第三章 神經(jīng)元的興奮和傳導(dǎo)

第三章神經(jīng)元的興奮和傳導(dǎo)第1頁，共40頁，2023年，2月20日，星期一第一節(jié)細胞膜的電生理第2頁，共40頁，2023年，2月20日，星期一細胞的生物電一、靜息電位（RestingPotential,RP)

安靜狀態(tài)下細胞膜兩側(cè)的電位差第3頁，共40頁，2023年，2月20日，星期一

膜電位是在任何狀態(tài)下跨膜的電壓，用符號Vm表示。通常情況下，可用插入細胞質(zhì)的微電極測量。微電極為一極細的玻璃管，尖端直徑為0.5μm，對細胞膜的損傷最小。微電極內(nèi)充灌可導(dǎo)電的鹽溶液，連于電壓表。此方法揭示電荷在細胞膜的兩側(cè)不均勻分布，膜內(nèi)比膜外更負。這種穩(wěn)定的電位差即靜息電位。第4頁，共40頁，2023年，2月20日，星期一第5頁，共40頁，2023年，2月20日，星期一處于平衡狀態(tài)的例子是沒有凈力作用于其上的一片膜將水溶液分隔在兩個小室中（A和B）離子X+在A室中的濃度高于B室，若不存在電位差，X+趨向由A室向B室擴散。第6頁，共40頁，2023年，2月20日，星期一X+在A室中為1mol/L，B室中0.1mol/L。濃度驅(qū)使X+由A----B, 而A室相對于B室是電負性的，電驅(qū)動力驅(qū)使X+由B----A。第7頁，共40頁，2023年，2月20日，星期一在電位差（EA-EB為-60mV時，K處于跨膜電化學(xué)平衡。）第8頁，共40頁，2023年，2月20日，星期一RP的形成機理：［K+]i>[K+]oPK+

高K+外流促進K+外流的濃度勢能阻礙K+外流的電場力＝K+的凈外流為零第9頁，共40頁，2023年，2月20日，星期一證明：1、Nernst公式

Ek=59.5Log[K+]o/[K+]i(mV)

理論值–87mV，實際值–77mV2、改變細胞外液中的K+濃度3、通道阻斷劑四乙銨(TEA)第10頁，共40頁，2023年，2月20日，星期一二細胞膜動作電位（一）細胞的興奮和閾刺激第11頁，共40頁，2023年，2月20日，星期一1、刺激與反應(yīng)

刺激可被機體感受并引起反應(yīng)的體內(nèi)外環(huán)境改變。分類（通常按刺激的性質(zhì)分類）：

機械性刺激化學(xué)性刺激生物性刺激社會心理性刺激

第12頁，共40頁，2023年，2月20日，星期一刺激強度的表示方法通常根據(jù)刺激能否引起反應(yīng)區(qū)分為：1、閾刺激剛好引起組織產(chǎn)生反應(yīng)的最小刺激。（此刺激的強度即稱為閾強度）2、閾上刺激3、閾下刺激第13頁，共40頁，2023年，2月20日，星期一刺激能否引起反應(yīng)的三要素：1、刺激強度2、作用時間3、時間—強度變化率第14頁，共40頁，2023年，2月20日，星期一反應(yīng)

受到刺激后機體功能活動的變化（由刺激引起的機體活動狀態(tài)的改變）。反應(yīng)的形式：

興奮——某種功能活動出現(xiàn)或加強；

抑制——某種功能活動減弱或停止。第15頁，共40頁，2023年，2月20日，星期一閾強度簡稱閾值，是剛好引起組織產(chǎn)生反應(yīng)的最小刺激強度。強度等于閾值的刺激即為閾刺激。興奮性=————1閾值第16頁，共40頁，2023年，2月20日，星期一（二）、興奮和興奮性Excitation------生理學(xué)把活組織因刺激產(chǎn)生沖動的反應(yīng)稱為興奮。excitability——機體對體內(nèi)外環(huán)境變化產(chǎn)生反應(yīng)的能力。神經(jīng)和肌肉屬于可興奮組織第17頁，共40頁，2023年，2月20日，星期一（三）、組織excitation及其恢復(fù)過程中excitability的變化絕對不應(yīng)期相對不應(yīng)期超常期低常期第18頁，共40頁，2023年，2月20日，星期一三、動作電位形成的離子機制第19頁，共40頁，2023年，2月20日，星期一AP：細胞受刺激后在RP基礎(chǔ)上發(fā)生的一次膜兩側(cè)電位快速倒轉(zhuǎn)和復(fù)原。興奮（excitation）：產(chǎn)生AP興奮性（excitability）：接受刺激，產(chǎn)生AP的能力。1.概念第20頁，共40頁，2023年，2月20日，星期一

