第三章+神经元的兴奋和传导

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1、第三章神经元的兴奋和传导第一节细胞膜的电生理细胞的生物电现象机体中的大多数细胞都能对不同的刺激作出特异发应，这些细胞在反应的初始阶段，一般表现为细胞膜的电学性质发生变化，细胞膜受刺激后产生的这种电的变化称为细胞膜的生物电现象（bioelectricity）。如：心电图、脑电图、肌电图等微电极（细胞内）记录单一细胞生物电变化电压钳技术记录含有大量离子通道的膜行为膜片钳技术记录单一离子通道的电流和电导一、静息膜电位的形成和维持1.静息电位的记录和数值静息电位(restingpotential,RP)：细胞在没有受到外来刺激时，即处于静息状态下的

2、细胞膜内、外侧所存在的电位差称为静息膜电位。通常膜内电位为负，膜外为正。2.静息电位(RP)产生的机制（1）膜内外离子不均衡分布（钠泵活动形成膜内、外离子浓度差）；2）静息时膜对离子的通透性不同产生静息膜电位的重要离子主要有K+、Na+和A-。K+和Na+两种离子对膜电位的形成和变化贡献最大。其它离子，如Ca2+、Cl-、Mg2+等在大多数细胞中对静息膜电位无直接贡献。3.K+的扩散对膜电位的作用：K+平衡电位假设细胞质膜仅对K+通透，将发生：（1）膜两侧K+浓度差是促使K+外流的动力。（2）但随着K+的不断外流，膜两侧不断加大的电位差是K

3、+继续扩散的阻力。（3）当动力和阻力达到动态平衡时，K+的净扩散通量为零,此时膜两侧的电位称为K+的平衡电位。K+平衡电位值大约为-90mV,在生理学上它表示的仅是一个相对值，即细胞内电位较胞外低90mV。细胞膜外K+浓度降低时，静息电位增大；细胞膜外K+浓度增高时，静息电位减小。改变细胞膜外Na+的浓度时不影响静息电位值。表明：静息电位主要由K+的平衡电位所决定，形成静息电位的主要离子基础是膜内K+向膜外扩散并最终达到膜内外动态平衡。4.Na+的扩散对膜电位的作用：Na+平衡电位假设细胞质膜仅对Na+通透，将发生：（1）膜两侧Na+浓度差

4、是促使Na+扩散的动力。（2）但随着Na+的不断内流，膜两侧不断加大的电位差是Na+继续扩散的阻力。（3）当动力和阻力达到动态平衡时，Na+的净扩散通量为零，此时记录的膜电位即为Na+平衡电位。Na+的平衡电位值大约为+60mV,此时细胞膜内电位为正，膜外为负，与K+的平衡电位正相反。5.K+和Na+对膜电位的协同作用K+和Na+的平衡电位只是通过理论计算或实验状态下获得的,真实情况的细胞膜电位并不等于K+或Na+的平衡电位。在活细胞中，K+和Na+同时存在于细胞的内、外液中，共同对细胞膜电位的形成发挥作用。在膜的静息水平，K+的通透性是N

5、a+的50-75倍，K+的透膜扩散能力>Na+。Na+进入胞内的作用只是部分中和或消除掉K+产生的电位。6.Na+-K+泵和静息膜电位的维持实际的细胞膜静息膜电位为-70mV（不等于K+或Na+的平衡电位）。对于K+来说，静息膜电位与K+平衡电位相差20mV,不能平衡K+浓度梯度，细胞内K+通过漏K+通道不断向胞外扩散。对于Na+来说，浓度梯度和电势梯度的方向相同，促使Na+通过漏Na+通道不断向胞内扩散。在静息状态，漏K+和漏Na+非门控离子通道时刻开放，但胞内K+和Na+的浓度并未改变，何故？由于Na+-K+泵的存在。§静息电位的产生条

6、件①静息状态下细胞膜内、外离子分布不均：细胞膜外的主要是Na+、Cl-细胞膜内的主要是K+、A-　②静息状态下细胞膜对各种离子的通透性不同：通透性：K+＞Cl-＞Na+＞A-静息状态下细胞膜主要对K+有通透性。促使K+外流的动力：膜两侧[K+]的浓度差，阻止K+外流的阻力：膜两侧的电位差当动力（浓度差）＝阻力（电位差）K+的跨膜净通量＝零，此时的电位差值称为K+的平衡电位。结论:RP的产生主要是K＋向膜外扩散的结果。∴静息电位（RP）=K+的平衡电位二、细胞膜动作电位1.细胞的兴奋和阈刺激刺激：能引起细胞、组织、器官或整体的活动状态发生变化

7、的任何环境变化因子。反应：由刺激而引起的机体活动状态的改变。兴奋：组织细胞受刺激后由静息状态转变为活动状态或由活动弱的状态转变为活动强的状态过程。一般认为，组织细胞受刺激后产生动作电位的过程。抑制：组织受刺激后由活动状态转变为静息状态或由活动强的状态转变为活动弱状态的过程。可兴奋细胞/组织：凡是能产生动作电位或产生兴奋的细胞/组织。最典型的可兴奋细胞为神经细胞、肌细胞核腺细胞。兴奋性：可兴奋细胞或组织具有接受刺激后发生兴奋即产生动作电位的能力。阈强度/阈值：将刺激的持续时间和强度对时间的变化率（变频）固定，能引起组织发生兴奋的最小刺激强度。

8、阈刺激:相当于阈强度的刺激,刚能引起细胞产生动作电位。阈上刺激:大于阈强度的刺激，可引起细胞产生动作电位。阈下刺激:小于阈强度的刺激，不能引起细胞产生动作电位。极化：细胞在静息状