第三章神经元的兴奋和传导_人体及动物生理学

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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膜电位：脂质双分子层构成绝缘层，细胞膜内、外带电离子的不均等分布，使细胞膜两侧产生了一定的电位差。细胞膜的生物电现象：细胞膜受刺激后产生的电化学性质的变化。静息电位和动作电位的离子基础(生物电现象的离子学说)静息状态静息电位兴奋状态动作电位细胞生物电活动的产生主要是由于带电离子跨膜分布的不均衡性[Na+]o＞[Na+]i≈10∶1,[K+]i＞[K+]o≈30∶1细胞膜在不同条件下对离子通透性的变化Twocharacteristicsofcellscontributetotheirabilitytomaintainthiselectricalp

2、otential.First,differenttypesofionsareunequallydistributedacrossthecellmembrane.Second,thecellmembraneisdifferentiallypermeabletoions.静息电位(RestingPotential,RP)概念：细胞未受刺激时，即处于“静息”状态下存在于细胞膜两侧的电位差。膜内较负，哺乳动物神经和肌肉细胞为-50~-100mVIntherestingstateandwithoutstimulation,cellsmaintainanegativeelectricalpotentia

3、linsideinrelativetotheoutside.一、静息膜电位的形成和维持0+-BA细胞细胞膜微电极电位计0+-BA++++++++--------+++---+++---++++++++--------++++++++---------90mV0mV0mV本实验提示:1.跨膜有电位差2.膜内低于膜外3.稳定直流电位极化：活细胞的细胞膜膜内外存在电位差的现象。生理学中将细胞膜外侧的电位定为0电位，大多动物神经纤维、各种肌细胞的膜电位-50—-100mV的直流电位，表现为膜内为负，膜外为正。静息膜电位形成的基础：Na+、K+等关键离子在细胞膜内外的不均等分布及选择性透膜移动。电扩散

4、：离子的跨膜渗透，与①膜内外离子的浓度、②跨膜电势差、③某离子的渗透系数等因素有关。离子运动的独立性法则——每种离子的跨膜运动都是相互独立的静息电位产生的机制:表3-1哺乳动物骨骼肌细胞内外离子浓度和电位————————————————————————离子细胞外液胞质平衡电位(mmol/L)(mmol/L)(mV)————————————————————————Na+14512+65K+4155-95Cl-120.3.8-90A-0155________________________________________________A-代表带负电荷的有机大分子（一）K+的扩散对膜电位的作用：

5、K+平衡电位条件：①静息状态下膜内、外离子分布不均衡[Na+]o＞[Na+]i≈10∶1,[K+]i＞[K+]o≈30∶1②静息状态下细胞膜对离子的通透性具有选择性:K+通透性大而Na+基本不通透机制：膜内K+浓度高于膜外，安静时膜对K+通透性大，K+顺浓度差外流，而细胞内的有机负离子不能透出细胞，便产生了内负外正的电位差。当促进K+向外移动的化学力（K+的扩膜浓度梯度）与阻止K+向外移动的电场力（跨膜电位梯度）达到平衡时，则K+的净通透量等于零，此时的电位差称为K+的平衡电位，等于静息电位。++++++A-A-A-A-A-++++++++A-A-+++++++++++++++A-A-＋++

6、+++++－K+顺浓度差(化学驱动力)跨膜外流,建立起内负外正的跨膜电位。++++++A-A-A-A-A-++++++++A-A-+++++++++++++++A-A-＋+++++++当促使K+外流力与阻止K+外流力平衡时,即,K+的电化学驱动力为零时,K+的净通量为零→K+平衡电位(RP)大量实验证明：当细胞外的K+浓度降低时，静息电位增大；膜外K+浓度增高时，静息电位减小，而改变Na+浓度对其无明显影响，说明静息电位主要是由K+的平衡电位决定的。若知道K+在胞内外分布的浓度，可以利用Nernst方程来计算静息膜电位。Nernst公式(1889):RTEX=——log——ZF[X+]i[X

7、+]o简化公式：EX=61log——(mV)[X+]i[X+]o如哺乳动物骨骼肌细胞:[K+]i:155mmol/L,[K+]o:4mmol/L,则——≈0.026,log——=-1.59Ek=61-1.59≈-95(mV)[K+]i[K+]o[K+]i[K+]o假定膜仅对Na+通透，膜外Na+流向膜内，建立起膜内为正、膜外为负的平衡电位，其值为+60mV，幅度小于K+的平衡电位。（二）、Na+的扩散对膜电