生理学-细胞的功能

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1、第三节细胞的生物电现象心电图脑电图肌电图胃肠电图视网膜电图许多细胞生物电总和Bioelectricalphenomenaofthecell跨膜电位（transmembranepotential）=膜电位(membranepotential)1.膜电容（membranecapacitance,Cm）脂质双层=平板电容器一、细胞膜的电学特征当膜上的离子通道开放而引起带电离子的跨膜流动时，就相当于在电容器上充电或放电而产生的电位差，称为跨膜电位或简称为膜电位。TheLipidBilayerActsLikeaCapacitor2.膜电阻(membraneresistance)=1/膜电导(membr

2、aneconductance)3.轴向电阻取决于胞质溶液本身的电阻/细胞直径膜蛋白=导体对带电离子而言，膜电导就是膜对离子的通透性(permeability)。一点给予膜一个突然的电流，从另一点记录膜电位变化：①在电流注入处达到的电位最大；②离开电流注入处越远，膜电位越小；③电位依距离变小，是膜电阻及轴向电阻引起的后果。二、电紧张电位(Electrotonicpotential)概念：细胞膜的电学特性相当于并联的阻容耦合电路，跨膜电流随着距原点距离的增加而逐渐衰减，膜电位也逐渐衰减，形成一个规律的膜电位分布，这种由膜的被动电学特性决定其空间分布的膜电位称为电紧张电位。用正、负电极从膜外侧施加

3、电刺激，胞质内的负电荷流向正极下方，正电荷流向负极的下方，因而在正、负电极下分别产生一个彼此方向相反的电紧张电位。静息时，质膜两侧存在着外正内负的电位差，称为静息电位(restingpotential,RP)。三、静息电位Relativeconstantpotentialdifference1939年，英国Hodgkin&Huxley记录枪乌鲗巨大神经轴突的RP静息电位时膜两侧所保持的外正内负状态称为膜的极化(polarization)；静息电位增大的过程，称为膜的超极化(hyperpolarization)；静息电位减小的过程，称为去极化或除极化(depolarization)；去极化至零

4、电位后膜电位进一步变为正值称为反极化，膜电位高于零电位的部位称为超射(overshoot);细胞先发生去极化，然后再向正常安静时膜内所处的负值恢复，则称作复极化(repolarization)。四、静息电位的产生机制：1.离子跨膜扩散的驱动力：电化学驱动力(electrochemicaldrivingforce)netforce=Concentrationforce+Electricforce静息电位和K+平衡电位：平衡电位(Equilibriumpotential)Concentrationforce=-ElectricforceNetforce=0无离子净移动，但有离子通透性1902年，

5、Berstein提出：细胞内外的K+不均衡分布和安静状态下，细胞膜主要对K+有通透性，据此推测静息电位应当等于K+的平衡电位。RT[X+]oZF[X+]iEX＝lnR：气体常数T：绝对温度Z：离子化合价F：Faraday常数平衡电位的计算–NernstEquationEK=-97--102mvENa=+56-+70mv[X+]o[X+]iEX=logZ602.膜对离子的通透性：（1）静息状态下，K+的通透性是Na+的10-100倍非门控性K+通道神经细胞：钾漏通道心肌细胞：内向整流钾通道（2）静息状态下，膜对Na+亦有一定的通透性ECl:-70--90mv,RP并不取决于EClCl-在膜两侧

6、的分布是被动的，膜电位的大小可以决定Cl-在膜内的浓度静息电位更接近于EK静息电位并不完全等于EK3.钠泵的生电作用：影响静息电位增大（超极化）影响RP的因素：（1）细胞外K+的浓度：K+轻度EK的负值RP（去极化）（2）离子通透性：K+permeabilityRP（超极化）Na+permeabilityRP（去极化）（3）Na泵活动性：Na泵活动性RP（超极化）五、动作电位（actionpotential,AP）1.定义：在静息电位的基础上，给细胞一个适当的刺激，可触发其产生短暂、可逆、可传播的膜电位的波动，称为动作电位(actionpotential,AP)。

7、2.测定值：由-70～-90mV到20～50mV，变化幅度为90～130mV（一）概述不同细胞的动作电位上升支去极化（-70到+50mV）峰电位超射（0到+50mV）动作电位下降支复极化（+50到-70mV）负后电位-后去极化后电位正后电位-后超极化（大于-70mV）3.动作电位的组成4.特点：“全或无”现象（“allornone”)动作电位大小与刺激强度无关阈值：能引发动作电位的最小刺激强度当刺激未达阈值时