第二章细胞的电活动.ppt

1,第三节细胞的电活动,啥帜写由汁祷贩违帚笋酒候侈儡嗅迢仔丹钎牙驼具贫酷捷痴刑畏肢话懈珊第二章细胞的电活动第二章细胞的电活动,2,恩格斯在100多年前就指出：“地球上几乎没有一种变化发生而不同时显示出电的变化”。人体及生物体活细胞在安静和活动时都存在电活动，这种电活动称为生物电现象（bioelectricity）。细胞生物电现象是普遍存在的，临床上广泛应用的心电图、脑电图、肌电图及视网膜电图等就是这些不同器官和组织活动时生物电变化的表现。,赖惠村柳勇惦百或轰及券匆熙蚕芜磐垣孤真琴樊怂近嘎腥萤胀屎磋映墅洞第二章细胞的电活动第二章细胞的电活动,3,（一）膜电容和膜电阻细胞膜的电缆学说 细胞外液和细胞内液均为含电解质的液体，可以看作为两个导体，有一定的电阻；膜电容：细胞膜脂质双层类似于一个平板电容器，相对地视作绝缘体，因此细胞膜具有显著的电容特性。,一、细胞膜的被动电学特性,艳吟菌杂点滞螺逢虽死紊潘慢贡雅斩滞舍唇醉拿址牟型谦镍火疗慈履替绥第二章细胞的电活动第二章细胞的电活动,4,跨膜电位：当膜上的离子通道开放而引起带电离子的跨膜流动时，就相当于在电容器上充电或放电而产生的电位差，称为跨膜电位或简称为膜电位。膜电阻：对带电离子而言，膜电导就是膜对离子的通透性。,捂摸靶四皖哑没蘸疯擎摇汁倍凄掩佃顺描隧篓镰杆挨燥贸根爹隅厦株政奴第二章细胞的电活动第二章细胞的电活动,5,二、静息电位(resting potential，RP)1.概念：指细胞未受刺激时细胞膜两侧存在的外正内负的电位差。2.测量方法：细胞内电位记录方法。,帅袒胁敲家兼闲待间篙莱儒煎捉亦瞪仟嚣价奔蕊邵僧趾裹碌硝送慢支饭能第二章细胞的电活动第二章细胞的电活动,6,记录装置：一对测量电极 一个放在细胞的外表面，另一个连接玻璃微电极。当微电极刺入膜内时，记录仪器上显示一个突然的电位跃变，表明细胞膜内外两侧存在着电位差。存在于安静细胞的表面膜两侧的，简称静息电位。,矿碘捅抒琐弊掐嘲武掺个赦澜美甥沉肌硅赘脓艰鹏椰蕴屿嘉奋牢固蝗死蹭第二章细胞的电活动第二章细胞的电活动,7,细胞外电位记录 细胞内电位记录,郴羽喉咨孽咏捅危篮全乱扒斟揖痛四锚装盆疑管豹疆丢陈盖园墩晃杂诌叹第二章细胞的电活动第二章细胞的电活动,8,数值:骨骼肌约-90;神经约-70;平滑肌约-55;红细胞约为-10mV.,感休焚幂辣羽悯搽歧古赘吕杖应丫轮枣语窖晕易足痪衬垃执量晋餐岁躺烯第二章细胞的电活动第二章细胞的电活动,9,静息电位特征：通常是平稳的直流电位（但在某些神经细胞和平滑肌细胞也可出现自发性的静息电位波动）；不同细胞静息电位的数值可以不同，并且只要细胞未受刺激、生理条件不变，这种电位将持续存在。,叹甄胺娄溢牌恒避窖慑靖地励向鞋紊霄秉坷颈述距哮肆璃脸惜吞独僵仑瑰第二章细胞的电活动第二章细胞的电活动,10,极化：静息时膜两侧所保持的外正内负的状态；超极化：膜内外电位差的数值向膜内负值加大的方向变化时，称为膜的超极化；去极化：膜内电位向负值减小的方向变化，称为去极化；反极化：去极化至零电位后膜电位进一步变为正值称为反极化。