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第二章生命活动的调节神经调节
动作电位
一)静息电位 静息电位(resting potential):细 胞未受刺激时,存在于膜内外两侧 的电位差。 损伤电位:将电位计一端置于神经— 肌肉的表面,另一端置于损伤部位, 测得损伤部位为负,完整部位为正 的电位。 极化(polarization):静息状态下, 细胞膜外为正电位,膜内为负电位 的状态,称为极化。
复极化(repolarization):由去极化状态恢复到静息电位水平,称 为复极化。
后超极化(after hyperpolarization):原有极化程度增强,静息电 位的绝对值增大,兴奋性降低的状态。
2. 动作电位形成的机理
锋电位(spike potential):构成 动作电位主要部分的一次短促 而尖锐的脉冲样变化,是细胞 兴奋的标志。 去极相:Na+离子内流 复极相: K+离子外流
相对不应期(relative refractory period)——绝对不应期 之后,随着复极化的继续,组织的兴奋性有所恢复,只对 阈上刺激产生兴奋
超常期(supranormal period)——相对不应期之后,兴 奋恢复高于原有水平,用阈下刺激就可引起兴奋
低常期(subnormal period)——超常期之后,组织进入 兴奋性较低时期,只有阈上刺激才能引起兴奋
人体是一个复杂的有机体,各器官、各系统之间的功能相互联系、相互协调、相 互制约;同时,人体生活在经常变化的环境中,环境的变化随时影响着体内 的各种功能。这就需要对体内各种生理功能不断作出迅速而完善的调节,使 机体适应内外环境的变化。实现这一调节功能的就是神经系统。
第一节 神经系统的 细胞结构和功能
神经冲动传导机制
通过局部电流来实现
神经纤维 ↗ 无髓鞘纤维,传导机制同上; ↘ 有髓鞘纤维,机制同上,但呈跳跃式传导
好处:1)加快神经传导速度;
2)节省能量消耗
朗飞式结
神经冲动传导的一般特点
生理完整性 双向性 非递减性 绝缘性 相对不疲劳性
(二) 反射和反射弧
反射的类型:
反射(reflex): 概念
(3-1-2区)
痛觉
【 1 】痛觉分类:
皮
快痛
刺激后立即出现刺痛 持续时间短,定位准确,不伴有情绪反应
肤
躯 痛 慢痛 刺激后0.5-1.0s出现烧灼痛(难以忍受)
体
持续时间长,定位不准确,常伴有情绪反应
痛痛
深部痛 这种痛与慢痛相类似
觉 内 牵涉痛 内脏疾患引起体表某部位的疼痛或痛觉过敏
脏
痛
体腔痛
内脏疾患类及临近的体腔壁所致 这种痛与躯体痛相类似
二)动作电位
1.动作电位的概念
动作电位(action potential):细胞膜受到刺激后,在 静息电位的基础上膜两侧电位所发生的快速、可逆的倒 转和复原。
去极化(depolarization):生物膜受到刺激或损伤后,膜内外的电 位差逐渐减小,极化状态逐步消徐,即为去极化。
反极化(reversal polarization)或超射(overshoot):生物膜极化 倒转状态,即膜内为正的状态.
Na+就是在m闸门己开放而h 闸门尚未关闭的空隙时间内流。
细胞发生兴奋及兴奋恢复中其兴奋性变化的机制
0
134 2
绝对不应期 相对不应期 超常期
低常期
阈强度 无限大 兴奋性 为 0
超过原值 阈下刺激也可 加大 正在恢复 高于正常水平 低于正常水平
第三节 神经冲动的产生与传导
一、神经冲动的产生和 传导
阈电位:能产生动作电位的临界膜电位 阈刺激:使膜电位达到阈电位的临界刺激强度 动作电位特点:全或无,非递减性传导
3.阈下刺激、局部反应及其总和
E RTln[K]o K ZF [K]i
阈下刺激(< 阈刺激) 局部反应---阈下刺激时,膜电位
的反应(变化)。
局部反应的特点:
①不是“全或无” ,可随剌激的增加而 增大;
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静息电位形成的机理:
K+的平衡电位.细胞内外钾 离子的不均衡分布和安静时细 胞膜主要对K+有通透性,可能 是细胞保持内负外正的极化状 态的基础。当膜内外K+浓度差 所形成的向外扩散力量和阻止 K+继续外流的电场力达到动态 平衡时,K+的净通量为零,此 时所形成的电位差稳定于某一 数值而不再增加,此电位差称 为K+的平衡电位。
• 大脑皮层的电活动:自发脑电活动(脑电图)和皮层 诱发电位。
(一) 脑电图与皮层脑电图
把引导电极安置于颅外头皮表面所记录到的皮层自 发电位活动称为脑电图。
