動(dòng)作電位的離子基礎(chǔ)

ThethirdsectionofChapter2—TheIonicBasisofActionPotentialsInstructor:XingpengXiaoTelmail:1657608230@ThethirdsectionofChapter2—TheIonicBasisofActionPotentials1Overview靜息電位（restingpotential,RP）:是指未受刺激時(shí)神經(jīng)元膜內(nèi)外兩側(cè)的電位差。在所測(cè)量過的神經(jīng)元（neuron）中，RP大都在-30~-90mV之間。極化（polarization）:神經(jīng)元（neuron）膜兩側(cè)內(nèi)負(fù)外正的帶電狀態(tài)稱為極化。RP代表了神經(jīng)元膜的一種電學(xué)極化狀態(tài)。-60RP0(mV)30Nomenclatures:depolarization、hyperpolarization、repolarization

（去極化）（超極化）（復(fù)極化）depolarizationhyperpolarizationrepolarizationiontransportersandionchannels2ActionpotentialMeaningofAP是神經(jīng)元在靜息電位（RP）基礎(chǔ)上，受到刺激后膜電位所發(fā)生的快速翻轉(zhuǎn)和復(fù)原過程。ActionpotentialformandnomenclaturesSpikepotentialLocalizedpotentialADPAHPComponentsofAP局部電位（Localizedpotential）鋒電位（Spikepotential后電位（after-spikepotential）ProcessofAP上升相（Risingphase）超射相（Overshootphase）下降相（Fallingphase）低射相（Undershootphase）去極化后電位(afterdepolarization,ADP)超極化后電位(afterhyperpolarization,AHP)DifferencesbetweenlocalizedpotentialandactionpotentialThresholdLocalizedpotentialsRPlocalizedpotentialactionpotential等級(jí)性“全或無(wú)”現(xiàn)象電緊張性擴(kuò)布全幅式傳導(dǎo)性總和性不可疊加性Ionmechanismofactionpotential（1）Ionmechanismoflocalizedpotential局部電位的類型不同，其離子機(jī)制也各異。電刺激引起的局部電位：電刺激→去極化的電緊張電位→激活少量的電壓門控Na+通道，在濃度差和電位差的作用下，少量Na+內(nèi)流，引起進(jìn)一步去極化反應(yīng)，然而PNa<<PK,Na+內(nèi)流產(chǎn)生的電位變化只能疊加在電緊張電位之中，成為局部電位。（2）Ionmechanismofspikepotential在鋒電位的上升支，電壓門控Na+通道的激活是再生性的，也就是電壓門控Na+通道的開放與膜電位的去極化之間形成了正反饋的過程。第一階段的局部電位引起去極化的幅度加大，由于Na+通道的電壓門控特性，所以加大的去極化又反過來(lái)激活更多的Na+通道，導(dǎo)致更大量的Na+內(nèi)流。一方面Na+受電位

差和濃度差共同驅(qū)動(dòng)，另一方面又

存在正反饋?zhàn)饔?，使得鋒電位的上

升支呈現(xiàn)了極快的動(dòng)力學(xué)特性。由于Na+通道的失活，以及上升支的去極化導(dǎo)致大量電壓門控K+通道開放，鋒電位的上升支達(dá)到頂點(diǎn)后不會(huì)維持最大的超極化電位水平。在鋒電位的下降支，早期由于電壓差和濃度差的共同作用，K+迅速外流，導(dǎo)致快速?gòu)?fù)極化。但是膜電位的復(fù)極化與K+通道開放之間是一種自限性關(guān)系，即是負(fù)反饋的過程。膜電位的復(fù)極化，導(dǎo)致K+通道的開放受抑制，K+通道開放減少，則K+外流減弱，復(fù)極化過程減慢，進(jìn)而呈現(xiàn)了較為緩慢的動(dòng)力學(xué)過程。不過，電壓門控K+通道與電壓門控Na+通道不同，沒有失活現(xiàn)象，故仍可使膜電位恢復(fù)到靜息電位水平，甚至延遲至后電位時(shí)相。（3）

Ionmechanismofafter-spikepotential去極化后電位有兩種可能的離子機(jī)制：復(fù)極相大量K+外流，導(dǎo)致暫時(shí)性細(xì)胞外K+蓄積，故延緩了復(fù)極化的過程。鋒電位期間激活的Ca2+內(nèi)流。超極化后電位的產(chǎn)生也有兩方面的離子機(jī)制：1K+的繼續(xù)外流2生電性鈉泵作用：由于鋒電位期間

大量的鈉鉀離子跨膜移動(dòng)，特別是

胞內(nèi)Na+濃度的升高，激活了細(xì)胞