第二讲 神经元的电活动

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1、氯化钾有毒么？——神经元的电活动告诉你主讲人：张隆华神经科学Neuroscience临床常用的两种药物溶媒：糖水：葡萄糖注射液，果糖注射液盐水：氯化钠注射液神经科学Neuroscience1%KCl神经科学NeuroscienceJackKevorkianDr.Death致死注射：1990年，JackKevorkian帮助了患有AD的54岁的JanetAdkins结束她的生命。Adkins夫人首先滴注了一种含有麻醉剂的溶液，然后自动转换为氯化钾溶液。•麻醉剂可以使Adkins夫人丧失知觉。•心脏停止跳动以及

2、死亡是由于氯化钾注射导致的。为何升高钾浓度，心脏会停跳神经科学Neuroscience离子的跨膜分布不同钾离子胞内多，钠钙氯离子胞外多为何离子跨膜分布浓度差可以维持神经科学Neuroscience一、膜的化学特性1，膜两边的盐溶液细胞质和细胞外液水和离子Cation:K+,Na+,Ca2+Anion:Cl-水是一极性溶剂神经科学Neuroscience一、膜的化学特性2，磷脂膜神经科学Neuroscience一、膜的化学特性3，跨膜蛋白质酶受体离子泵离子通道•离子选择性（ionselectivity

3、）•门控特性(gate)神经科学Neuroscience二、膜上的离子流动离子移动所需的外力：1、浓度梯度扩散Diffusiona.膜两侧具有浓度梯度b.膜上具有离子通道神经科学Neuroscience二、膜上的离子流动离子移动所需的外力：2、电场作用Electricitya.膜上具有离子通道b.膜两侧具有电势差I＝gVI，电流；g，电导；V，电压。神经科学Neuroscience三、静息膜电位产生的离子基础1、静息膜电位：Vm在任何状态下跨神经元膜的电压称为膜电位。典型的神经元的静息膜电位大约为-65mV

4、。静息膜电位的测量方法神经科学Neuroscience三、静息膜电位产生的离子基础2、离子平衡电位Eion————平衡某种离子浓度梯度的电位差，简称为平衡电位，是针对某种特定离子的电位，E。ion跨膜电荷分布字母大小代表浓度高低神经科学Neuroscience三、静息膜电位产生的离子基础2、离子平衡电位E的计算——Nernst方程ion如果膜两侧存在浓度梯度，且膜只对某种离子通透，则可以得到稳态电位。可以根据Nernst方程计算其平衡电位：Eion=RT/zF×ln[ion]/[ion]oiR气体常数，T绝

5、对温度，z离子电荷，F法拉第常数，[ion]内外膜离子浓度字母大小代表浓度高低神经科学Neuroscience三、静息膜电位产生的离子基础3、离子的跨膜分布钾离子膜内多，钠钙氯离子膜外多神经科学Neuroscience三、静息膜电位产生的离子基础3、离子的跨膜分布离子浓度梯度的建立是因为离子泵的作用。1)Na-Kpump，将钾离子泵进胞内，钠离子泵出胞外。2)Calciumpump，将钙离子泵出到胞外，此外内质网、线粒体、钙结合蛋白等也可以降低胞内钙离子浓度。神经科学Neuroscience三、静息膜电位产

6、生的离子基础4、膜在静息状态下离子的相对通透性神经元在静息时，对离子具有选择通透性，假如仅对一种离子通透：K+，则V=E=-80mVmk+Na+,则V=E=62mVmNa+实际上Vm～－65mV，介于EK和E之间。Na神经科学Neuroscience三、静息膜电位产生的离子基础4、膜在静息状态下离子的相对通透性当膜电位受几种离子影响的时候，每一种离子对膜电位的影响不仅取决于膜内外的离子浓度，而且也取决于该离子对膜的通透性(permeability,P)。G-H-KEquation:RTPKPNa

7、PClK0Na0CliElnFPKPNaPClKiNaiCl0方程表明：离子浓度越大，通透能力越强，其在维持静息膜电位中就具有更大的作用。*Goldman-Hodgkin-Katz神经科学Neuroscience三、静息膜电位产生的离子基础4、膜在静息状态下离子的相对通透性如果某一种离子的通透性远远大于其它离子，Goldman方程等同于Nernst方程。如胶质细胞中P>>P,P.KClNa在静息电位，几种离子的通透能力：P：P：P＝1.0:0.04:0.45KNaCl在动作电位峰值，几

8、种离子的通透能力：P：P：P＝1.0:20:0.45KNaCl神经科学Neuroscience三、静息膜电位产生的离子基础离子通道•离子选择性（ionselectivity）•门控特性(gate)定义：•可以传导离子；•识别和选择性传导离子；•对特定的电、化学和机械信号作出反应而开放或者关闭通道•可被一些药物和毒素等阻断；•离子通道的功能失调可导致疾病的发生；神经科学Neuroscience四、离子通道1、电压