生理学——细胞的生物电现象

第三节细胞的生物电现象bioticicalectricactiyofthectoll，bioelectro，所有活组织的细胞在安静的状态或活动中显示出电变化，这种电变化与细胞生命活动一起出现，称为生物电。506、恩格斯在总结100多年前自然科学的成就时指出：“地球几乎没有变化，同时也没有一、生物电现象记录Recordingbiologicalactivity、(a)细胞外记录、(b)细胞内记录、ling ning和Gerard、二、神经和骨骼肌细胞的生物电现象、(a)restingpotential，细胞不受刺激时细胞膜两侧存在的电位。通常为内部负外部正数。thedifferencineletricalpotentia rossthemembranneofundisturbecell，havingapositivesigontheoutsidesurfaceandangegativesiging、Mv、0、-70、transmembrannerestingpotentitial potentiam embranepotential、偏振，超极化：静息电位的值增加到膜的负值的过程。消(除)极化：方向变化过程，其中静息电位的值减小为膜的负值。逆(逆)极化：膜电位从0变为正值的过程，与恒压电位的极性相反。复极：细胞膜脱极化或脱极化后，恢复到原始极化状态的过程。2，动作电位(actionpotential)，兴奋性细胞有效刺激时，膜电位以静息电位为基准，具有快速可逆和扩张电位的变化。称为动作电位。是细胞兴奋的象征。anactionspotentitial . eachactionspotentilbinswithaasedenchangefromthenormalrestingnegative potentialtoapositidimmbra Ne potentitimmbra Ne(动作电位的相，1 .中断相位-70-90mv，2。消极化-70 -90mv 20 40mv，超射(overshoot)值：膜电位从0变化为正数的值。3 .偶极上20 40mv-70 -90mv，前电位：构成动作电位波形主要部分的短锐脉冲相似电位变化。后电位：前电位经历的小而慢的电位波动，在完全恢复为静电电位之前。负后电位(消极化后电位):前电位后下降分支到达静电位前经历的小而慢的电位波动。正负电位(超极化后电位):前电位后下降分叉达到静电位后所经历的小而慢的电位波动。“全部或无”动作电位的现象，同一细胞动作电位的大小不随刺激强度和传导距离而变化的现象，“全部或无”现象。(b)生物电现象的机制，Na -K泵在消耗能量的情况下建立的最小的高K膜外高Na状态，是各种细胞生物电现象的基础。而且这两种离子是膜结构的电压门控k通道和Na通道的容易扩散，形成神经和骨骼肌细胞的静息电位和动作电位的直接原因。1 .静息电位的产生机制(Bernstein理论)，(1)细胞内外k的分布不均，细胞内k在高安静状态下细胞膜主要对k有通透性。(2)促进K流出的推力和阻止K流出的阻力平衡-k平衡电位(Nernst公式)，(3)Na -K泵保持细胞内Na，K不对称分布。，origofbiologicalectricity，k equlibrium potential，ek，解决方案3360kcl2。permeable tokenonly，nernst公式、in、out、in、out、Note : netdiffusionofk equals zero。suppose: 1。解决方案3360 KCl 2。permeable token only，nernst公式，discussing :1 . dok permeabilityinfenceek？2.ifthesolutionontainsna，howaboutek？、electric aldriving force fork 3360 em-ek、suppose: 1。解决方案3360 KCl 2。permeable token only、nernst公式、summary、Ek : ekinsuchaconditionthat thenetmovemenofk acrossmemraneiszero . resting permeable token onlythehigher thek relativepermeabilityis，theclosertoektherpis . na-k pupmintainsnandk concentrationgeradients acrossmbraneanddients电化学推力electrocahemicaldrivingforce，-70，mv，0，2。