《生理精品课程》PPT课件

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1、办公室：科技大楼1203E-mail:jjzhou@fmmu.edu.cn生理学教研室：周京军第二章细胞的基本生理过程2008-11-12：第一节细胞膜的生理2008-11-19：第四节骨骼肌的收缩2008-11-14：第二节生物电现象和兴奋性2008-11-18：第三节细胞间的信号传递生物电现象生物电信号的无创伤性采集电鳐与电板器官示意图（一）静息电位静息电位（restingpotential,RP）：神经和肌（或其它组织）细胞在静止情况下（未受刺激时），存在于细胞膜内外两侧的电位差。1.概述神经纤维静息电位的记录静息电位数值：-70mV不同种类细胞的静息电位

2、：生物电与物理电：膜两侧分布着极性不同电荷的状态被称为膜处于极化状态（Polarization）1.概述2.Na+、K+、Cl-在神经、肌肉细胞内外的分布枪乌贼的神经纤维乌贼　的神经纤维蛙　的　神　经蛙　的　肌　肉狗　的　肌　肉细胞内浓度细胞外浓度Na+、K+、Cl-Na+、K+、Cl-37110--1102.67715125121102.67710140--1304.012049410404402256043360--45017540浓度单位：mmol/L化学势能电势能3.Bernstein提出RP主要取决K+的平衡电位K+(4.0mM)K+(140mM)Ne

3、rnst方程：R,气体常数Z,离子价T,绝对温度F,Farady常数EK=RTZFIn[K+]o[K+]i=61lg4140=-94mV=61lg[K+]o[K+]i（37C）枪乌贼巨神经纤维的静息电位记录4.Hodgkin和Huxley证实了上述假设改变细胞外浸浴液K+浓度对蛙缝匠肌RP的影响7.钠-钾泵对RP的贡献维持细胞内外离子浓度差生电性活动6.钠离子和氯离子通透性对RP的影响PK>>PNa&PClVm=61log[K+]o[K+]iGHKequationGoldman,Hodgkin,KatzVm=61logpK[K+]opNa[Na+]o+pK[K

4、+]ipNa[Na+]i+pCl[Cl-]i+pCl[Cl-]o+（环境温度为37C）静息电位小结：静息膜电位主要是K+的平衡电位（理论值-94mV）RP的基础----膜内外离子不均衡分布和膜选择性对K+的通透性钠-钾泵、Na+和Cl-对静息电位也有一定贡献，与K+共同使神经元的RP值保持在-70mV左右"fortheirdiscoveriesconcerningtheionicmechanismsinvolvedinexcitationandinhibitionintheperipheralandcentralportionsofthenervecellme

5、mbrane"HodgkinHuxleyNobelPrizeinPhysiologyorMedicine1963神经纤维动作电位引导与记录模式图（二）动作电位（Actionpotential,AP）动作电位：细胞受刺激时，在静息电位基础上发生迅速的一过性的膜电位波动过程（膜的极性发生翻转）复极化（Repolarization）：细胞发生去极化后，又向原先的极化方向恢复的过程，称为复极化超射（Overshoot）：去极相中从膜内电位为零至膜内电位为正的一段除/去极化（Depolarization）：由膜内为负转变为膜内为正的过程（即动作电位曲线的上升支）1.概述：

6、超极化（Hyperpolarization）：静息电位的数值向膜内负值加大的方向变化时-70mV-90mVENa=RTZFIn[Na+]o[Na+]i=61lg13010=+68mV=61lg[Na+]o[Na+]i（37C）a.依据一、动作电位的超射值为Na+的平衡电位（理论）2.AP的形成机制2.1AP的上升支形成机制细胞外液中Na+浓度改变对枪乌贼巨大神经纤维AP的影响b.依据二（实验）：c.依据三（实验）--Voltageclamp（电压钳）（电压钳实验结果）电导（Conductance）：用离子置换法将枪乌贼巨轴突的离子电流分开指令电压由-65mV跃

7、节升到-9mV，观察膜电流的变化2.2AP的降支形成机制Na+电导减小K+电导缓慢增大动作电位过程中Na+、K+通透性的变化Na+内流K+外流APNa+-K+泵维持细胞内外Na+、K+浓度梯度ATP2.3Na+-K+泵在AP后的作用：膜片钳记录方法示意图，以及从骨骼肌细胞膜片上记录的Ach激活的单通道电流膜片钳技术3.通透性改变的实质----离子通道：1）玻璃微电极技术2）电子学技术3.1Na+通道特异性阻断剂：TTX通道的两个闸门：激活门与失活门三种状态：备用/关闭、开放与失活电压门控性和时间依赖性：电压感受器（-70~-55mV）b）膜发生去极化反应时（-5

8、5mV），通道开放，Na