上升支去極化（-700 mV）超射（0+30mV）

下降支復(fù)極化（+30mV-70mV）

去極化后電位（負后電位）超極化后電位（正后電位）

鋒電位后電位AP動作電位的組成第21頁，共40頁，2023年，2月20日，星期一第22頁，共40頁，2023年，2月20日，星期一2.AP產(chǎn)生機制膜內(nèi)外Na+不均勻分布（外高內(nèi)低）膜突然對Na+通透增大（Na+通道開放）Na+內(nèi)流達Na+平衡電位去極化復(fù)極化：Na+通道關(guān)閉，K+通道開放，K+外流第23頁，共40頁，2023年，2月20日，星期一(1)、Nernst公式ENa=59.5Log[Na+]o/[Na+]i(mV)

超射值=ENa(2)、改變細胞外液的Na＋濃度(3)、河豚毒(tetrodotoxin,TTX）(4)、電壓鉗或膜片鉗證據(jù)第24頁，共40頁，2023年，2月20日，星期一膜片鉗記錄流過單通道的離子流第25頁，共40頁，2023年，2月20日，星期一第26頁，共40頁，2023年，2月20日，星期一3.鈉通透性變化的本質(zhì)和細胞興奮性周期性變化第27頁，共40頁，2023年，2月20日，星期一

圖2-14膜片鉗實驗布置示意圖

A：圖中Ip為記錄到的單通道電流，VCMD決定設(shè)定的膜電位數(shù)值B：在大鼠胚胎骨骼肌細胞膜片上記錄到的由ACH激活的單通道離子電流，強度為pA（皮安）級第28頁，共40頁，2023年，2月20日，星期一

圖2-15電壓門控Na+通道的膜片鉗記錄A：隨著靜息電位（Em）由－110mV突然固定到－50mV，在3次膜片鉗實驗記錄到的離子電流B：將144次膜片鉗記錄到的離子電流曲線進行平均疊加，得到一條類似圖2-13中曲線C的Na+電流曲線，說明后者是多數(shù)Na+通道激活的結(jié)果

第29頁，共40頁，2023年，2月20日，星期一膜去極化時鈉通道構(gòu)象變化的理論模型第30頁，共40頁，2023年，2月20日，星期一膜去極化時鈉通道的開放和關(guān)閉第31頁，共40頁，2023年，2月20日，星期一4.興奮性的周期性變化：

絕對不應(yīng)期(absoluterefractoryperiod)

相對不應(yīng)期(relativerefractoryperiod)

低常期(subnormalperiod)

超常期(supranormalperiod)第32頁，共40頁，2023年，2月20日，星期一5.后電位的產(chǎn)生機制去極化后電位（負后電位）：細胞外一過性K蓄積

超極化后電位（正后電位）：Na泵活動增強第33頁，共40頁，2023年，2月20日，星期一6.動作電位的引起和傳導(dǎo)第34頁，共40頁，2023年，2月20日，星期一閾電位概念（thresholdmembranepotential）能引起Na通道大量開放而爆發(fā)AP的臨界膜電位水平第35頁，共40頁，2023年，2月20日，星期一7.動作電位的特點：*大小與刺激強度無關(guān)*不衰減傳導(dǎo)*不能融合全或無(allornone)第36頁，共40頁，2023年，2月20日，星期一第37頁，共40頁，2023年，2月20日，星期一8.局部電位（localpotential)由閾下刺激引起的小的電位變化*大小與刺激強度有關(guān)*衰減傳播----電緊張性擴布（electr