动作电位中的膜电导变化，ina=GNA (em-ENA)，膜电导=离子渗透性，voltage clamp，na，k，膜电导变化机制是离子通道的活动，NeherSakmann，宏膜电流macroscopialcurrentI=iP0N，动作电位的机制：(1)细胞有效刺激，膜到达临界电位时电压控制Na通道打开(，(2)Na通道的快速停用和电压门控k通道的开放是动作电位复极化的主要原因。(3)通过Na -K泵的活动将Na，K返回到原始分布状态。负后电位的形成原因，复极时快速流出K积累在膜外，暂时阻碍K的流出，正后电位的形成原因，产生电Na -K泵活动，3，兴奋的发生和兴奋的传导机制themechanisminutionandpropagationofactionofactionpotents，强度-时间曲线，基本强度：刺激强度低于此强度时，刺激时间再长也不会引起组织细胞的兴奋，这种刺激强度称为基本强度。值：2倍的基本强度刺激引起组织兴奋的最短刺激期。(b)和刺激电流一起，(outward stimultusurrent)，-，外部电流可以使细胞膜脱极化，细胞外电刺激，外电流，内电流发生在阴极上，阴极刺激阳极抑制，外部电流的作用引起细胞膜固有电位的手动变化。根据电定律扩大周围，显示指数衰减。(c)电紧张电位和局部电位，1，电紧张电位，由细胞的电缆特性决定的膜电位分布。外部电流的作用引起细胞膜固有电位的手动变化。加上电流的强度不足以改变薄膜对离子的渗透性，只起到细胞膜充放电的作用。细胞外刺激在两极产生超极化电紧张电位，在阴极产生脱极化电紧张电位。两个镜像都是对称的。根据电定律扩大周围，显示指数衰减。2，局部反应局部电位，外部电流逐渐增加，少量Na通道打开，发生少量Na内部流动，薄膜发生轻微的退极化反应。“阈值以下的向外电流刺激时发生的去极化电紧张电位和少量Na通道开放引起的电位变化叠加的去极化电位称为局部反应。”这个阈值以下刺激引起的局部和小的脱极化反应称为局部反应或局部兴奋。局部反应时的电位值称为局部电位。随着区域反应特性、等级、临界以下刺激强度的增加，衰减、扩散距离的增加，迅速减少和消亡，电紧张扩张(electronic communication) :区域潜力只能沿着薄膜进行近距扩散，随着扩散距离的增加，迅速减少和消亡。总计，-70，mv，-55，-85，thresholdpotential，electronic propagation，膜脱极化达到临界电位时，电压门控Na通道打开，Na内部流，Na内部流导致Na通道更大的开放，Na内部流发生正向反馈或称为再生循环的过程，直至Na平衡电位。(5)同一细胞兴奋的传导机制1。无骨髓神经纤维-局部电流学说localcurrenttheory，在同一细胞内兴奋的传导是以局部电流为基础的传导过程，安全。静息部分膜位于负电位置，膜外是正电位兴奋部分膜，膜外是负电位置，兴奋部分和休息部分之间是电位差，膜外的正电荷从休息部分移动到兴奋部分，膜内的正电荷从兴奋部分移动到兴奋部分，形成局部电流，膜内：兴奋部分相邻休息部分的电位上升膜外：兴奋部分相邻休息部分的电位下降，达到阈值电位的兴奋部分，相邻引起骨髓神经纤维兴奋的传导过程-跳跃传导，ii，im，ri，RM，The local，thepassingofanactionpotentilfromnodetonode(no deo franvier)iscsalledsaltatoryconduction，3。影响动作电位传导的因素；(1)细胞膜的手动电特性；(2)动作电位的脱极化速度和幅度；动作电位的特性：1 . 全部或无”现象。2 .不衰减的传导。3 .脉冲传导。第四，组织兴奋性(Excitabilityoftissue)，(a)兴奋性，细胞受刺激产生动作电位的能力。(b)兴奋性测量指标，强度-时间曲线反应最多的是兴奋性的大小，1，临界强度(阈值)，固定刺激的时间和强度-时间变化率，刚发生组织动作电位的最小刺激强度。2，值，(3)影响兴奋的因素，1，静息电位水平，2，临界电位水平，3，通道特性，替代，激活，停用，复活，(4)神经细胞兴奋后兴奋的周期性变化，1细胞兴奋性为零。神经细胞前部电位的持续时间Na通道停用，thetimeintervalduringwhichacellisncapbleofinitiatingasecondactionpotential，2，相对不应期(relativerefrandactionpotential细胞兴奋性低于正常水平。相当于负后电位的前半段。禁用Na通道以开始恢复。3，特殊时期(supranormalperiod)，相对不应期后，临界以下刺激会使组织细胞再次兴奋。细胞兴奋性高于正常。相当于负后电位的后半部分。Na通道基本复活，膜电位绝对值小于静息电位。，4，低周，异常期间后很长一段时间，阈值刺激