细胞生物电现象课件.ppt

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1、第三节细胞的生物电现象BioelectricPhenomenaofCell一、细胞的静息电位及其机制（一）静息电位(restingpotential)—在静息状态下，存在于细胞膜内外两侧的电位差（膜内为负，膜外为正）。骨骼肌细胞-90mV神经纤维-70mV~-90mV红细胞-10mV（二）静息电位形成的机制1.静息状态下细胞膜内外Na+、K+分布不均衡细胞膜外细胞膜内Na+145mmol/L12mmol/LK+4mmol/L155mmol/LNa+有从膜外向膜内扩散的趋势K+有从膜内向膜外扩散的趋势静息状态下细胞膜对K+的选择性通透K+的通透性大Na+的通透性极小对带电离子的通透性

2、相当于膜电导离子的跨膜扩散动力：膜两侧浓度差和电位差K+++__达到K+的平衡电位（Nernst公式）Ek=RT/ZFln[K+]o/[K+]iEm=PkPk+PNa+PNaPk+PNaEkENa2.钠-钾泵的活动钠-钾泵的生电性作用，使细胞膜轻度超极化，对膜电位的增加一般不超过5mV。(三)静息电位的变化极化(polarization):安静时,膜两侧电位外正内负超极化(hyperpolarization)膜两侧电位差加大,膜内负值增大去极化(depolarization)膜两侧电位差减小,膜内负值变小复极化(repolarization)去极化后，膜内电位向逐渐变大,恢复到静息

3、电位状态二、动作电位及其产生机制（一）动作电位（actionpotential)细胞受到一个适当的刺激,在原有静息电位的基础上，膜电位发生迅速的一过性的波动，这种膜电位的波动，称为actionpotential.动作电位组成上升支下降支去极化后电位(负后电位)超极化后电位(正后电位)锋电位(Ap的标志）后电位（二）动作电位形成机制1.电化学驱动力膜对Na+、K+的驱动力：Em-ENa=-70mV-(+60mV)=-130mVEm-EK=-70mV-(-90mV)=+20mV膜对Na+的驱动力>K+负号表示驱动力的方向是向内，正号表示驱动力为外向。正离子通过膜的方向规定为电流方向。H

4、odgkinexperiment改变细胞外液NaCL浓度，AP的幅度、去极化速度和AP传导速度都下降，下降程度与细胞外液NaCL浓度减小成比例。说明细胞外液NaCL与AP形成有关。2.膜对Na+、K+通透性的变化（膜电导的变化）膜对离子的通透性可膜电导表示，通透性高表示膜电导大，而膜电导与膜电阻成反比。根据欧姆定律：I=V/R=V*GG-膜电导电压钳技术（voltageclamp)Mechanism:通过一个反馈电路向膜内注入电流，使膜电位始终与钳制电位保持一致，即膜电位被固定在一个电位水平下，记录膜电流的变化，此时的膜电流Im就可反映膜电导的变化，或用来计算膜电导。3.离子通道

5、的活动Theactivityofionchannel:(H-Hmodel)restingstate:mgateiscloseandhgateisopen;activestate:botherallopen;inactivestate:mgateisopenandhgateisclose.Recovery:theprocessofionchannelchangeinactivestatetorestingstate.Deactivestate:mgateisclosed.膜片钳技术（patchclamp)在一小片膜上可能存在一个或几个离子通道，有可能记录到单一离子通道的电流。工作原理

6、与voltageclamp相同。4.动作电位的发生Na+通道的激活（正反馈）——AP上升支膜去极化达到某一临界膜电位，膜上Na+通道大量开放，Na+内流增强，膜进一步去极化，较强的去极化又使更多的Na+通道开放，Na+通道的开放与膜去极化之间形成正反馈，直至膜电位接近于Na+平衡电位，形成了AP上升支。K+通道的激活——AP下降支Na+通道失活:在去极化开始后的几个毫秒内开放（激活）,随后就失活。K+通道的开放:膜去极化时被激活,在Na+通道失活时开放，K+外流，膜电位复极Na+通道的失活和K+通道的激活构成锋电位的下降支后电位的形成机制:Na+-K+泵的主动转运（三）动作电位的特

7、点1、不衰减性传导2、“全或无”现象3、存在不应期（绝对不应期和相对不应期）（四）动作电位的引起和传导1.阈电位阈电位（thresholdmembranepotential)膜去极化到达爆发动作电位的临界膜电位。阈电位的特性：引起膜上Na+通道的激活对膜去极化的正反馈。引起锋电位的条件：膜去极化达到阈电位。2.局部兴奋(localexcitation)局部兴奋（局部反应）：阈下刺激引起膜上Na+通道少量开放，在受刺激膜的局部出现较小的去极化。局部兴奋的特征：1、电紧张