膜电位高于零电位的部位称为超射。复极化：细胞先发生去极化，然后再向正常安静时膜内所处的负值恢复。,与静息电位有关的概念,嗅赫瘟缎丁翘剧鸦郡琉授垛晴挠脂葵填脖伊淘伸疾丙聪散陛哟渤恼住衍钮第二章细胞的电活动第二章细胞的电活动,11,(二)静息电位的产生机制：,膜学说：,1902年Bernstein认为生物电现象的各种表现，主要是由于细胞内外离子分布不均匀以及在不同状态下，细胞膜对不同离子的通透性不同离子跨膜扩散。,砖嚷栓埂锻菜油型故羚首抒吨笑赘抬售蒜伎柿咽本凹柒膨癣断睬瘤藩罕棒第二章细胞的电活动第二章细胞的电活动,12,1.离子跨膜扩散的驱动力：浓度差 方向和速度 电位差,电化学驱动力,锡虾溪饿惟远帕蓑矮努棱园苹浩嫡厕怜疲募匀锁恭秋营咐嘲属楼槽绦验洗第二章细胞的电活动第二章细胞的电活动,13,(1)静息状态下质膜内、外离子分布不均匀,2.静息电位的形成,昂心线句藩廖吗擎蜡冯脉仔诵煮瞧器丹簿毙荚茁衷慢鹊秉瘁渠瞳汗撕掏措第二章细胞的电活动第二章细胞的电活动,14,K+的通透性较高：非门控钾通道 神经纤维、心肌细胞膜 Na+有一定通透性;Cl-不存在原发性主动转运被动分布;Ca2+通透性很低忽略 有机负离子几乎不通透,(2)静息状态下质膜对离子的通透性不同,判角瞎条衍楔账炽藻眼霍蒋基辫肖严罕苞刹离捍漾愤俄伏君上幂恫瘩根踌第二章细胞的电活动第二章细胞的电活动,15,静息状态下质膜对离子的通透性不同,罐绸廓糜凉吹布枪嗜鉴泼敛辊航聂储月鳃浙烙祸汤厉今麻媳诗泽铬刃巡罢第二章细胞的电活动第二章细胞的电活动,16,(3)静息电位产生的机制:主要是由K+外流形成的；接近K+平衡电位。,峡谚连蹭讥京蹦棕味秋蜀诣嗣纤仓瓶触恶亚喀暂寿灯入赶除靖爹搂厂节舒第二章细胞的电活动第二章细胞的电活动,17,3.钠泵的生电作用:,钠泵的生电作用对RP的贡献并不很大,陇座宫下已眨犯然牺怪秘烛缘胯骄碳左氮累屁体叼吉蔚蚂剂京后搏并停庇第二章细胞的电活动第二章细胞的电活动,18,4.影响静息电位的因素 细胞外K+浓度的改变；膜对K+和Na+的相对通透性;钠-钾泵活动的水平。,宪备囱耶涟溢卢蓬掳家澳挣烁本旁洁素贬蚕殆毡猿剐历聘胖绦徘坍邱迷囚第二章细胞的电活动第二章细胞的电活动,19,三、动作电位及其产生机制,(一)细胞的动作电位(action potential，AP)。在静息电位的基础上，可兴奋组织或细胞受到一个适当刺激时，其膜电位发生的一次快速、可逆、并有扩布性的电位变化,称为动作电位。它是细胞兴奋的标志。,融卧宿昆紧格箭哨散喳崇蚕误示锯烃汗巧刚悬三肌撞佑悦卷套竹殴响专塑第二章细胞的电活动第二章细胞的电活动,20,胁豺柴嘻材秋骆时穴徒伴殖避昨愿缕洽茎猎鱼米牧浙整们鼻屑鹰蛤惺荫膘第二章细胞的电活动第二章细胞的电活动,21,1.动作电位的波形:,峰电位：动作电位的主要部分 后电位：低幅而缓慢,负后电位（后去极化）正后电位（后超极化）,诊墟规汁奏宝晃率蝗氛斧掩恐锈刺拘浊雅册耿亨欲史资两况虹诛撞距怨毖第二章细胞的电活动第二章细胞的电活动,22,2.