解剖生理學(xué)第二章 ppt課件

1、第三節(jié)第三節(jié) 細(xì)胞的電活動細(xì)胞的電活動（ )第三章第三章 細(xì)胞的基本功能細(xì)胞的基本功能概述概述生物電生物電（bioelectricity） ：一切活細(xì)胞無論處于靜：一切活細(xì)胞無論處于靜息狀態(tài)還是活動狀態(tài)都存在的電現(xiàn)象。息狀態(tài)還是活動狀態(tài)都存在的電現(xiàn)象?？缒る娢豢缒る娢唬耗?nèi)外兩側(cè)帶電離子的不均勻分布和一定：膜內(nèi)外兩側(cè)帶電離子的不均勻分布和一定條件下離子的跨膜移動而產(chǎn)生的細(xì)胞膜兩側(cè)的電位差條件下離子的跨膜移動而產(chǎn)生的細(xì)胞膜兩側(cè)的電位差u兩種表現(xiàn)形式兩種表現(xiàn)形式：安靜時具有的：安靜時具有的靜息電位靜息電位和受刺激時產(chǎn)和受刺激時產(chǎn)生的生的動作電位動作電位。u細(xì)胞的生物電活動是器官生物電產(chǎn)生的基礎(chǔ)。臨

2、床上細(xì)胞的生物電活動是器官生物電產(chǎn)生的基礎(chǔ)。臨床上用于輔助性診斷用于輔助性診斷 大量細(xì)胞的總和表現(xiàn)大量細(xì)胞的總和表現(xiàn)u細(xì)胞外電位記錄：細(xì)胞外電位記錄：如心電圖、腦電圖等如心電圖、腦電圖等u細(xì)胞內(nèi)電位記錄：細(xì)胞內(nèi)電位記錄：單細(xì)胞電位測定單細(xì)胞電位測定一、細(xì)胞生物電及其產(chǎn)生機(jī)制一、細(xì)胞生物電及其產(chǎn)生機(jī)制u靜息電位（靜息電位（resting potential，rp）是指細(xì)胞處于靜息狀態(tài)是指細(xì)胞處于靜息狀態(tài)時，細(xì)胞膜兩側(cè)存在的電位差。是動作電位產(chǎn)生的基礎(chǔ)。時，細(xì)胞膜兩側(cè)存在的電位差。是動作電位產(chǎn)生的基礎(chǔ)。大小一般在大小一般在-10 -100 mv骨骼肌細(xì)胞：骨骼肌細(xì)胞：-90 mv; 神經(jīng)細(xì)胞：神經(jīng)

3、細(xì)胞：-70 -90 mv; 平滑肌細(xì)胞：平滑肌細(xì)胞： -50 -60 mv; 紅細(xì)胞：紅細(xì)胞：-10 mv絕大多數(shù)細(xì)胞的靜息電位是一種均勻分布的、穩(wěn)定的直流位絕大多數(shù)細(xì)胞的靜息電位是一種均勻分布的、穩(wěn)定的直流位靜息電位是活細(xì)胞的一種表現(xiàn)靜息電位是活細(xì)胞的一種表現(xiàn) 各種細(xì)胞的靜息電位各種細(xì)胞的靜息電位（一）靜（一）靜 息息 電電 位位膜電位幾種狀態(tài)膜電位幾種狀態(tài)u極極 化：化：安靜時存在于膜兩側(cè)的穩(wěn)定的內(nèi)負(fù)、外正的狀態(tài)。安靜時存在于膜兩側(cè)的穩(wěn)定的內(nèi)負(fù)、外正的狀態(tài)。u超極化：超極化：膜內(nèi)負(fù)電位增大。膜內(nèi)負(fù)電位增大。 u去極化：去極化：膜內(nèi)負(fù)電位減小。膜內(nèi)負(fù)電位減小。u超超 射：射：膜電位高于零電

4、位的部分。膜電位高于零電位的部分。u復(fù)極化：復(fù)極化：細(xì)胞發(fā)生去極化后，膜電位有恢復(fù)到極化狀態(tài)細(xì)胞發(fā)生去極化后，膜電位有恢復(fù)到極化狀態(tài)。靜息電位產(chǎn)生靜息電位產(chǎn)生的原因的原因：u鈉泵引起的細(xì)胞內(nèi)外各種離子的濃度分布不均鈉泵引起的細(xì)胞內(nèi)外各種離子的濃度分布不均。 離子細(xì)胞外（mmol/l）細(xì)胞內(nèi)（mmol/l）na+14518k+3140cl- 1207ca2+ 1.20.0001（一）靜（一）靜 息息 電電 位位離子分布不均產(chǎn)生電化學(xué)驅(qū)動力離子分布不均產(chǎn)生電化學(xué)驅(qū)動力 k k的電化學(xué)驅(qū)動力：的電化學(xué)驅(qū)動力：k k有向細(xì)胞外擴(kuò)散的動力有向細(xì)胞外擴(kuò)散的動力膜兩側(cè)的離子濃度梯度膜兩側(cè)的離子濃度梯度膜兩側(cè)

