51动作电位大串讲生理学天天师兄

1、请务必结合配套复习临床医学综合专题系列生理学动作电位大串讲第一节天天师兄医学生-公众号内科学、一周回顾小编天天师兄此专题的意义1.动作电位是生理学的难点、重点。2.神经、骨骼肌细胞、心肌细胞、平滑肌细胞均可以产生动作电位，它们所形成的动作电位的特点既有、又有区别。3.动作电位属于电生理部分的考点，篇幅多，而用于解题的技巧少之又少，同学们往往不能用简易进行解题。天天师兄动作电位概述1.动作电位仅见于可兴奋细胞，可兴奋细胞是指具有兴奋性的细胞，神经元、肌细胞（骨骼肌细胞、心肌细胞、平滑肌细胞）、部分腺体细胞。 所有可兴奋细胞共同的特点是能产生动作电位，即能发生兴奋。2.动作电位的特点（1） 幅度较

2、大（2） 全或无（3） 传导不衰减全或无：要产生动作电位，必须给予一个刺激，使得细胞膜能去极化达到阈电位，否则无论刺激强度如何变化，都不可能产生动作电位（无）；只要产生了动作电位，再增加刺激强度也增大动作电位的幅度（全）。天天师兄阈电位是指造成细胞膜对Na+或Ca2+通透性突然增大的临界膜电位值（即造成 细胞膜上Na+通道或Ca2+通道突然大量开放的临界膜电位值）。Na+通道或Ca2+通 道突然大量开放是一个正反馈过程，通道大量开放后，导致Na+或Ca2+大量内流， 进而使得大量正电荷进入细胞，细胞膜从静息状态时的“外正内负”变为了“内 正外负”的状态，此时产生的电位称为动作电位。对于神经、骨

3、骼肌细胞、心室肌等快反应细胞来说，动作电位就是大量的Na+内流，对于平滑肌细胞、窦房结、大量的Ca2+内流。结等慢反应细胞来说，动作电位就是要使细胞膜去极化达到阈电位，一般需要给予阈刺激或阈上刺激，将两者统称为有效刺激。但若细胞兴奋性处于超常期，给予阈下刺激也可以产生动作电位，因为此时膜电位与阈电位的距离较近，细胞兴奋性会轻度高于正常。膜电位与阈电位距离越远兴奋性，膜电位与阈电位距离越近兴奋性， 但膜电位与阈电位距离过近兴奋性。如果刺激不能使得细胞膜去极化达到阈电位，则只能产生局部电位。局部电位的特点是幅度小、可叠加、传导会衰减。常见的局部电位：终板电位、EPSP、IPSP、感受器电位、发生器

4、电位。天天师兄除了K+通道以外，所有的通道均会经历从备用激活失活的状态。在静息电位时，通道处于备用状态，当给予细胞一个有效刺激后，细胞膜去极化达到阈电位，此时通道被激活大量开放，使得Na+或Ca2+内流的程度远远超过了K+外流的程度，因此细胞膜由“外正内负”变为了“内正外负”，产生了动作电位。这些通道在被激活后迅速进入失活的关闭状态，此时无论给予什么刺激，通道均是失活的，因此无法再产生动作电位，只有待通道恢复至备用状态后，才能继续产生动作电位。给予任何刺激都不能产生动作电位的时期称为绝对不应期（ARP），处于绝对不应期的细胞兴奋性为0。对于心肌细胞来说，其绝对不应期之后为局部反应期，该期也不能

5、产生动作电位，因此心肌细胞的绝对不应期和局部反应期统称为有效不应期（ERP）。天天师兄动作电位在细胞膜某处产生以后，可以沿着细胞膜向四周进行双向传导， 在传导的过程中，动作电位的幅度始终保持不变，最终使细胞的整个细胞 膜均产生一次动作电位。动作电位的传导方式称为局部电流。局部电流是动作电位的传导方式，而局部电位是一种电位，它的传导方式是电紧张传导。动作电位“全或无”的特点是其传导不衰减的基础。天天师兄3.动作电位的大小（1）动作电位的幅度即峰电位的幅度， 电位之和。静息电位与Na+或Ca2+的平衡（2）对于神经Na+或Ca2+的平衡电位。动作电位的大小时，只需要、骨骼肌细胞、心室肌等快反应细胞

