靜息電位和動(dòng)作電位及其產(chǎn)生原理

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1、靜息電位和動(dòng)作電位及其產(chǎn)生原理 生物電現(xiàn)象是指生物細(xì)胞在生命活動(dòng)過(guò)程中所伴隨的電現(xiàn)象。它與細(xì)胞興奮的產(chǎn)生和傳導(dǎo)有著密切關(guān)系。細(xì)胞的生物電現(xiàn)象主要出現(xiàn)在細(xì)胞膜兩側(cè)，故把這種電位稱(chēng)為跨膜電位，主要表現(xiàn)為細(xì)胞在安靜時(shí)所具有的靜息電位和細(xì)胞在受到刺激時(shí)產(chǎn)生的動(dòng)作電位。心電圖、腦電圖等均是由生物電引導(dǎo)出來(lái)的。 　　1.靜息電位及其產(chǎn)生原理 靜息電位是指細(xì)胞在安靜時(shí)，存在于膜內(nèi)外的電位差。生物電產(chǎn)生的原理可用"離子學(xué)說(shuō)"解釋。該學(xué)說(shuō)認(rèn)為：膜電位的產(chǎn)生是由于膜內(nèi)外各種離子的分布不均衡，以及膜在不同情況下，對(duì)各種離子的通透性不同所造成的。在靜息狀態(tài)下，細(xì)胞膜對(duì)K+有較高的通透性，而膜內(nèi)

2、K+又高于膜外，K+順濃度差向膜外擴(kuò)散；細(xì)胞膜對(duì)蛋白質(zhì)負(fù)離子（A-）無(wú)通透性，膜內(nèi)大分子A-被阻止在膜的內(nèi)側(cè)，從而形成膜內(nèi)為負(fù)、膜外為正的電位差。這種電位差產(chǎn)生后，可阻止K+的進(jìn)一步向外擴(kuò)散，使膜內(nèi)外電位差達(dá)到一個(gè)穩(wěn)定的數(shù)值，即靜息電位。因此，靜息電位主要是K+外流所形成的電-化學(xué)平衡電位。 　　2.動(dòng)作電位及其產(chǎn)生原理 細(xì)胞膜受刺激而興奮時(shí)，在靜息電位的基礎(chǔ)上，發(fā)生一次擴(kuò)布性的電位變化，稱(chēng)為動(dòng)作電位。動(dòng)作電位是一個(gè)連續(xù)的膜電位變化過(guò)程，波形分為上升相和下降相。細(xì)胞膜受刺激而興奮時(shí)，膜上Na+通道迅速開(kāi)放，由于膜外Na+濃度高于膜內(nèi)，電位比膜內(nèi)正，所以，Na+順濃度差和電位差內(nèi)流，使膜內(nèi)的

3、負(fù)電位迅速消失，并進(jìn)而轉(zhuǎn)為正電位。這種膜內(nèi)為正、膜外為負(fù)的電位梯度，阻止Na+繼續(xù)內(nèi)流。當(dāng)促使Na+內(nèi)流的濃度梯度與阻止Na+內(nèi)流的電位梯度相等時(shí)，Na+內(nèi)流停止。因此，動(dòng)作電位的上升相的頂點(diǎn)是Na+內(nèi)流所形成的電-化學(xué)平衡電位。 在動(dòng)作電位上升相達(dá)到最高值時(shí)，膜上Na+通道迅速關(guān)閉，膜對(duì)Na+的通透性迅速下降，Na+內(nèi)流停止。此時(shí)，膜對(duì)K+的通透性增大，K+外流使膜內(nèi)電位迅速下降，直到恢復(fù)靜息時(shí)的電位水平，形成動(dòng)作電位的下降相。 　　可興奮細(xì)胞每發(fā)生一次動(dòng)作電位，膜內(nèi)外的Na+、K+比例都會(huì)發(fā)生變化，于是鈉-鉀泵加速轉(zhuǎn)運(yùn)，將進(jìn)入膜內(nèi)的Na+泵出，同時(shí)將逸出膜外的K+泵入，從而恢復(fù)靜息時(shí)膜

