03细胞的生物电现象和兴奋性生理学

第3章神经的兴奋与传导杜广才学习重点1.理解刺激、反应、兴奋性的概念。2.掌握阈值的概念及意义。3.理解静息电位、动作电位的概念、特征，了解其产生机制。4.理解动作电位的传导，了解传导原理。第一节刺激、反应与兴奋性兴奋性（excitability）是指组织细胞对刺激发生反应的能力或特性，是生命的基本特征之一。刺激（stimulus）能被机体或组织细胞感受到得环境变化。分类：物理、化学、生物、社会心理等方面。反应（reaction）机体或组织细胞受到刺激后所发生的一切变化。形式兴奋相对静止变为活动状态或活动由弱变强抑制活动变为相对静止状态或活动由强变弱刺激引起组织细胞发生反应的条件刺激强度持续时间强度-时间变化率衡量不同组织细胞兴奋性高低的指标阈值（threshold）如果将刺激持续时间、强度-时间变化率固定不变，测量能引起组织或细胞产生兴奋的最小刺激强度

阈值与兴奋性呈反变关系根据阈值把刺激分为阈上刺激阈刺激阈下刺激第二节细胞的生物电现象与细胞的兴奋

静息电位动作电位静息电位

细胞处于安静状态时，存在于细胞膜内、外两侧的电位差，称为静息电位(restingpotential，rp)。

证明rp的实验：（甲）当a、b电极都位于细胞膜外，无电位改变，证明膜外无电位差。（乙）当a电极位于细胞膜外，b电极插入膜内时，有电位改变，证明膜内、外间有电位差。（丙）当a、b电极都位于细胞膜内，无电位改变，证明膜内无电位差。极化：静息时，细胞所保持的稳定的内负外正状态超极化：以静息电位为基准，膜内电位向负值增大的方向变化(膜内外电位差增大)

去极化：膜内电位向负值减小方向变化复极化：细胞发生去极化后，再向原来的极化状态恢复的过程反极化：如果膜电位由外正内负，变为内正外负基本概念静息电位产生的机制

离子流学说认为，生物电的产生要有两个前提条件：一是细胞膜内外的离子分布不均匀；二是细胞膜对各种离子的通透性不同。离子成分细胞内液（mmol/l）细胞外液（mmol/l）约相差倍数k+155439na+1214512cl－412030有机负离子1551510哺乳动物细胞内、外主要离子的分布

rp产生机制的膜学说:静息状态下①细胞膜内外离子分布不均；②细胞膜对离子的通透具有选择性:k+＞cl-＞na+＞a-[k＋]i顺浓度差向膜外扩散[a-]i不能向膜外扩散[k+]i↓、[a-]i↑→膜内电位↓(负电场)[k+]o↑→膜内电位↑(正电场)膜外为正、膜内为负的极化状态当扩散动力与阻力达到动态平衡时=rp结论:rp的产生主要是k＋向膜外扩散的结果。∴rp=k+的平衡电位动作电位(actionpotential，ap)是可兴奋细胞受刺激时，在静息电位的基础上发生的一次迅速的可扩布性电位变化。

去极化上升支下降支3.动作电位的图形刺激局部电位变化阈电位去极化零电位反极化（超射）复极化（负、正）后电位1.ap产生的基本条件:①膜内外存在[na+]差:[na+]i＞[na+]o≈1∶10；②膜在受到阈刺激而兴奋时，对离子的通透性增加：

即电压门控性na+、k+通道激活而开放。动作电位的产生机制当细胞受到刺激细胞膜上少量na+通道激活而开放na+顺浓度差少量内流→膜内外电位差↓→局部电位当膜内电位变化到阈电位时→na＋通道大量开放na+顺电化学差和膜内负电位的吸引→再生式内流∵[na+]i↑、[k+]o↑→激活na+－k+泵ap的产生机制:膜内负电位减小到零并变为正电位（ap上升支）na+通道关→na+内流停+同时k+通道激活而开放k＋顺浓度差和膜内正电位的吸引→k＋迅速外流膜内电位迅速下降，恢复到rp水平（ap下降支）na+泵出、k+泵回，∴离子恢复到兴奋前水平→后电位动作电位的特征：具有“全或无”的现象：allornonephenomenon即同一细胞上的ap大小不随刺激强度和传导距离而改变的现象。

动作电位的意义：

ap的产生是细胞兴奋的标志。

局部兴奋概念：阈下刺激引起的低于阈电位的去极化（即局部电位），称局部反应或局部兴奋。特点：

①不具有“全或无”现象。其幅值可随刺激强度的增加而增大。②电紧张方式扩布。其幅值随着传播距离的增加而减小。③具有总和效应：时间性和空间性总和。。

时间性总和空间性总和兴奋在同一细胞上的传导（一）传导机制：局部电流静息部位膜内为负电位，膜外为正电位兴奋部位膜内为正电位，膜外为负电位在兴奋部位和静息部位之间存在着电位差膜外的正电荷由静息部位向兴奋部位移动膜内的负电荷由兴奋部位向静息部位移动形成局部电流膜内：兴奋部位相邻的静息部位的电位上升膜外：兴奋部位相邻的静息部位的电位下降去极化达到阈电位，触发邻近静息部位膜爆发新的ap局部电流学说（二）传导方式：无髓鞘n纤维的兴奋传导为近距离局部电流；有髓鞘n纤维的兴奋传导为远距离局部电流(跳跃式)。传导特点

