细胞生物电现象(最新编写)
膜内电位迅速下降,恢复到RP水平(AP下降支)
∵ [Na+]i↑、[K+]O↑→激活Na+-K+泵 Na+泵出、K+泵回,离子恢复到兴奋前水平
小结:AP产生机制
去极化(升支) Na+通道大量开放 Na+内流
复极化 (降支) Na+通道失活 K+通道开放 K+外流
AP过程中膜对Na+与K+电导性在时间上相互关系
阈上刺激:>阈刺激(阈值) 阈下刺激:<阈刺激(阈值)
意义:是衡量某一 组织与细胞兴奋性高低的 客观指标。
2、刺激时间
基强度:在刺 激作用时间足够条 件下,引起兴奋的
最小刺激强度,
利用时:基强 度条件下引起细 胞兴奋所需要的 最短作用时间。
时 值:二 倍基强度条件下 的利用时。
可兴奋组织的强度-时间曲线
接头 神经肌肉兴奋传导.exe
肌丝滑行.exe
躯体运动神经调控下的骨骼肌活动
一、骨骼肌的微细结构
(一)肌原纤维与肌小节
肌原纤维上每一段位于两条Z线之间的区域,称为
肌小节,是肌细胞收缩的基本结构和功能单位。
肌原纤维
肌小节: 1/2明带 暗带 1/2明带
粗 肌 丝 雨 细 肌 丝 的 结 构 关 系
不同组织细胞的RP值(了解)
与 RP 相关的概念(掌握)
极 化:以膜为界,膜电位呈内负外正状态。
去极化:膜内/外电位差的绝对值减小。 (如由-70mv → -50mV)
复极化:去极化后再向极化状态恢复的过程。 (如由-50mv → -70mV)
超极化:膜内电位绝对值大于RP电位。 (如由-70mv → -100mV)
验证实验(1) : 根据Nernst公式,K+平衡电位 值可由膜两侧的K+浓度算出:
EK=
R·T Z·F
×In
[K+]o [K+]i
R-气体常数;T-绝对温度;Z-离子价数;F-法拉第常数
EK= 8.31×1×(92675+00273)×2.3Iog
[K+]o [K+]i
(V)
= 59.5 Iog
(二)肌丝分子结构
1、粗肌丝
由肌球蛋白(肌
凝蛋白)组成
体部+横桥
M线
横桥:与细肌丝(肌
纤蛋白)结合位点进 行可逆结合,牵拉
细肌丝向M线摆动
◆具ATP酶功能,
分解ATP获得能量
2、细肌丝
肌动蛋白 原肌球蛋白
细肌丝:
◆肌动蛋白(肌纤蛋白):
表面有与横桥结合的位点,静 息时被原肌球蛋白掩盖
◆原肌球蛋白(原肌凝蛋
结论: 动作电位(AP)≈ Na+的平衡电位
(可以用Nernst公式计算)
后电位是Na+-K+泵活动增强引起。 意义:与细胞的兴奋性有关。
二、兴奋的引起和兴奋在同一细胞上的传导
(一)刺激引起兴奋的条件
◎刺激强度。 ◎刺激持续时间。 ◎刺激的时间-强度变化率。
1、刺激强度
阈 值:引起组织与细胞兴奋的最小刺激强度。 阈刺激:=阈值的刺激强度
12 Na+
K+
K+ 泵 Na+
细胞内 细胞外
①② ③
2)AP产生过程
细胞受到刺激 →
细胞膜上少量Na+通道开放
Na+顺浓度差少量内流→膜内外电位差↓
当膜内电位达到某一水平时→Na+通道大量开放 Na+顺电-化学差→再生式内流
膜内负电位减小到零并变为正电位(AP上升支) Na+通道关闭→同时K+通道激活开放 K+顺浓度差→迅速外流
三、骨骼肌的兴奋-收缩耦联
概念:将细胞的电兴奋和机械收缩联系起来的中 间机制,称为兴奋-收缩耦联。 三个主要步骤:
①AP在肌膜上的扩布传导 ②三联管处的信息传递 ③肌浆网(纵管系统)中Ca2+的释放
三联管 信息传递
钙内流 触发
第二信使 IP3触发
四、骨骼肌收缩的分子机制
收缩机制:肌丝滑行理论
■ 肌丝滑行理论
通透性次之 无通透性
2)静息电位(RP)的产生过程(熟悉)
膜通透性的大小顺序: K+ > Cl- > Na+ > A-
膜通透性的本质——通道的状态。 K+ 通道处于开放、其他离子通道则处于
关闭状态。 静息电位.
