《医学课件生理学-生物电及其产生机制.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《医学课件生理学-生物电及其产生机制.ppt(39页珍藏版)》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、生 物 电,生 物 电,电 鳗,心 电 图,脑 电 图,生物电的概念,生物体的生命活动过程中表现出电现象: 安静状态时的生物电 活动状态时的生物电,静息电位 (resting potential, RP),动作电位 (action potential, AP),静息电位及其产生机制,静息电位的记录,A,B,A,B,A,B,静息电位(resting potential, RP) 细胞在静息时,存在于质膜两侧的电位差。,静息电位的定义,不同细胞的RP 骨骼肌细胞:-90 神经细胞:-70 平滑肌细胞:-55 红细胞:-10,特点: (1) 绝大多数细胞的RP是稳定的 (2) 其数值在-10-100
2、 (mV),静息电位产生的机制,Na+-145-18,K+-3-140,Cl-120-7,Ca2+-1.2-0.0001,各种离子的不均衡分布 (mmol/L),静息电位产生的机制,2. 静息时膜主要对K+有通透性,电化学驱动力,动力:浓度差,阻力:电位差,浓度差 + 电位差 = 电化学驱动力,电化学驱动力 = 0 ,平衡电位,静息电位机制概括,结伴而行 隔膜相吸,K+,A-,Nernst公式:,EX =,X+0 X+i,可简化为:,平衡电位的计算,R:气体常数,T:绝对温度,F:法拉第常数,Z:原子价, X+o和X+i为膜内外侧的离子浓度。 当X+为单价离子,温度为29.2,自然对数转化为常
3、用对数:,K+平衡电位和静息电位的关系,静息电位总是接近于K+平衡电位; K+通道的拮抗剂可以几乎全部抑制静息电位,K+平衡电位和静息电位的关系,-100 mV,RP-80 mV,?,静息电位的影响因素,1. 细胞外K+的浓度,胞外K+浓度,膜电位负值,即RP,EK (mV),细胞外K+的浓度,RP ?,静息电位的影响因素,2. 膜对离子的通透性,膜对K+通透性,静息电位 膜对Na+通透性,静息电位,静息电位的影响因素,3. 钠泵的活动,3Na+,2 K+,外,内,正电荷出3入2,钠泵活动,静息电位,动作电位及其 产生机制,动作电位(AP) 在RP基础上,给细胞一个适当的刺激,产生一个可传播的
4、膜电位波动。,去极化,复极化,单细胞AP的特点: 1. 全或无 2. AP产生后,可向周围传播 3. 不衰减传导 4. AP的传播范围和距离与原刺激的强度无关,动作电位的产生机制,AP上升支,AP下降支, 膜内外存在Na+差:Na+iNa+o 110 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,动作电位产生的条件,Na+内流的动力:膜内外电-化学驱动力 Na+的平衡电位:根据Nernst公式计算:,ENa+ = 60 lg,= 60 lg (10/1) = 60 mV, AP上升支由Na内流形成,不耗能 下降支是K外流形成的 后电位是NaK泵活动引起的
5、,耗能 AP为Na的平衡电位,应用Na通道特异性阻断剂河豚毒后,内向电流全部消失(AP消失)。,结 论,动作电位的传导,在无髓神经纤维上传导 局部电流: 兴奋段与未兴奋段的电位差引起电荷移动,多米诺骨牌,动作电位的传导,在有髓神经纤维上传导 跳跃式传导 优点:传导快,节能,动作电位在单个细胞传导的特点,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,动作电位在不同细胞间的传导,缝隙连接 神经、心肌、肝脏,可兴奋性细胞和兴奋性,可兴奋组织 神经、肌肉和腺体 刺激:引起组织、细胞发生反应的内外环境变化。 三个要素: (1)刺激强度 (2)持续时间 (3)强度对时间
6、的变化率 兴奋性阈强度-1,局部兴奋的特征,(1)由阈下刺激引起 (2)刺激依赖性:反应随刺激强度增大而增大, 不是“全或无”,局部兴奋的特征,电紧张性扩布: 不能远距扩布,只能在数十至数百微米扩布, 产生紧张性电位。 总和反应(叠加):总和后产生AP 空间性总和 时间性总和 在神经元胞体和树突的功能活动中多见。,时间性总和,空间性总和,细胞兴奋后兴奋性的变化,(激活),(失活),(关闭),绝对不应期 (ARP): 兴奋性几乎为零 相当于锋电位的发生时间 与钠通道失活有关 相对不应期 (RRP): 兴奋性逐渐恢复 低常期: 兴奋性较正常轻度降低 相当于正后电位时期 超常期: 兴奋性较正常时轻度升高 相当于负后电位,钠通道的3种基本功能状态: (1) 激活状态:通道开放,持续12ms; (2) 失活状态:通道关闭,对刺激不产生即时反应,与不应期有关,去极化消除后再有反应。 (3) 备用/关闭状态:通道关闭,但对刺激有反应;,备用,激活,失活,