第三章 神經(jīng)元的興奮和傳導

第一節(jié)細胞膜的電生理本文檔共39頁；當前第1頁；編輯于星期三\9點54分細胞的生物電一、靜息電位（RestingPotential,RP)

安靜狀態(tài)下細胞膜兩側的電位差本文檔共39頁；當前第2頁；編輯于星期三\9點54分

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。微電極內充灌可導電的鹽溶液，連于電壓表。此方法揭示電荷在細胞膜的兩側不均勻分布，膜內比膜外更負。這種穩(wěn)定的電位差即靜息電位。本文檔共39頁；當前第3頁；編輯于星期三\9點54分本文檔共39頁；當前第4頁；編輯于星期三\9點54分處于平衡狀態(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。本文檔共39頁；當前第5頁；編輯于星期三\9點54分X+在A室中為1mol/L，B室中0.1mol/L。濃度驅使X+由A----B, 而A室相對于B室是電負性的，電驅動力驅使X+由B----A。本文檔共39頁；當前第6頁；編輯于星期三\9點54分在電位差（EA-EB為-60mV時，K處于跨膜電化學平衡。）本文檔共39頁；當前第7頁；編輯于星期三\9點54分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+的凈外流為零本文檔共39頁；當前第8頁；編輯于星期三\9點54分證明：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)本文檔共39頁；當前第9頁；編輯于星期三\9點54分二細胞膜動作電位（一）細胞的興奮和閾刺激本文檔共39頁；當前第10頁；編輯于星期三\9點54分1、刺激與反應

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

機械性刺激化學性刺激生物性刺激社會心理性刺激

本文檔共39頁；當前第11頁；編輯于星期三\9點54分刺激強度的表示方法通常根據(jù)刺激能否引起反應區(qū)分為：1、閾刺激剛好引起組織產生反應的最小刺激。（此刺激的強度即稱為閾強度）2、閾上刺激3、閾下刺激本文檔共39頁；當前第12頁；編輯于星期三\9點54分刺激能否引起反應的三要素：1、刺激強度2、作用時間3、時間—強度變化率本文檔共39頁；當前第13頁；編輯于星期三\9點54分反應

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。本文檔共39頁；當前第14頁；編輯于星期三\9點54分閾強度簡稱閾值，是剛好引起組織產生反應的最小刺激強度。強度等于閾值的刺激即為閾刺激。興奮性=————1閾值本文檔共39頁；當前第15頁；編輯于星期三\9點54分（二）、興奮和興奮性Excitation------生理學把活組織因刺激產生沖動的反應稱為興奮。excitability——機體對體內外環(huán)境變化產生反應的能力。神經(jīng)和肌肉屬于可興奮組織本文檔共39頁；當前第16頁；編輯于星期三\9點54分（三）、組織excitation及其恢復過程中excitability的變化絕對不應期相對不應期超常期低常期本文檔共39頁；當前第17頁；編輯于星期三\9點54分三、動作電位形成的離子機制本文檔共39頁；當前第18頁；編輯于星期三\9點54分AP：細胞受刺激后在RP基礎上發(fā)生的一次膜兩側電位快速倒轉和復原。興奮（excitation）：產生AP興奮性（excitability）：接受刺激，產生AP的能力。1.概念本文檔共39頁；當前第19頁；編輯于星期三\9點54分

上升支去極化（-700 mV）超射（0+30mV）

下降支復極化（+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動作電位的組成本文檔共39頁；當前第20頁；編輯于星期三\9點54分本文檔共39頁；當前第21頁；編輯于星期三\9點54分2.AP產生機制膜內外Na+不均勻分布（外高內低）膜突然對Na+通透增大（Na+通道開放）Na+內流達Na+平衡電位去極化復極化：Na+通道關閉，K+通道開放，K+外流本文檔共39頁；當前第22頁；編輯于星期三\9點54分(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)本文檔共39頁；當前第23頁；編輯于星期三\9點54分膜片鉗記錄流過單通道的離子流本文檔共39頁；當前第24頁；編輯于星期三\9點54分本文檔共39頁；當前第25頁；編輯于星期三\9點54分3.鈉通透性變化的本質和細胞興奮性周期性變化本文檔共39頁；當前第26頁；編輯于星期三\9點54分

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）級本文檔共39頁；當前第27頁；編輯于星期三\9點54分

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+通道激活的結果

本文檔共39頁；當前第28頁；編輯于星期三\9點54分膜去極化時鈉通道構象變化的理論模型本文檔共39頁；當前第29頁；編輯于星期三\9點54分膜去極化時鈉通道的開放和關閉本文檔共39頁；當前第30頁；編輯于星期三\9點54分4.興奮性的周期性變化：

絕對不應期(absoluterefractoryperiod)

相對不應期(relativerefractoryperiod)

低常期(subnormalperiod)

超常期(supranormalperiod)本文檔共39頁；當前第31頁；編輯于星期三\9點54分5.后電位的產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泵活動增強本文檔共39頁；當前第32頁；編輯于星期三\9點54分6.動作電位的引起和傳導本文檔共39頁；當前第33頁；編輯于星期三\9點54分閾電位概念（thresholdmembranepotential）能引起Na通道大量開放而爆發(fā)AP的臨界膜電位水平本文檔共39頁；當前第34頁；編輯于星期三\9點54分7.動作電位的特點：*大小與刺激強度無關*不衰減傳導*不能融合全或無(allornone)本文檔共39頁；當前第35頁；編輯于星期三\9點54分本文檔共39頁；當前第36頁；編輯于星期三\9點54分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*衰減傳播----電緊張性擴布（electroton