第三章 神经元的兴奋和传导

第一节细胞膜的电生理现在是1页\一共有39页\编辑于星期四细胞的生物电一、静息电位（RestingPotential,RP)

安静状态下细胞膜两侧的电位差现在是2页\一共有39页\编辑于星期四

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。现在是3页\一共有39页\编辑于星期四现在是4页\一共有39页\编辑于星期四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。现在是5页\一共有39页\编辑于星期四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。现在是6页\一共有39页\编辑于星期四在电位差（EA-EB为-60mV时，K处于跨膜电化学平衡。）现在是7页\一共有39页\编辑于星期四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+的净外流为零现在是8页\一共有39页\编辑于星期四证明：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)现在是9页\一共有39页\编辑于星期四二细胞膜动作电位（一）细胞的兴奋和阈刺激现在是10页\一共有39页\编辑于星期四1、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

现在是11页\一共有39页\编辑于星期四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、阈下刺激现在是12页\一共有39页\编辑于星期四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—强度变化率现在是13页\一共有39页\编辑于星期四反应

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。现在是14页\一共有39页\编辑于星期四阈强度简称阈值，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阈值现在是15页\一共有39页\编辑于星期四（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现在是16页\一共有39页\编辑于星期四（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现在是17页\一共有39页\编辑于星期四三、动作电位形成的离子机制现在是18页\一共有39页\编辑于星期四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.概念现在是19页\一共有39页\编辑于星期四

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动作电位的组成现在是20页\一共有39页\编辑于星期四现在是21页\一共有39页\编辑于星期四2.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+外流现在是22页\一共有39页\编辑于星期四(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现在是23页\一共有39页\编辑于星期四膜片钳记录流过单通道的离子流现在是24页\一共有39页\编辑于星期四现在是25页\一共有39页\编辑于星期四3.钠通透性变化的本质和细胞兴奋性周期性变化现在是26页\一共有39页\编辑于星期四

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）级现在是27页\一共有39页\编辑于星期四

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

现在是28页\一共有39页\编辑于星期四膜去极化时钠通道构象变化的理论模型现在是29页\一共有39页\编辑于星期四膜去极化时钠通道的开放和关闭现在是30页\一共有39页\编辑于星期四4.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)现在是31页\一共有39页\编辑于星期四5.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泵活动增强现在是32页\一共有39页\编辑于星期四6.动作电位的引起和传导现在是33页\一共有39页\编辑于星期四阈电位概念（thresholdmembranepotential）能引起Na通道大量开放而爆发AP的临界膜电位水平现在是34页\一共有39页\编辑于星期四7.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)现在是35页\一共有39页\编辑于星期四现在是36页\一共有39页\编辑于星期四8.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