第二章 细胞基本功能2-3

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1、第二章细胞的基本功能Functionofcell第三节细胞的电活动生物电（bioelectricity）：细胞水平的生物电现象有两种表现：细胞在进行生命活动时都伴有电现象，称为细胞生物电。表现为一定的跨膜电位，简称膜电位（membranepotential）静息电位动作电位细胞的静息电位(restingpotential，RP)：安静情况下细胞膜两侧存在的外正内负且相对平稳的电位差。范围在-10～-100mV之间。掌握一、静息电位去极化(depolarization):

2、RP

3、值减小的过程或状态。极化(polarization):外正内负0超极化(hyperpolarization)

4、:

5、RP

6、值增大。反极化(reversepolarization):去极到正值。复极化(repolarization):去极后向RP恢复。超射(overshoot):膜电位高于0电位部分。二、动作电位时间（ms）-70-550+35mV去极化复极化超极化超射静息电位产生的机制：形成生物电活动的基础：钠泵活动造成膜内外离子不均衡分布:胞外[Na+]>胞内[Na+],胞内[K+]>胞外[K+]。离子扩散与离子平衡电位：扩散驱动力：浓度差和电位差。膜通透性：安静状态下,膜主要对K+通透。扩散平衡：电位差=浓度差,驱动力=0。根据Nernst公式可计算出离子平衡电位。一、静息电位离子平衡电位

7、计算公式：Nernst方程：Ek=60log—————(mV)[K+]o[K+]i[K+]o为膜外K+浓度[K+]i为膜内K+浓度一、静息电位离子平衡电位(ionequilibriumpotential)K+平衡电位(-90～-100mV)Na+平衡电位(+50～+70mV)一、静息电位RP相当于EK，但实测值总是小于Nernst公式的计算值，原因是静息时，细胞膜对Na+等离子也存在一定的通透性一、静息电位静息电位：膜主要对K+通透↓细胞内外K+势能差↓K+经通道易化扩散↓扩散出的K+形成阻碍K+继续扩散的电位差驱动力↓K+的浓度差动力和电场力阻力平衡一、静息电位一、静息电位影响静息

8、电位的因素：胞外、内的[K+]:∵[K+]o与[K+]i的差值决定EK，∴[K+]o↑→EK↓膜对K+、Na+通透性:K+的通透性↑,则

9、RP

10、↑,更趋向于EKNa+的通透性↑,则

11、RP

12、↓,更趋向于ENaNa+-K+泵的活动水平细胞的动作电位(Actionpotential,AP)：定义：在静息电位的基础上，如果细胞接受有效刺激后产生的一个迅速的可向远处传播的膜电位波动。掌握二、动作电位细胞的动作电位(Actionpotential,AP)：0锋电位升支（去极相）降支（复极化相）锋电位：AP的特征和标志负后电位正后电位升支降支负后电位正后电位后电位二、动作电位时间（ms）正后电位负

13、后电位-70-550+35mV刺激伪迹锋电位动作电位的波形及组成后电位阈电位单一细胞产生动作电位的特点：“全或无”现象：刺激强度未达到阈值，动作电位不会发生；只要刺激达到阈值即可产生动作电位，AP的幅度不随刺激强度增加而增大。不衰减传播：AP不仅出现在受刺激的局部，它可迅速向周围C膜传播，直至整个细胞膜都一次产生AP，且大小不因传播距离而改变。二、动作电位脉冲式发放：有一定间隔，不会融和。动作电位产生的机制：1.电化学驱动力及其变化动力为负值时：推动正电荷流入胞内(内向电流,如Na+,Ca2+内流)动力为正值时：推动正电荷出胞(外向电流,如K+外流,Cl-内流)∴RP条件下，Na+受

14、到很强的内向驱动力电化学驱动力=Em-E离子Na+驱动力＝－130mVK+驱动力＝+20mV二、动作电位动作电位产生的机制：2.动作电位期间膜通透性的变化用电压钳技术的研究结果表明:动作电位期间,膜GNa首先增加,随即又衰减,在其衰减的同时GK增大。二、动作电位AP上升支:膜上电压门控Na+通道开放→膜的Na+电导(即膜对Na+通透性)增大→Na+内流(内向电流)→膜去极化.AP下降支:膜上电压门控K+通道开放→膜的K+电导(即膜对K+通透性)增大→K+外流(外向电流)→膜复极化.二、动作电位动作电位产生的机制：动作电位的升支：刺激后,膜对Na+通透↓膜内外Na+势能贮备↓Na+经通

15、道易化扩散↓扩散的Na+抵消膜内负电位,形成正电位↓直至正电位增加到足以对抗由浓度差所致的Na+内流∴Na+通道激活开放,Na+内流形成AP上升支；AP的超射值等于Na+平衡电位(+50～+70mV)。二、动作电位动作电位产生的机制：动作电位的降支：∴K+通道激活开放,K+外流形成AP下降支。K+通道关闭↓激活二、动作电位Na+通道激活↓失活小结－AP形成的离子基础：①升支:Na+内流；②降支:K+外流；③静息水平:Na+-K+泵活动,离子恢复静息时的分布