2-3细胞基本功能.ppt

第二章细胞的基本功能Functionofcell,第三节细胞的生物电现象,生物电：细胞水平的生物电现象有两种表现：,一切活组织的细胞，不论在安静状态还是在活动过程中均表现有电的变化，这种电变化是伴随着细胞生命活动出现的，所以称为生物电。,静息电位动作电位,一、静息电位及其产生机制,细胞的静息电位(restingpotential，RP)：,指细胞未受刺激时（静息状态）存在于细胞膜内外两侧的电位差。,膜内电位较膜外为负的稳定的直流电。,范围在-10-100mV之间。,一、静息电位及其产生机制,去极化(depolarization):,极化(polarization):外正内负,0,超极化(hyperpolarization):膜内电位向负值增大的方向变化。,反极化(reversepolarization):去极到正值。,复极化(repolarization):去极后向RP恢复。,超射(overshoot):膜电位高于0电位部分。,膜电位向0mV方向变化的过程,一、静息电位及其产生机制,静息电位产生的机制：静息时离子的跨膜扩散,离子扩散与离子平衡电位：,电化学驱动力：浓度差和电位差。,膜通透性：安静状态下,膜主要对K+通透。,扩散平衡：电位差=浓度差,驱动力=0。,根据Nernst公式可计算出离子平衡电位。,一、静息电位及其产生机制,离子平衡电位计算公式：,K+o为膜外K+浓度K+i为膜内K+浓度,一、静息电位及其产生机制,影响静息电位的因素：,胞内、外的K+:K+o与K+i的差值决定EKK+oEK膜对K+、Na+通透性:K+的通透性,则RP,更趋向于EKNa+的通透性,则RP,更趋向于ENaNa+-K+泵的活动，引起超极化。,二、动作电位及其产生机制,细胞的动作电位(Actionpotential,AP)：,定义：在静息电位的基础上，如果细胞受到一个适当的刺激，可触发其产生可传播的膜电位波动。,二、动作电位及其产生机制,细胞的动作电位(Actionpotential,AP)：,0,升支（去极化相）降支（复极化相）锋电位：AP的特征和标志负后电位正后电位,后电位,二、动作电位及其产生机制,单一细胞产生动作电位的特点：,“全或无”现象：刺激强度未达到阈值，动作电位不会发生；只要刺激达到阈值即可产生动作电位，AP的幅度不随刺激强度增加而增大。,不衰减可传播性：AP不仅出现在受刺激的局部，它可迅速向周围C膜传播，直至整个细胞膜都一次产生AP，且大小不因传播距离而改变。,时间,膜电位,AP产生机制,静息膜电位,inside,outside,A-,A-,Membrane,inside,outside,A-,A-,Na+,Atrest,二、动作电位及其产生机制,动作电位的引起：,阈电位（thresholdpotential，TP）能引起膜去极化和Na+通道开放之间出现正反馈,导致膜迅速去极化，形成AP的临界膜电位。,阈电位一般比RP小1020mV。如神经细胞RP=-70mV，TP-55mV,阈电位特性：引起膜上电压门控性Na+通道大量开放。,HodgkinandHuxleymodel(H-Hmodel),静息状态,激活,失活,静息状态,两个门,三种状态,Na+通道的结构及功能模式,时间、电压依赖,二、动作电位及其产生机制,二、动作电位及其产生机制,局部电位（Localpotential）：,阈下刺激因强度较弱而不能使膜的去极化达到阈电位，不能触发AP，但可引起局部电位。,二、动作电位及其产生机制,局部电位与动作电位的比较：,局部电位与动作电位的比较：,无髓鞘神经纤维AP传导机制局部电流学说：,三、动作电位的传导,NF某处产生AP时，该处膜电位倒转，与邻近未兴奋段之间存在一电位差电荷移动局部电流刺激邻近静息膜去极化到阈电位Na+大量内流该处产生AP。,三、动作电位的传导,有髓鞘神经纤维AP传导机制跳跃式传导：,三、动作电位的传导,有髓NF传导速度无髓NF,三、组织的兴奋和兴奋性,局部电位与动作电位的比较：,三、组织的兴奋和兴奋性,局部电位与动作电位的比较：,在“刺激强度对时间的变化率”固定时，在一定范围内，引起组织兴奋的刺激强度与时间呈反比。,三、组织的兴奋和兴奋性,局部电位与动作电位的比较：,衡量细胞兴奋性大小的指标：阈强度（threshold）：（或阈刺激）,在刺激时间固定时，引起组织兴奋即产生动作电位的最小刺激强度称为阈强度。,三、组织的兴奋和兴奋性,局部电位与动作电位的比较：,细胞兴奋后兴奋性的变化：,绝对不应期(相当于锋电位)(absoluterefractoryperiod)兴奋性0相对不应期(相当于负后电位)（relativ