5、的電位差形成的電位梯度膜兩側(cè)的電位差形成的電位梯度k+凈外流量凈外流量0時達(dá)到時達(dá)到k+平衡電位平衡電位(ek) = -90 -100 mvna+平衡電位平衡電位(ek) = +50 +70 mv細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞外細(xì)胞外k+(140 mm)k+(3 mm)u在不同狀態(tài)下，細(xì)胞膜對各種離子的通透性不同。在不同狀態(tài)下，細(xì)胞膜對各種離子的通透性不同。 安靜時膜對安靜時膜對k+的通透性高，的通透性高，k+外流，故靜息電位外流，故靜息電位接近接近k+平衡電位！平衡電位！為什么靜息電位小于為什么靜息電位小于k+平衡電位而不是等于平衡電位而不是等于?影響靜息電位的主要因素：影響靜息電位的主要因素：膜內(nèi)、外膜

6、內(nèi)、外k+濃度差；膜對濃度差；膜對k+和和na的相對通透性；的相對通透性；na-k泵活動的水平。泵活動的水平。（二）動（二）動 作作 電電 位位u概念概念：動作電位：動作電位(action potential,ap)是指細(xì)胞受刺激時是指細(xì)胞受刺激時在靜息電位基礎(chǔ)上產(chǎn)生的可擴(kuò)布的電位變化。在靜息電位基礎(chǔ)上產(chǎn)生的可擴(kuò)布的電位變化。u意義意義：是細(xì)胞處于興奮狀態(tài)的標(biāo)志。：是細(xì)胞處于興奮狀態(tài)的標(biāo)志。動作電位的產(chǎn)生的基本條件動作電位的產(chǎn)生的基本條件 膜兩側(cè)對離子的電化學(xué)驅(qū)動力膜兩側(cè)對離子的電化學(xué)驅(qū)動力 膜內(nèi)外存在膜內(nèi)外存在na+差差:na+ina+o 1 10 膜對離子的通透性膜對離子的通透性 膜在受到

7、膜在受到閾刺激閾刺激而興奮時，對而興奮時，對na+的通透性增加的通透性增加心肌與骨骼肌細(xì)胞動作電位的比較心肌與骨骼肌細(xì)胞動作電位的比較骨骼肌細(xì)胞骨骼肌細(xì)胞431042310442301 ms300 ms神經(jīng)細(xì)胞神經(jīng)細(xì)胞na+ channelsk+ channels1. resting state2. depolarization3. depolarization4. repolarizationthresholdrestingrestingrestingrestingrestingthresholdthresholdthresholdthreshold5. hyperpolarizationn

8、a+再生性循環(huán)再生性循環(huán)動作電位動作電位(action potential) 峰電位峰電位: 上升支上升支 下降支下降支后電位后電位 負(fù)后電位負(fù)后電位 正后電位正后電位單一神經(jīng)纖維的動作電位示意單一神經(jīng)纖維的動作電位示意圖圖閾電位：足夠的刺激強(qiáng)度使膜去極化到膜電位的一個臨界值。閾電位：足夠的刺激強(qiáng)度使膜去極化到膜電位的一個臨界值。備用狀態(tài)備用狀態(tài) 開放狀態(tài)開放狀態(tài) 關(guān)閉狀態(tài)關(guān)閉狀態(tài) na+通道激活快，失活快。通道激活快，失活快。k+通道激活慢，失活慢。通道激活慢，失活慢。 動作電位的特點(diǎn)動作電位的特點(diǎn) u動作電位呈動作電位呈“全或無全或無”現(xiàn)象現(xiàn)象：動作電位一旦產(chǎn)生就達(dá)到動作電位一旦產(chǎn)生就達(dá)到