K+易化扩散产生的平衡电位示意图
RP产生过程小结(熟悉)
[K+]i顺浓度差向膜外扩散 [A-]i不能向膜外扩散
复习一:基本概念
刺 激:内外环境一切变化的因素. 反 应:机体发生的相应改变。
兴奋性: 机体对于刺激所具有的反应能力。
表现形式: 兴奋:由静 抑制:由动
动;弱
强
静:强
弱
复习二:可兴奋细胞及其特点
可兴奋细胞: 对于刺激反应明显的细胞。
(如:神经、骨骼肌、腺体等细胞)
共同特点: 兴奋时均发生电位变化.
生物电的临床应用
• 心电图、脑电图、 • 肌电图、胃肠电图、 • 视网膜电图、 • 脑干电位等。
可兴奋细胞的生物电现象
产生形式: ——以细胞为单位。
物质基础: ——细胞膜内外两侧带电离子跨
膜移动的结果。
一、神经和骨骼肌细胞的生物电现象
生物电现象:细胞不论在安静或活动时,都 具有电变化的现象。 表现形式:
2、动作电位(action potential AP)
在RP基础上,细胞膜受到适宜刺激后, 膜表面产生快速而可逆的电位变化。
AP实验现象
细胞膜内记录到的AP的波形
AP波形形成过程
刺激
上
去
去极化
升
极
零电位
支
相
反极化
(超射)
下
复极化
复
降
极
后电位
支
(负、正) 相
动作 电位
去极相
复极相
局部 电位
后电位
Na+通道开放,Na+进入膜内
AP产生与Na内流关系动作电位 Na+易化扩散产生的平衡电位示意图
Ap产生的机制
♦去极相
1 Na+
细
Na+ ++-
胞 内
+++-
+-
Na+ 浓度差
12 Na+
-+ Na+
----++++
细 胞 外
①
-+
RP
刺激 RP
Ap产生的机制
♦复极相 ♦静息期
1 Na+
+ K+
1、静息电位(resting potential RP) 细胞处于安静状态时,膜内外存在的电位差。
RP实验现象
RP现象的观察(了解)
(甲)当A、B电极都位于细 胞膜外,无电位改变,证明 膜外无电位差。
(乙)当A电极位于细胞膜外, B电极插入膜内时,有电位改 变,证明膜内、外之间有电位 差。
(丙)当A、B电极都位于细胞 膜内,无电位改变,证明膜内 无电位差。
局部反应:阈下刺激引起的低于阈电位的去极化 (即局部电位),也称局部兴奋。
局部电位特点:
1、可以是超极化或去 极化。 2、电位幅度随刺激量 的增强而增大。 3、电位以电紧张方式 呈衰减性扩布。 4、具有总和效应: 包括时间性总和与空间 性总和。 5、由阈下刺激产生
动作电位(AP)的产生机制
细胞受到刺激 → 细胞膜上少量Na+通道激活而开放 Na+顺浓度差少量内流→膜内外电位差↓→局部电位 当膜内电位变化达到阈电位时→Na+通道大量开放 Na+顺电-化学差→再生式内流 膜内负电位减小到零并变为正电位(AP上升支) Na+通道关闭→同时K+通道激活开放 K+顺浓度差→迅速外流 膜内电位迅速下降,恢复到RP水平(AP下降支)
阈电位(threshold potential): (掌握)
引起细胞膜表面钠通道大量开放, 进而产生动作电位的膜电位。
阈电位值:比静息电位的绝对值小10~20mV,
阈刺激与阈电位的关系
阈刺激: 是膜被动去极化到阈电位水平的外部条件。
阈电位: 膜自动去极化而爆发AP的膜环境条件。
(三)阈下刺激与局部反应
3、刺激时间—强度变化率
变化率快:以最短时间达到阈值。 (AP容易发生)
变化率慢:以缓慢速度达到阈值。 (AP不容易发生)
(二)阈电位与动作电位
思考的问题: 组织细胞兴奋即产生AP,为什么必须
达到阈刺激(阈强度)水平?。
AP发生的实质是: 离子通道的激活——Na的快速、大量内流。
Na+通道属于电压依赖性通道 阈电位与AP发生AP
∵ [Na+]i↑、[K+]O↑→激活Na+-K+泵 Na+泵出、K+泵回,离子恢复到兴奋前水平
动作电位与局部电位的区别
区别要点 动作电位 局部电位
刺激强度 阈值以上刺激 阈下刺激
电位波动 阈电位上 阈电位下
总和现象 无 有(空间\时间)
全与无 有
无
扩布性质 不减衰
衰减性
四、细胞兴奋性周期变化与通道状态
• (在循环系统一起论述)
(五)兴奋在同一细胞上的传导
传导形式 无髓神经——局部电流式传导
有髓神经——跳跃式传导
有髓鞘N纤维为远距离(跳跃式)局部电流
■传导机制: 动作电位产生部位 兴奋部位膜内为正电位,膜外为负电位
邻近静息部位膜内为负电位,膜外为正电位
在兴奋部位和静息部位之间存在着电位差
膜外的正电荷由静息部位向兴奋部位移动 膜内的负电荷由兴奋部位向静息部位移动