4、內(nèi)外的離子分布，維持細(xì)胞的興奮性。 (二)動(dòng)作電位及其產(chǎn)生原理 1.概念：細(xì)胞受刺激時(shí)在靜息電位基礎(chǔ)上產(chǎn)生的可傳布的電位變化，細(xì)胞興奮的標(biāo)志 波形：鋒電位：上升相：去極化（-70mV→0mV）反極化(超射)（0mV→+30mV）下降相：復(fù)極化（+30mV→-70mV附近 ） 峰電位是動(dòng)作電位的主要成份 2.產(chǎn)生機(jī)制：離子流學(xué)說(shuō) 上升相：細(xì)胞受刺激→少量Na+通道開(kāi)放→少量Na+內(nèi)流→局部去極化（局部電位）→達(dá)到閾電位→Na+ 通道大量開(kāi)放→Na+ 順電-化學(xué)梯度快速大量?jī)?nèi)流→去極化、反極化→當(dāng)濃度差促進(jìn)Na+內(nèi)流的力量等于電位差阻止Na+內(nèi)流的力量時(shí)，Na+凈移動(dòng)為零(Na+ 的電

5、-化學(xué)平衡電位) 下降相：細(xì)胞膜對(duì)K+ 的通透性增加→K+ 順電-化學(xué)梯度外流→復(fù)極化 電位已基本恢復(fù),但離子分布未恢復(fù), Na+-K+ 泵運(yùn)轉(zhuǎn), Na+ 泵出, K+ 泵入,恢復(fù)興奮前離子的不均勻分布 閾電位：引起Na+通道大量開(kāi)發(fā)放而引發(fā)動(dòng)作電位的臨界膜電位數(shù)值 通道阻斷劑：河豚毒： Na＋通道阻斷劑 四乙基銨：K＋通道阻斷劑 三、極化、去極化、超極化、閾電位的概念 1.靜息時(shí)，細(xì)胞膜內(nèi)外兩側(cè)維持外正內(nèi)負(fù)的穩(wěn)定狀態(tài)，稱(chēng)為極化。 2.當(dāng)細(xì)胞受刺激時(shí)，膜內(nèi)電位向負(fù)值減小方向變化，稱(chēng)為去極化。 3.膜內(nèi)電位數(shù)值向負(fù)值增大方向變化，稱(chēng)為超極化。 4.當(dāng)神經(jīng)纖維受到閾刺激時(shí)，膜上Na+通道開(kāi)放，Na+內(nèi)流，膜發(fā)生去極化，靜息電位減小，當(dāng)靜息電位減小到某一臨界數(shù)值時(shí)，膜對(duì)Na+的通透性突然增大，Na+迅速內(nèi)流，出現(xiàn)動(dòng)作電位的上升相。這個(gè)臨界點(diǎn)時(shí)的跨膜電位數(shù)值稱(chēng)為閾電位。 四、興奮在同一細(xì)胞上傳導(dǎo)的特點(diǎn) 傳導(dǎo): 動(dòng)作電位(興奮)在一個(gè)細(xì)胞內(nèi)傳播 神經(jīng)沖動(dòng):沿神經(jīng)纖維傳導(dǎo)的動(dòng)作電位 1．不衰減性傳導(dǎo)：動(dòng)作電位的幅度不會(huì)因傳導(dǎo)距離的增加而減小 2．“全或無(wú)” 現(xiàn)象：動(dòng)作電位一旦產(chǎn)生，幅度不會(huì)因刺激的加強(qiáng)而增大 3．雙向傳導(dǎo)：動(dòng)作電位從受刺激的興奮部位向兩側(cè)未興奮部位傳導(dǎo) 4．動(dòng)作電位不融合：動(dòng)作電位之間總有一定間隔，不會(huì)重合、疊加在一起