6、来说，动作电位就是大量的Na+内流，对于平滑肌细胞、窦房结、电位就是大量的Ca2+内流。结等慢反应细胞来说，动作（3）Na+或Ca2+的平衡电位与下列两个因素有关：细胞内外Na+或Ca2+的浓度差。当增加细胞外Na+或Ca2+的浓度、或减小细胞内Na+或Ca2+的浓度，都能使得细胞内外Na+或Ca2+的浓度差增大，即化学驱动力增大，会促进Na+或Ca2+的内流，从而使得Na+或Ca2+的平衡电位增大。细胞膜对Na+或Ca2+的通透性。当细胞膜上处于备用状态的通道数量越多时，细胞膜对Na+或Ca2+的通透性越大，从而使得Na+或Ca2+内流增加， 导致Na+或Ca2+的平衡电位增大。经验技巧（无

7、需深究）：膜电位与阈电位距离越远细胞膜上处于备用状态的通道数量，膜电位与阈电位距离越近细胞膜上处于备用状态的通道数量。天天师兄2001N3 A型题细胞外液的K+浓度明显降低时，将引起A.钠钾泵向胞外转运Na+增多 B.膜电位负值减小C.膜的K+电导增大 D.Na+内流的驱动力增加E.K+平衡电位的负值减小【】A选项：钠钾泵的作用是向细胞外输送3个Na+、向细胞内输送2个K+，从而维持细胞内高K+、细胞外高Na+的离子分布状态，因此当细胞内的Na+浓度升高或细胞外的K+浓度升高时，都可以激活钠钾泵。本题中细胞外液的K+浓度降低，因此钠钾泵的活动会被抑制，导致钠钾泵向细胞外输送Na+减少，故A选项

8、错误。B选项：静息电位的形成机制是大量K+外流、少量Na+内流、钠钾泵的生电作用， 其中大量K+外流是影响静息电位最主要的因素。本题中细胞外液K+浓度降低， 因此细胞内外K+浓度差增大，使得K+外流增多，所以膜电位的负值（绝对值）增大。注意题目中膜电位的值默认是指负值（绝对值），故B选项错误。天天师兄C选项、E选项：K+主要在细胞内，因此细胞内外K+的浓度差会促进K+外流，这种称为化学驱动力。在K+外流的过程中，细胞外的正电荷不断增加，使得电场驱动力从细胞外指向细胞内（电场驱动力由正电荷指向负电荷），电场驱动力成为了K+外流的阻力。本题中细胞外液K+浓度降低，使得细胞内外K+浓度差增加，则K+

9、外流增加，同时也导致电场驱动力这种阻力增加。由于电导是电阻的倒数，因此膜对K+的电导减小，故C选项错误。当化学驱动力促进K+外K+外流的程度达到平衡时，此时K+的净外流为0，流的程度与电场驱动力达到了K+的平衡电位，膜电位处于“外正内负”的状态，这就是静息电位。本题中细胞外液K+浓度降低，使得细胞内外K+浓度差增加，则K+外流增加，即K+平衡电位的值（负值/绝对值）增加，故E选项错误。K+外流达到平衡电位后是静息电位形成的主要，因此K+的平衡电位与静息电位的值几乎相等，但静息电位的形成机制还与少量Na+的内流、钠钾泵的生电作用有关，因此K+平衡电位的值略大于静息电位的值。天天师兄D选项：Na+

10、主要在细胞外，因此细胞内外Na+的浓度差会促进Na+内流，这种称为化学驱动力。在K+外流的过程中，细胞外的正电荷不断增加，使得电场驱动力从细胞外指向细胞内（电场驱动力由正电荷指向负电荷）， 电场驱动力成为了Na+内流的动力。本题中细胞外液K+浓度降低，使得细胞内外K+浓度差增加，则K+外流增加，同时也导致电场驱动力增加，即Na+的 内流驱动力增加，故D选项正确。在静息状态下，化学驱动力、电场驱动力均是Na+内流的动力，但由于细胞膜对Na+的通透性非常小，所以Na+内流的 程度依然较小，只有给予一个刺激，让细胞膜去极化达到阈电位，此时细 胞膜上大量的Na+通道开放，导致细胞膜对Na+的通透性增大