1、生理完整性2、双向性3、相对不疲劳性4、绝缘性5、不衰减性或“全或无”现象目标检测一、单项选择题1.通常用作判断组织兴奋性高低的指标是a．阈电位b．阈强度c．基强度d．刺激强度对时间的变化率

e．动作电位的幅度2.关于兴奋性的叙述，错误的是a.与静息电位绝对值成正比b.与阈电位绝对值成正比c.衡量指标是阈强度

d.是心肌和腺体细胞共有的特性e.是生命活动的基本特征之一3.关于阈电位的叙述，错误的是a.只要去极化达到阈电位便可诱发动作电位b.一次阈下刺激不能使膜去极化达到阈电位c.阈电位与静息电位差值越大，细胞兴奋性越大d.阈电位的大小与细胞兴奋性有关e.比静息电位绝对值小10～20mv4.当达到k+平衡电位时a．膜两侧k+浓度梯度为零b．膜外k+浓度大于膜内c．膜两侧电位梯度为零d．膜内电位较膜外电位相对较正e．膜内侧k+的净外流为零5.关于神经纤维的静息电位，下述哪项是错误的a．它是膜外为正、膜内为负的电位b．接近于钾离子的平衡电位c．在不同的细胞，其大小可以不同d．它是个相对稳定的电位e．相当于钠离子的平衡电位6.增加细胞外液k+的浓度，静息电位的绝对值将a.增大b.减小c.不变d.先增大后减小e.先减小后增大7.在静息电位的基础上，细胞膜内电位负值（绝对值）增大，称为a.极化b.去极化c.反极化d.复极化e.超极化8.锋电位由顶点向静息电位水平方向变化的过程称为a．极化b．去极化c．超极化d．复极化e．反极化9.刺激引起兴奋的基本条件是使跨膜电位达到a.阈电位b.锋电位c.负后电位d.正后电位e.局部电位10.神经细胞的静息电位负值（绝对值）加大时,其兴奋性a.不变b.减小c.增大d.先减小后增大e.先增大后减小11.各种可兴奋组织产生兴奋的共同标志是a.肌肉收缩b.腺体分泌c.神经冲动d.动作电位e.局部电位12.动作电位的“全或无”特性是指同一细胞动作电位的幅度a.不受细胞外k+浓度的影响b.不受细胞外na+浓度的影响c.与刺激强度和传导距离无关d.与静息电位无关e.与na+通道的状态无关

13.下列关于神经纤维动作电位的描述，正确的是a.刺激强度小于阈值时，出现低幅度的动作电位b.刺激强度达到阈值时，再增加刺激强度，则动作电位的幅度随之增大c.动作电位一旦产生，可沿细胞膜作电紧张传播d.动作电位的大小随着传导距离的增加而变小e.不同可兴奋细胞动作电位的幅度和持续时间可以不一样14.对于单根神经纤维来说，在阈强度的基础上将刺激强度增大一倍时，动作电位的幅度将a.增加一倍b.减少一倍c.增加二倍d.减少二倍e.保持不变15.神经纤维动作电位的上升支是由于a．k+内流b．k+外流c．na+内流d．na+外流e．cl-外流16.神经纤维动作电位的下降支是由于a．k+内流b．k+外流c．na+内流d．na+外流e．cl-外流17.以下关于可兴奋细胞动作电位的描述，正确的是a．动作电位是细胞受刺激时出现的快速而不可逆的电位变化b．在动作电位的去极相，膜电位由内正外负变为内负外正c．动作电位的大小不随刺激强度和传导距离而改变d．动作电位的传导距离随刺激强度的大小而改变e．不同的细胞，动作电位的幅值都相同18.神经细胞动作电位的幅度接近于a．钾离子平衡电位的绝对值b．钠离子平衡电位的绝对值c．静息电位绝对值与超射值之和

d．静息电位绝对值与超射值之差e．超射值19.有髓神经纤维的传导特点是a．单向传导b．传导速度慢c．衰减性传导d．跳跃式传导e．离子跨膜移动总数多20.下列关于神经细胞兴奋传导的叙述，错误的是a．动作电位可沿细胞膜传导到整个细胞b．传导的方式是通过产生局部电流来刺激未兴奋部位，使之也出现动作电位c．动作电位的幅度随传导距离增加而衰减d．传导速度与神经纤维的直径有关e．传导速度与温度有关二、多项选择题1.神经纤维锋电位的形成机制，正确的是a．上升支由k+内流引起b．上升支由na+内流引起

c．下降支由k+外流引起d．下降支由na+外流引起e．恢复后可有钠泵活动