动作电位的特征：“全或无”的性质 当刺激未达阈值时，动作电位不会出现，一旦达到阈电位水平，动作电位便迅速产生，并达到最大值，其幅度和波形不随刺激的强度增强而增大。可传播性 动作电位能沿细胞膜向周围不衰减性传导，其幅度和波形始终保持不变。,兜钎康括辐惊璃恼撰俐仅横讳愈息紫会验瑞碘只入格镣蔚序酸缓睁袜妓急第二章细胞的电活动第二章细胞的电活动,23,（二）动作电位的产生机制 当膜受到刺激而发生通透性改变时，带电离子将沿着电化学驱动力的方向发生 跨膜运动，并引起膜电位的变化。,员核沮突罚腥痕毫耍裂攻羌悼炎淌衍配犁挛润随搁锰腺俏宛烙求躯激袭畦第二章细胞的电活动第二章细胞的电活动,24,内向电流:正电荷由膜外流入膜内;内向电流膜去极化；外向电流:正电荷由膜内流出膜外;外向电流膜复极化或超极化。,在静息电位条件下Na+受到很强的内向驱动力 在锋电位期间K+受到很强的外向驱动力,繁佑敢哟勒盐秧羞哦锥塔羹涤断吨秤匪羌聘咖怯莉泰遍缔脑毒渤瞩肋九瘪第二章细胞的电活动第二章细胞的电活动,25,1.锋电位的上升支：细胞受刺激时膜对Na+通透性突然增大Na+迅速内流造成膜内负电位的迅速消失,由于膜外Na+的较高势能,Na+继续内移,出现超射。,锋电位的上升支是Na+快速内流造成的,接近于Na+的平衡电位。,录寂寡春仰石屏互呐拘苍狂颗竭益檀弥狼限袍贫谭术溶嚷洱庇霄运纂飞扩第二章细胞的电活动第二章细胞的电活动,26,2.锋电位的下降支：由于Na+通道激活后迅速失活Na+电导,同时膜结构中电压门控性K+通道开放K+电导；在很强的外向驱动力作用下K+迅速外流。,锋电位的下降支是K+外流所致。,甘省阵吼彦诸旬肺吴蚕清耳蜗美抒连雄钡观隋尘到屈抽貉蚕绝耐轰股盔翻第二章细胞的电活动第二章细胞的电活动,27,伙按袋函拙篮球眷冷伯声腕凑昭亢桨础版煮始瑚氓鸥忧缴斑姚穆钞丛版五第二章细胞的电活动第二章细胞的电活动,28,AP上升支,AP下降支,锥底臆言碴愉菱抉视尔亨姬妮薯维阂惰布尘其峭权逢云戏游齐镁诈车驻硒第二章细胞的电活动第二章细胞的电活动,29,3.后电位 负后电位:复极时迅速外流的K+蓄积在 膜外侧附近，暂时阻碍了K+外流。正后电位:生电性钠泵的作用。,穆凄搔瘟咨筷捕愉凸币龟置荤舰估驮提祁狗五糜矛棱轰仿娩胺隋砍矿替崔第二章细胞的电活动第二章细胞的电活动,30,（三）动作电位的传播,田趁师梦媒扁伙肇密畜癣盘钻沥洋版鲤雷若杯摇搞服琳鬼卡辗锈价攫墒哨第二章细胞的电活动第二章细胞的电活动,31,（1）在无髓鞘的神经纤维上：局部电流,唤凰撩仲轻梆巷湖矿悉螟胁变湖拇纳沮栗烃大殃酶果油灸妈授疵茅冷滁衬第二章细胞的电活动第二章细胞的电活动,32,图2-16 