9、它的最大值，其變化幅度不會因刺激的加強(qiáng)而增大；它的最大值，其變化幅度不會因刺激的加強(qiáng)而增大；u不衰減性傳導(dǎo)不衰減性傳導(dǎo)：動作電位一旦在細(xì)胞膜的某一部位產(chǎn)生，動作電位一旦在細(xì)胞膜的某一部位產(chǎn)生，就會立即向整個細(xì)胞膜傳布，而它的幅度不會因?yàn)閭鞑季嗑蜁⒓聪蛘麄€細(xì)胞膜傳布，而它的幅度不會因?yàn)閭鞑季嚯x的增加而減小，可迅速擴(kuò)布到整個細(xì)胞膜離的增加而減小，可迅速擴(kuò)布到整個細(xì)胞膜；局部反應(yīng)的基本特性局部反應(yīng)的基本特性 （1）不是）不是“全或無全或無”的，隨著閾的，隨著閾下下 刺激的增大而增大；刺激的增大而增大；（2）不能在膜上作遠(yuǎn)距離傳播；）不能在膜上作遠(yuǎn)距離傳播； （3）局部興奮可以互相疊加）局部興奮可以

10、互相疊加 包括包括 空間性總和空間性總和 時間性總和時間性總和 概念：概念：局部電流：局部電流：興奮部位和尚未興奮部位之間存在電位差，引起由興奮部位和尚未興奮部位之間存在電位差，引起由 正極向負(fù)極的小電流。正極向負(fù)極的小電流。 局部電流提高鄰近部位膜電位達(dá)閾電位，產(chǎn)生局部電流提高鄰近部位膜電位達(dá)閾電位，產(chǎn)生ap特點(diǎn)：特點(diǎn)： 1、局部電流局部電流 閾電位閾電位 2、雙向傳導(dǎo)雙向傳導(dǎo) 3、不衰減不衰減 4、有髓鞘神經(jīng)纖維的傳導(dǎo)：有髓鞘神經(jīng)纖維的傳導(dǎo)：“跳躍式傳導(dǎo)跳躍式傳導(dǎo)”影響傳導(dǎo)速度的因素：影響傳導(dǎo)速度的因素：1、細(xì)胞直徑、細(xì)胞直徑2、動作電位去極化幅度、動作電位去極化幅度3、神經(jīng)纖維有無髓鞘、

11、神經(jīng)纖維有無髓鞘（二）傳導(dǎo)方式（二）傳導(dǎo)方式： u無髓鞘無髓鞘n n纖維的興奮傳導(dǎo)為近距離局部電流；纖維的興奮傳導(dǎo)為近距離局部電流； u有髓鞘有髓鞘nfnf的興奮傳導(dǎo)為遠(yuǎn)距離局部電流的興奮傳導(dǎo)為遠(yuǎn)距離局部電流( (跳躍式跳躍式) )可興奮細(xì)胞和興奮性可興奮細(xì)胞和興奮性興奮=動作電位可興奮細(xì)胞：受刺激后產(chǎn)生動作電位的細(xì)胞。神經(jīng)細(xì)胞、腺細(xì)胞和肌細(xì)胞等。興奮性：可興奮細(xì)胞受刺激后產(chǎn)生動作電位的能力。刺激：細(xì)胞所處環(huán)境因素的變化。興奮產(chǎn)生的條件興奮產(chǎn)生的條件 刺激強(qiáng)度刺激強(qiáng)度(intensity) 刺激的持續(xù)時間刺激的持續(xù)時間(duration) 強(qiáng)度對時間的變化率強(qiáng)度對時間的變化率(intensity-duration) 閾強(qiáng)度閾強(qiáng)度 閾值閾值 (threshold)* 組織的組織的excitability 與與 threshold 呈反比呈反比為衡量組織興奮性高低的標(biāo)準(zhǔn)組織組織excitable及其恢復(fù)過程中及其恢復(fù)過程中excitability的變化的變化 絕對不應(yīng)期絕對不應(yīng)期: 興奮性為零興奮性為零 相對不應(yīng)期相對不應(yīng)期: 閾上刺激產(chǎn)生反應(yīng)閾上刺激產(chǎn)生反應(yīng) 超常期超常期: 閾下刺激產(chǎn)生反應(yīng)閾下刺激產(chǎn)生反應(yīng) 低常期低常期 ：超常期后一段時間內(nèi)興奮性低于正常，閾上刺激產(chǎn)：超常期后一段時間內(nèi)興奮性低于正常，閾上刺激產(chǎn)生反應(yīng)生反應(yīng)絕對不應(yīng)期存在的意義絕對不應(yīng)期存在的意義：絕對不