11、，加之Na+内流 的驱动力非常大，因此大量的Na+内流可以超过K+外流的程度，使得细胞膜 “外正内负”的状态变为了“内正外负”，这就是动作电位。随着Na+内流的不断增加，电场驱动力变为了其阻力，总有一个时刻化学驱动力与电场驱动力达到平衡，此时Na+的净内流为0，达到了Na+的平衡电位，即动作电位的 最高点。天天师兄由此可见，离子受到化学驱动力、电场驱动力的共同作用，它们的合力称为电-化学驱动力，等于膜电位减去相应离子的平衡电位。在静息状态 下，骨骼肌细胞的膜电位约为-90mv，因此，静息状态下Na+的电-化学驱动力为-90mv-（+60mv）=-150mv，负号代表电-化学驱动力从细胞外指向细

12、 胞内，为内向驱动力；K+的电-化学驱动力为-90mv-（-100mv）=+10mv， 正号代表电-化学驱动力从细胞内指向细胞外，为外向驱动力。若给予一个刺激使得细胞膜去极化达到阈电位，此时细胞膜上大量的Na+通道开放，导致细胞膜对Na+的通透性增加，Na+内流显著增加、且超过了K+外流的程度， 细胞膜由“外正内负”变为了“内正外负”。当Na+内流达到平衡电位时，即达到了动作电位的顶点，此时骨骼肌细胞动作电位的顶点在超射水平约为+30mv，因此，去极化状态下Na+的电-化学驱动力为30mv-（+60mv）=-30mv（内向驱动力）；K+的电-化学驱动力为30mv-（-100mv）=+130mv

13、（外向电流）。可见，静息状态下，Na+的内向驱动力明显大于K+，但在去极化状态时，Na+的内向驱动力逐渐减小，K+的外向驱动力逐渐增大。当骨骼肌细胞处于静息状态时，电-化学驱动力最小的是Cl-，最大的是Ca2+。】D【天天师兄2008N151 X型题用毒毛花苷抑制钠泵活动后，细胞功能发生的变化有A.静息电位绝对值减小B.动作电位幅度降低C.Na-Ca交换增加 D.胞质渗透压升高【】A选项：钠泵是形成静息电位的机制之一，当钠泵被抑制时，静息电位的值（绝对值/负值）减小，故A选项正确。B选项：动作电位的幅度等于静息电位的值与Na+或Ca2+的平衡电位之和，在判Na+或Ca2+的平衡电位。根据A选项

14、可知静息电位的值减断其大小时只需要小静息电位与阈电位的距离变近细胞膜上处于备用状态的通道数量减少（经验技巧无需深究）细胞膜对Na+或Ca2+的通透性减小离子内流的程度减小离子的平衡电位减小动作电位的幅度降低，故B选项正确。天天师兄C选项：Na-Ca交换属于继发性主动转运，可向细胞外转出1个Ca2+，同时向细胞内转入3个Na+。由于细胞外的Na+、Ca2+细胞内多，因此Na+顺浓度梯度进入细胞内，但Ca2+逆浓度梯度出细胞，Ca2+逆浓度梯度出细胞的来自于Na+顺浓度梯度所形成的势能，而Na+顺浓度梯度的势能又来自泵的作用，可见钠泵（ 性主动转运的本质就是性主动转运）是继发性主动转运的基础，继发 性主动转运和易化扩散相互耦联。因此，钠泵被抑制将导致继发性主动转运被抑制，使得Na-Ca交换减少，故C选项错误。D选项：渗透压晶体渗透压和胶体渗透压，晶体渗透压主要由NaCl形成，胶体渗透压主要由白蛋白形成。由于渗透压是指溶质颗粒数目的多少，故相同质量的NaCl和白蛋白相比NaCl的溶质颗粒数目，因此渗透压以晶体渗透压为主。当钠泵被抑制后，导致细胞内Na+浓度增高，因此细胞