第三章 神经元的兴奋和传导

第三章神经元的兴奋和传导第一页，共四十页，2022年，8月28日第一节细胞膜的电生理第二页，共四十页，2022年，8月28日细胞的生物电一、静息电位（RestingPotential,RP)

安静状态下细胞膜两侧的电位差第三页，共四十页，2022年，8月28日

膜电位是在任何状态下跨膜的电压，用符号Vm表示。通常情况下，可用插入细胞质的微电极测量。微电极为一极细的玻璃管，尖端直径为0.5µm，对细胞膜的损伤最小。微电极内充灌可导电的盐溶液，连于电压表。此方法揭示电荷在细胞膜的两侧不均匀分布，膜内比膜外更负。这种稳定的电位差即静息电位。第四页，共四十页，2022年，8月28日第五页，共四十页，2022年，8月28日处于平衡状态的例子是没有净力作用于其上的一片膜将水溶液分隔在两个小室中（A和B）离子X+在A室中的浓度高于B室，若不存在电位差，X+趋向由A室向B室扩散。第六页，共四十页，2022年，8月28日X+在A室中为1mol/L，B室中0.1mol/L。浓度驱使X+由A----B, 而A室相对于B室是电负性的，电驱动力驱使X+由B----A。第七页，共四十页，2022年，8月28日在电位差（EA-EB为-60mV时，K处于跨膜电化学平衡。）第八页，共四十页，2022年，8月28日RP的形成机理：［K+]i>[K+]oPK+

高K+外流促进K+外流的浓度势能阻碍K+外流的电场力＝K+的净外流为零第九页，共四十页，2022年，8月28日证明：1、Nernst公式

Ek=59.5Log[K+]o/[K+]i(mV)

理论值–87mV，实际值–77mV2、改变细胞外液中的K+浓度3、通道阻断剂四乙铵(TEA)第十页，共四十页，2022年，8月28日二细胞膜动作电位（一）细胞的兴奋和阈刺激第十一页，共四十页，2022年，8月28日1、刺激与反应

刺激可被机体感受并引起反应的体内外环境改变。分类（通常按刺激的性质分类）：

机械性刺激化学性刺激生物性刺激社会心理性刺激

第十二页，共四十页，2022年，8月28日刺激强度的表示方法通常根据刺激能否引起反应区分为：1、阈刺激刚好引起组织产生反应的最小刺激。（此刺激的强度即称为阈强度）2、阈上刺激3、阈下刺激第十三页，共四十页，2022年，8月28日刺激能否引起反应的三要素：1、刺激强度2、作用时间3、时间—强度变化率第十四页，共四十页，2022年，8月28日反应

受到刺激后机体功能活动的变化（由刺激引起的机体活动状态的改变）。反应的形式：

兴奋——某种功能活动出现或加强；

抑制——某种功能活动减弱或停止。第十五页，共四十页，2022年，8月28日阈强度简称阈值，是刚好引起组织产生反应的最小刺激强度。强度等于阈值的刺激即为阈刺激。兴奋性=————1阈值第十六页，共四十页，2022年，8月28日（二）、兴奋和兴奋性Excitation------生理学把活组织因刺激产生冲动的反应称为兴奋。excitability——机体对体内外环境变化产生反应的能力。神经和肌肉属于可兴奋组织第十七页，共四十页，2022年，8月28日（三）、组织excitation及其恢复过程中excitability的变化绝对不应期相对不应期超常期低常期第十八页，共四十页，2022年，8月28日三、动作电位形成的离子机制第十九页，共四十页，2022年，8月28日AP：细胞受刺激后在RP基础上发生的一次膜两侧电位快速倒转和复原。兴奋（excitation）：产生AP兴奋性（excitability）：接受刺激，产生AP的能力。1.概念第二十页，共四十页，2022年，8月28日

上升支去极化（-700 mV）超射（0+30mV）

下降支复极化（+30mV-70mV）

去极化后电位（负后电位）超极化后电位（正后电位）

锋电位后电位AP动作电位的组成第二十一页，共四十页，2022年，8月28日第二十二页，共四十页，2022年，8月28日2.AP产生机制膜内外Na+不均匀分布（外高内低）膜突然对Na+通透增大（Na+通道开放）Na+内流达Na+平衡电位去极化复极化：Na+通道关闭，K+通道开放，K+外流第二十三页，共四十页，2022年，8月28日(1)、Nernst公式ENa=59.5Log[Na+]o/[Na+]i(mV)

超射值=ENa(2)、改变细胞外液的Na＋浓度(3)、河豚毒(tetrodotoxin,TTX）(4)、电压钳或膜片钳证据第二十四页，共四十页，2022年，8月28日膜片钳记录流过单通道的离子流第二十五页，共四十页，2022年，8月28日第二十六页，共四十页，2022年，8月28日3.钠通透性变化的本质和细胞兴奋性周期性变化第二十七页，共四十页，2022年，8月28日

图2-14膜片钳实验布置示意图

A：图中Ip为记录到的单通道电流，VCMD决定设定的膜电位数值B：在大鼠胚胎骨骼肌细胞膜片上记录到的由ACH激活的单通道离子电流，强度为pA（皮安）级第二十八页，共四十页，2022年，8月28日

图2-15电压门控Na+通道的膜片钳记录A：随着静息电位（Em）由－110mV突然固定到－50mV，在3次膜片钳实验记录到的离子电流B：将144次膜片钳记录到的离子电流曲线进行平均叠加，得到一条类似图2-13中曲线C的Na+电流曲线，说明后者是多数Na+通道激活的结果

第二十九页，共四十页，2022年，8月28日膜去极化时钠通道构象变化的理论模型第三十页，共四十页，2022年，8月28日膜去极化时钠通道的开放和关闭第三十一页，共四十页，2022年，8月28日4.兴奋性的周期性变化：

绝对不应期(absoluterefractoryperiod)

相对不应期(relativerefractoryperiod)

低常期(subnormalperiod)

超常期(supranormalperiod)第三十二页，共四十页，2022年，8月28日5.后电位的产生机制去极化后电位（负后电位）：细胞外一过性K蓄积

超极化后电位（正后电位）：Na泵活动增强第三十三页，共四十页，2022年，8月28日6.动作电位的引起和传导第三十四页，共四十页，2022年，8月28日阈电位概念（thresholdmembranepotential）能引起Na通道大量开放而爆发AP的临界膜电位水平第三十五页，共四十页，2022年，8月28日7.动作电位的特点：*大小与刺激强度无关*不衰减传导*不能融合全或无(allornone)第三十六页，共四十页，2022年，8月28日第三十七页，共四十页，2022年，8月28日8.局部电位（localpotential)由阈下刺激引起的小的电位变化*大小与刺激强度有关*衰减传播----电紧张性扩布（ele