象 神经系统基本任务 全面系统地阐述神经系统在人体功能活动整合调控中的主导调控作用 以及与内分泌调节和免疫调节的相互关系 2 一 神经元的结构特点 3 胞体 soma 合成蛋白质 神经代谢和营养的中心 突起 树突 dendrite 接受信息 产生局部兴奋 轴突 axon 传导神经冲动 末梢释放递质 4 神经元分类 1 长轴突大神经元 短轴突小神经元2 单极神经元 双极神经元3 传入神经元 中间神经元 传出神经元4 兴奋性神经元 抑制性神经元神经纤维特点分类 传导速度 直径 5 一 神经元的跨膜物质1 脂溶性物质的跨膜转运2 葡萄糖 氨基酸的跨膜转运3 离子的跨膜转运4 水通道和水的跨膜转运5 出胞和入胞 第二节神经元的跨膜物质转运和轴突运输 6 7 8 9 10 钠通道有三种基本状态 备用状态 激活状态 失活状态 11 12 钠 钾泵 Na K依赖式ATP酶 钠 钾泵的本质 是具有ATP酶活性的膜蛋白质 可分解ATP释放能量 用以逆电 化学梯度跨膜转运Na K 钠 钾泵的激活 细胞内的Na 和细胞外K 均可激活其酶活性生电性 即每分解一分子ATP可泵出3个Na 同时泵入2个K 13 14 15 第三节神经元的生物电现象 16 生物电现象可兴奋细胞无论处于安静状态还是活动状态 都具有生物电现象 脑电图记录与脑电图 EEG 17 细胞水平的生物电现象主要有两种表现形式 静息电位resingpotential RP动作电位actionpotential AP细胞的生物电活动十分微弱 必须通过精密的电学测量仪器记录 心电图 ECG 18 19 一 静息电位及其产生机制 一 静息电位的概念 RP 细胞在安静时存在于细胞膜两侧的电位差 通常表现为稳定的直流电位 RP范围 10 100mV 骨骼肌细胞 90mV 神经细胞 70mV 平滑肌细胞 55mV RBC 10mV 20 二 RP形成的机制 离子学说 1 离子跨膜扩散的三个条件膜两侧的离子浓度差膜两侧的电位差膜对离子的通透性 21 1 静息状态下细胞膜内外Na K 分布不均衡 细胞膜内 i 外 o 基本离子分布浓度比例K i K o 30 1 K 具有向膜外扩散的趋势Na o Na i 12 1 Na 具有向膜内扩散的趋势Cl o Cl i细胞内为An 有机负离子 22 2 静息状态下细胞膜对K 的选择性通透K 的通透性大Na 的通透性极小Cl 的通透性极小An 有机负离子不通透 23 可兴奋细胞在安静情况下膜对K 通透性较高 而对其它离子 如Na 通透性较低 对有机负离子An 则不通透膜内外K 浓度 化学 势能差驱动K 外向跨膜扩散 而由于其向外扩散所造成的外正内负电场力又阻止其进一步扩散最终 促使K 外移的化学势能差与阻止K 外移的电势能差相等 即电 化学力达到平衡 K 无跨膜净移动时 已移出K 形成的跨膜电位即为EK K 的平衡电位 2 RP形成的机制 24 有少量Na 内漏 极少 Cl 钠泵生电作用的影响 2 16mV 改变膜外 K 一定范围 K o RP 用四乙铵阻断K 通道 RP 或消失 25 细胞膜内外K Na 浓度差细胞膜对K Na 的相对通透性K Na 泵活动水平 3 影响静息电位水平的因素 26 二 动作电位及其产生机制 AP 一 AP的记录 特性 概念及意义标本 神经纤维 27 28 1 AP概念 指给细胞一次有效刺激 在细胞膜RP基础上发生的一次快速而可逆的 可向远处传播的电位波动 2 AP意义 兴奋的标志 传播信息 触发各种外部活动 29 3 AP的波形及构成 30 动作电位组成上升支下降支去极化后电位 负后电位 超极化后电位 正后电位 锋电位 Ap的标志 后电位 31 二 AP产生机制 1 条件 RP 膜两侧的离子浓度差 膜对离子的通透性 先Na 后K 2 AP产生机制 过程 32 Na TP Na Na 33 内向离子流 带正电的离子由膜外流入膜内 如Na Ca2 内流外向离子流 带正电的离子由膜内流出膜外或带负电的离子由膜外流入膜内 如K 外流 CI 内流 Ca2 Na K CI 34 上升支 刺激达到阈值 膜上的钠通锋电位大量开放 Na 迅速内流引起下降支 钠通道关闭 钾通道开放 APK 外流引起负后电位 复极末 膜外K 蓄积妨碍K 后电位继续外流 正后电位 生电性钠泵活动加强 动作电位产生机制小结 35 改变膜外 Na 观察AP变化 36 4 钠通道有三种基本状态 备用状态 激活状态 失活状态 37 38 5 AP的特性 1 全或无 特性 无 刺激小于阈值 不能产生AP 全 刺激达到或 阈值 MP RP 阈电位 TP 爆发AP AP一旦产生 其不再随阈上刺激而改变 也不随传播距离的增加而减小 2 不衰减传导 即动作电位沿细胞膜扩布时 其大小也不随传导距离的增加而衰减 3 互不融合 即SP不会发生总合 39 三 兴奋过程中兴奋性的变化 兴奋性周期变化组织 细胞发生兴奋后 反应能力发生改变 即兴奋过程中兴奋性顺序出现一系列变化 随后恢复至其兴奋前的状态 组织兴奋性的高低 通常用引起组织兴奋的阈值 强度 来衡量 40 41 42 四 兴奋的引起和传导 一 引起兴奋的条件阈强度thresholdintensity 引起细胞兴奋最小的刺激强度 阈电位thresholdpotential 是使去极化突然转变为锋电位时的最小膜电位水平 也可以说是能使Na 通道突然大量开放产生动作电位的临界膜电位数值 一般比RP的绝对值小10 20mv 43 44 AP 全或无 特性 45 2 外向刺激电流电紧张性扩布 刺激电流stimuluscurrent指作用于细胞和组织的外加电流 其方向对细胞的兴奋发生有不同影响外向刺激电流使膜去极化 易化细胞兴奋过程内向刺激电流使膜超级化 细胞不易发生兴奋电紧张性扩布electrotonicpropagation 阈下刺激所引起的膜电位变化沿细胞膜传导 随传导距离和时间延续 其电位幅度迅速衰减直至消失 46 3 AP的特性 1 全或无 特性 无 刺激小于阈值 不能产生AP 全 刺激达到或 阈值 MP RP 阈电位 TP 爆发AP AP一旦产生 其不再随阈上刺激而改变 也不随传播距离的增加而减小 2 不衰减传导 即动作电位沿细胞膜扩布时 其大小也不随传导距离的增加而衰减 3 互不融合 即SP不会发生总合 47 三 兴奋在同一细胞