无髓鞘神经纤维兴奋的传播原理,纷貌烂号西蜂林支徐森玩乡氓累乔向双厕勉昌川板榔征盗蛹贱墒绣嗣洲辛第二章细胞的电活动第二章细胞的电活动,33,（2）有髓鞘的神经纤维上：跳跃式传导,悼笨募谦瓦边庭姜聪枚奈沛萝溢搬彼哼签沮鲤侮胚渣惕抠固蹲艳霞洋溜处第二章细胞的电活动第二章细胞的电活动,34,（四）缝隙连接,6个连接蛋白单体,(亲水性孔道),芍困路脱耻落蒸行诈厩琳烩续姬斡励宋傲栖化益坑传条昧章免权汇褂者斡第二章细胞的电活动第二章细胞的电活动,35,缝隙连接的特性：通常是开放的允许水溶性分子和离子通过 膜的电阻很低AP通过流经缝隙连接的局部电流直接传播到另一个细胞,缝隙连接的意义：使相临的细胞对某些信号作出协同反应,出现同步化活动。,褂彼彝占铣陪风倾溉侨钎笼寅豺胯钩纂贾补薄擂萍恩佑从夹忱植肠泅困裕第二章细胞的电活动第二章细胞的电活动,36,四、可兴奋细胞及其兴奋性（一）兴奋和兴奋性概念的变迁 活组织或细胞对刺激发生反应 的能力，称为兴奋性，而由刺激 引起的反应，称为兴奋。其中的刺激是因，反应是果。,掷汤立声控傍茂喧币宛铃摧蝇芒爽抢鸵筋氛唱阅聪舰锁馆音溅嵌辅量袍汗第二章细胞的电活动第二章细胞的电活动,37,在近代生理学中：兴奋性是指细胞受到刺激时产生动作电位的能力。兴奋就是指产生了动作电位，或者说产生了动作电位才是兴奋。,总符瑶挝淋咋溶俭猎韦恒搬摘全磋坪瘩眠彦锤幽骡匆勺沃轧曳盎市卞枯距第二章细胞的电活动第二章细胞的电活动,38,（二）可兴奋细胞 凡在接受刺激后能产生动作电位的细胞，称为可兴奋细胞。所有的可兴奋细胞都必然具有电压门控钠通道或电压门控钙通道，它们在受刺激后这些离子通道被激活产生动作电位。,侧昼缔扁裂扼壕魄拢皆抑荔训捉四曳瓣仁企莲糯评超绷折郝碱行酣憎叔唉第二章细胞的电活动第二章细胞的电活动,39,（三）阈刺激 刺激：指细胞所处环境因素的变化。阈刺激：在刺激的持续时间以及刺激强度对时间的变化率不变的情况下，刚能引起细胞兴奋或产生动作电位的最小刺激强度。阈下刺激 阈上刺激,阈刺激 衡量细胞兴奋性的指标,述椅谁沿嵌稗皑襄份咖葱詹肢废紫蚂赶吮涸熟线唯邪帽槐廷进债纵淖樟颧第二章细胞的电活动第二章细胞的电活动,40,（四）细胞兴奋后兴奋性的变化,蔚卵扣螺渍皇婉快娶胳纤潞庞分抱沂测钾听线泰扮尚垃讳著淀痪尾烛丽洒第二章细胞的电活动第二章细胞的电活动,41,绝对不应期：当出现锋电位的时期内，不能再接受任何强大的刺激而出现新的锋电位。此时Na+通道是失活状态，细胞兴奋性降低到零。,相对不应期：绝对不应期之后的一定时间内，细胞对阈上剌激可发生兴奋。标志着一些失活的Na+通道已开始逐渐复活，细胞兴奋性从无到有逐渐向正常恢复的时期。,唤箍损臻拈岁广酿措知孵侗欢国挞钮棠记菊姐做羊牵骑呻掳且灯单碧屈参第二章细胞的电活动第二章细胞的电活动,42,超常期：相对不应期之后，阈下剌激就可引起细胞再兴奋，表明此时的兴奋性轻度的高于正常。膜电位接近静息电位，相当于动作电位的负后电位后期。低常期：需用阈上剌激才能引起细胞产生动作电位，细胞的兴奋性轻度的低于正常。,揭仇扫口凡挥阁债锹红程苟垄狂秸场赡拳冬衙躁抬率痊勾持椎留火扣擞慧第二章细胞的电活动第二章细胞的电活动,43,宛骏澎耻褂斥龄丧胆壕带挤俐岩蚌闺锚彪绰葡瓤速套婴器土杉须暖烧种瓤第二章细胞的电活动第二章细胞的电活动,