《神经元的电活动》PPT课件

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1、第二讲神经元的电活动主讲人：张隆华意大利解剖学和医学教授伽伐尼（LuigiGalvani,1737～1789）生物电的发现用两种不同的金属碰触青蛙腿的两端，可以引起它的收缩。神经科学Neuroscience静息态的神经元膜膜的化学特性膜上的离子流动静息膜电位产生的离子基础神经科学Neuroscience神经科学Neuroscience神经科学Neuroscience神经系统信号的传递都通过电或者化学信号，其中电信号对于信息的快速及长距离传播具有重要意义。所有的电信号（受体电位、突触电位、动作电位）都是通过膜两侧的离子浓度变化来实现的，离子进入或者流出细胞导致细胞偏离其静息状态。能够产生和传

2、导兴奋的细胞具有可兴奋性膜（excitablemembrane）,其在静息状态下细胞膜内外具有的电势差称之为静息膜电位。一、膜的化学特性神经科学Neuroscience1，膜两边的盐溶液细胞质和细胞外液水和离子水是一极性溶剂Cation:K+,Na+,Ca2+Anion:Cl-一、膜的化学特性神经科学Neuroscience2，磷脂膜一、膜的化学特性神经科学Neuroscience3，跨膜蛋白质酶受体离子泵离子通道离子选择性（ionselectivity）门控特性(gate)二、膜上的离子流动神经科学Neuroscience离子移动所需的外力：1、浓度梯度扩散Diffusiona.膜两侧具

3、有浓度梯度b.膜上具有离子通道二、膜上的离子流动神经科学Neuroscience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。三、静息膜电位产生的离子基础神经科学Neuroscience1、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。静息膜电位的测量方法三、静息膜电位产生的离子基础神经科学Neuroscience2、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，Eion。a、当膜不能通透离子时，虽然有浓度差

4、，但没有离子的流动，故膜电位为零，Vm=0。b、膜上有钾离子通道时，钾离子可以顺浓度梯度流出到胞外，则胞内会有过多的A-，而细胞外就会积聚过多的正电荷K+，则会出现跨膜电位。c、随着胞内越来越多的负电荷积聚，负电荷就会吸引带正电的钾离子返回胞内。当达到一定的电位差后，吸引K＋回胞内的电势与扩散力刚好相等，但方向相反，就会达到平衡状态。字母大小代表浓度高低三、静息膜电位产生的离子基础神经科学Neuroscience2、离子平衡电位Eiona，膜电位的巨大改变是由离子浓度的小变化引起的b，净电荷差发生在膜的内和外表面c，离子被驱动跨膜运动的速率与膜电位和平衡电位之差成正比；（Vm-Eion）被

5、称为离子驱动力d，如果已知某一离子的跨膜浓度差，可以计算其平衡电位跨膜电荷分布三、静息膜电位产生的离子基础神经科学Neuroscience计算离子平衡电位的Nernst方程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]o/[ion]iR气体常数，T绝对温度，z离子电荷，F法拉第常数，[ion]内外膜离子浓度三、静息膜电位产生的离子基础神经科学Neuroscience3、离子的跨膜分布钾离子膜内多，钠钙氯离子膜外多三、静息膜电位产生的离子基础神经科学Neuroscience3、离子的跨膜分布离子浓

6、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。三、静息膜电位产生的离子基础神经科学Neuroscience4、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Vm=Ek+=-80mVNa+,则Vm=ENa+=62mV实际上Vm～－65mV，介于EK和ENa之间。对钾离子的通透远远大于对钠离子的通透性。三、静息膜电位产生的离子基础神经科学Neuroscience4、膜在静息状态下离子的相对通透性C

7、、去极化使钾离子平衡状态被打破，钾离子浓度梯度大于电场作用力，使钾离子流出，与流入的钠电流方向相反，最终达到平衡。此为新的静息膜电位。B、膜上有少部分钠通道开放，钠离子在浓度梯度和电场作用下进入细胞膜内部，细胞开始去极化。A、只对钾离子通透，Vm=Ek神经元静息膜电位的形成三、静息膜电位产生的离子基础神经科学Neuroscience4、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