专题兴奋在神经纤维上传导过程中的电位变化.doc

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1、专题:兴奋在神经纤维上传导过程中的电位变化一、钠-钾泵（简称钠泵）1、简介：是镶嵌在细胞膜磷脂双分子层之间的一种特殊蛋白质，它是一种大分子蛋白，具有ATP酶的活性，可催化ATP水解。当细胞内Na+增加或细胞膜外K+增加时被激活，因此又称Na+-K+依赖式ATP酶。2、功能：①可利用水解ATP释放的能量，逆浓度梯度转运Na+和K+。将细胞内Na+移出细胞，将细胞外K+移入细胞。（此过程属于主动运输）②每水解1分子ATP，可将3个Na+移出细胞外，同时将2个K+移入细胞内。3、结构及作用原理：（1）钠泵由α和ß两个亚单位组成α链：①水解ATP的部位②与Na+和K+给合的部位，Na+的给

2、合位点在细胞膜内侧，K+的给合位点在细胞膜外侧。③由1022个氨基酸组成④是1个10次穿膜的肽链⑤肽链的N端和C端都在细胞内侧ß链：①由302个氨基酸组成②只有1次跨膜③功能尚不完全清楚（2）哇巴因：钠泵的特异性阻断剂4、意义：①钠泵造成的细胞内高K+是某些代谢反应的必要条件。如核糖体合成蛋白质就需要高K+环境。②维持细胞内外离子不均衡，细胞外高Na+，细胞内高K+，是产生生物电的基础。膜内K+/膜外K+=30倍膜外Na+/膜内Na+=12倍③钠泵活动所贮备的能量也可以完成其他的生理活动，例如小肠上皮细胞对葡萄糖的继发性主动转运。二、静息电位和动作电位的产生原理（一）静息电位（RP

3、）产生的原理1、静息电位：指细胞在未受刺激时（安静状态下）存在于细胞膜内、外两侧的电位差（外正内负）称静息电位。2、测量方法：利用灵敏电流计，将1个电极插入细胞内，作为记录电极。另1个电极置于细胞外，作为参考电极。置于细胞外的电极通常是接地的，所以记录到的电位是以细胞外为零电位的膜内电位。3、静息电位数值：绝大多数细胞的静息电位是稳定的。范围在-10—-100mV之间。骨胳肌细胞：-90mV红细胞：-10mV神经细胞：-70mV注：这些静息电位数值是以细胞外零电位为参考，例如：骨胳肌细胞-90mV，可以理解为骨胳肌细胞膜内的电位比膜外低90mV。4、几个概念：（1）极化：静息电位存

4、在时，细胞膜电位外正内负的状态。（2）超极化：静息电位增大（膜内负值增大）（3）去极化：静息电位减小（膜内负值减小）（4）反极化：去极化进一步加剧，膜内电位变为正值，而膜外电位变为负值，则称为反极化（5）超射：膜电位高于零电位的部分，称为超射。（6）复极化：细胞膜去极化后再向静息电位方向恢复的过程。5、产生原理细胞膜两侧的离子呈不均衡分布，膜内的钾离子高于膜外，膜内的钠离子和氯离子低于膜外，即胞内为高钾、低钠、低氯的环境。在安静状态下，细胞膜对钾离子通透性大，对钠离子通透性很小，仅为钾离子通透性的1/100~1/50，而对氯离子则几乎没有通透性。因此，安静状态下细胞离子流为钾离子外

5、流。钾离子外流导致正电荷向外转移，其结果导致细胞内的正电荷减少而细胞外正电荷增多，从而形成细胞膜外侧电位高而细胞膜内侧电位低的电位差。可见，钾离子外流是静息电位形成的基础，推动钾离子外流的动力是膜内外钾离子浓度差。钾离子外流并不能无限制地进行下去，因为随着钾离子顺浓度差外流，它所形成的内负外正的电场力会阻止带正电荷的钾离子继续外流。当浓度差形成的促使钾离子外流的动力与阻止钾离子外流的电场力（阻力）达到平衡时，钾离子的净移动就会等于零。此时，细胞膜两侧稳定的电位差称静息电位，又称K+平衡电位。（1）条件：①细胞膜内外Na+、K+分布不均衡，特别是K+膜内是膜外的30倍。②细胞膜对各种

6、离子的通透性不同。对K+通过性较高。（2）静息电位形成的主要原因：细胞内K+外流（3）影响静息电位大小的因素：细胞膜内外K+浓度差（4）K+外流的动力和阻力①动力：膜内、外K+浓度差②阻力：膜内、外电位差（5）K+平衡电位：动力=阻力，细胞内K+净外流停止，此时电位就为静息电位。静息电位=K+平衡电位（不考虑细胞膜对钠离子的通透性）（二）动作电位（AP）产生的原理1、动作电位：细胞受到一个适当的刺激，在静息电位的基础上产生的电位变化。2、产生原理：细胞外钠离子的浓度比细胞内高的多，它有从细胞外向细胞内扩散的趋势，但钠离子能否进入细胞是由细胞膜上的钠通道的状态来决定的。当细胞受到刺激

7、产生兴奋时，首先是少量兴奋性较高的钠通道开放，很少量钠离子顺浓度差进入细胞，致使膜两侧的电位差减小，产生一定程度的去极化。当膜电位减小到一定数值（阈电位）时，就会引起细胞膜上大量的钠通道同时开放，此时在膜两侧钠离子浓度差和电位差（内负外正）的作用下，使细胞外的钠离子快速、大量地内流，导致细胞内正电荷迅速增加，电位急剧上升，形成了动作电位的上升支，即去极化。当膜内侧的正电位增大到足以阻止钠离子的进一步内流时，也就是Na+平衡电位时，钠离子停止内流，并且钠通道失活关闭。在