1. 脑电图 (electroencephalogram EEG)
正常人四种基本的脑电波
频率/Hz 波幅/μV 特 征
α
8~13
安静闭眼时, 20~100 枕叶、顶叶
和次级痛觉过敏
致痛物质 电、机械、化学物质(如K+、H+、组胺、5-HT、PG等)
锐性刺激 敏感刺激 (切割、烧灼等)
钝性刺激 (牵拉、痉挛、炎症、缺血等)
感受器
游离N末梢 (其特异性不如其他类感受器,刺激阈比其他类感受器高)
传导纤维
躯体传入纤维 (快痛Aδ,慢痛C)
自主N传入纤维
一、大脑皮层的生物电活动
条件反射
笛卡尔(1595--1650)提出,非条件反射
Sherrington(1857--1952) 外感受性反射
阐明反射活动规律。
内感受性反射
躯体反射 内脏反射
防御性反射、保护性反射、 食物反射、性反射、朝向 反射、探究反射等。
反射的结构基础:反射弧(5大部分组成)
第三节 中枢神经系统对 机体活动的调节
后电位:复极后期发生的微小而 缓慢的电位波动,包括负后电 位( 细胞膜外K+离子排斥K+离 子外流)和正后电位(Na+-K+ 泵,3 Na+,2K+ )
峰电位 复极化
去 极 化
静息电位
后电位产生的机制
负后电位: 复极后期,膜电位恢 复到静息电位水平之前的缓慢 的复极过程,称之为负后电位
机制:K+蓄积于膜外而进一步阻 止K+的外流所致
第二节 神经细胞的兴奋和兴奋性
1、刺激与反应
刺激: 引起机体活动状态发生变化的任何环境变化因子。
反应: 刺激引起的机体活动状态的改变。
2、兴奋与兴奋性
兴奋(excitation): 在机体内外环境发生变化时,细胞由 不反应状态进入反应状态,或由较弱的反应状态进入较强 的反应状态,称为兴奋;或细胞受刺激后产生动作电位的 过程,称为兴奋。
K+的平衡电位〈equilibrium poten1ial)
K+平衡电位的大小是由原初膜两侧的浓度差所决定的, 它的精确数值可根据物理化学上著名的Nernst公式算出
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式中: EK---K+平衡电位 R---气体常数 T---绝对温度 Z---离子价 F---Faraday常数 [K+]o--膜外K+浓度 [K+]i--膜内K+浓度。 室温---27℃
通透性改变的实质和离子通道的特性
通道蛋白质最重要的特性之一,是它们可 以在一定的情况下“激活” ,又可在一定的 情况下“失活”或“关闭” 。激活就是指通 道蛋白质结构中出现了允许某种离子顺浓度移 动的孔洞,相当于通道的开放;但失活的概念 并不仅仅是指通道的关闭,它还包含了这时通 道即便受到了适当剌激也不能再发生开放的含 义。
兴奋性(excitability): 细胞受到刺激后具有产生动作电 位的能力或特性,称为兴奋性。
3、刺激引起兴奋的基本条件
(1)刺激的强度
阈强度(threshold intensity)——刚能引起组织兴奋的 刺激强度
阈刺激——达到阈强度的有效刺激 阈上刺激——高于阈强度的刺激 阈下刺激——低于阈强度的刺激
正后电位: 继负后电位之后,膜 电位有一个低于静息电位水平 的电位波动,称之为正后电位
机制:由于Na+—K+泵活动,将 向细胞内泵入3K+,而向细胞 外泵出2Na+ ,因此时尽管细胞 复极已达静息水平,但膜两侧 的离子尚为恢复到原来的水平
峰电位
复极化 去 极 化
静息电位
4、组织兴奋后兴奋性的变化
方法:条件刺激+测试刺激 绝对不应期(absolute refractory period)——组织兴奋后, 在去极之后到复极达到一定程度之前对任何强度的刺激均 不产生反应
电压依赖性离子通道与闸门粒子
关于Na+通道的三种状态(关闭、 激活、失活)的物质基础,目前 比较倾向于认为是由一些称为 激活性微粒 (构成m闸门)和失 活性微粒(构成h闸门)控制了通 道的开放和关闭。
Na+通道是:m闸门关闭和h 闸门开放为关闭状态,两种闸 门都开放时为激活状态,h闸门 关闭为失活状态。
(一)神经冲动的产生
1、内向电流与电紧张电位 外向电流与超级化:外向电 流与细胞膜的内负外正方向 一致,超级化 内向电流与去极化:内向电 流与细胞膜的静息电位方向 相反,去极化。 电紧张电位:阈下刺激下所 引起的膜电位变化 特点:随扩布距离的增加而 减小
电紧张电位和局部反应(电位)
阈电位与动作电位
膀胱壁牵张感受器兴奋
盆N
正 反
骶髓初级排尿中枢
馈
盆N
膀胱逼尿肌收缩
脑桥、中脑和大脑皮层
阴
膀胱颈和内括约肌松驰
部 N
传
出
阴部N 尿液进入尿道
冲
动
盆N
↓
盆N 盆N
尿道外括约肌松弛 阴部N 尿液排出体外