1、第1頁，共59頁。第2頁，共59頁。第3頁，共59頁。 0+ + - -B BA A細胞細胞細胞膜細胞膜微電極微電極電位計電位計第4頁，共59頁。 0+ + - -B BA A+ + + + + + + + + + + + + + +- - - - - - - - - - - - - - -+ + + + + + - - - - - - + + + + + + - - - - - - + + + + + + + + + + + + + + +- - - - - - - - - - - - - - -+ + + + + + + + + + + + + + +- - - - - - - - - -

2、 - - - - -90-90mVmV0 0mVmV0 0mVmV本實驗本實驗提示提示: :1.1.跨膜有跨膜有電位差電位差2.2.膜內膜內低于低于膜外膜外3.3.穩定直流穩定直流電位電位第5頁，共59頁。第6頁，共59頁。第7頁，共59頁。第8頁，共59頁。第9頁，共59頁。第10頁，共59頁。+A A- -A A- -A A- -A A- -A A- -+A A- -A A- -+A A- -A A- -+K+順濃度差順濃度差(化學驅動力化學驅動力)跨膜跨膜外流外流, 建立起建立起內內負負外正外正的的跨膜電位跨膜電位。第11頁，共59頁。+A A- -A A- -A A- -A A- -A

3、 A- -+A A- -A A- -+A A- -A A- -+ 當當促使促使K+外流力外流力與與阻止阻止K+外流力外流力平衡平衡時時, 即即,K+的電化學驅動力為零時的電化學驅動力為零時, K+的的凈凈通量為通量為零零 K+平衡電位平衡電位(RP)第12頁，共59頁。第13頁，共59頁。Nernst公式公式(1889):RTEX= logZFX+iX+o簡化公式：簡化公式： EX= 61 log (mV)X+iX+o如哺乳動物骨骼肌細胞如哺乳動物骨骼肌細胞: K+i : 155mmol/L, K+o: 4mmol/L,則則 0.026, log = -1.59 Ek=61 -1.59-95

4、(mV) K+iK+oK+iK+o第14頁，共59頁。第15頁，共59頁。第16頁，共59頁。第17頁，共59頁。鈉鈉-鉀泵轉運和通道介導的易化擴散鉀泵轉運和通道介導的易化擴散 第18頁，共59頁。第19頁，共59頁。第20頁，共59頁。第21頁，共59頁。第22頁，共59頁。概念概念： 閾下刺激引閾下刺激引起的低于閾起的低于閾電位的去極電位的去極化（即局部化（即局部電位），稱電位），稱局部興奮。局部興奮。第23頁，共59頁。特點：特點： 不具有不具有“全或無全或無”現現象。象。 電緊張電緊張方式擴布。方式擴布。 具有總具有總和效應：時間和效應：時間性和空間性總性和空間性總和。和。 第24頁，

5、共59頁。第25頁，共59頁。時間性總和時間性總和空間性總和空間性總和第26頁，共59頁。第27頁，共59頁。去去 極極 化化上上 升升 支支下降支下降支3.3.動作電位的圖形動作電位的圖形刺激刺激局部電位局部電位閾電位閾電位去極化去極化零電位零電位反極化（超射）反極化（超射）復極化復極化負后電位負后電位第28頁，共59頁。第29頁，共59頁。第30頁，共59頁。第31頁，共59頁。 現證明，現證明，APAP期間膜對期間膜對NaNa和和K K的透性都升高，但時間上不的透性都升高，但時間上不一致。去極化初期一致。去極化初期NaNa通道幾乎立即被激活，在通道幾乎立即被激活，在0.5ms0.5ms內

6、比內比靜息時增大了靜息時增大了500500倍。倍。第32頁，共59頁。當細胞受到當細胞受到刺激刺激細胞膜上細胞膜上少量少量NaNa+ +通道激活而開放通道激活而開放NaNa+ +順濃度差少量內流順濃度差少量內流膜內外電位差膜內外電位差局部電位局部電位當膜內電位變化到閾電位時當膜內電位變化到閾電位時NaNa通道大量開放通道大量開放NaNa+ +順電化學差和膜內負電位的吸引順電化學差和膜內負電位的吸引再生式內流再生式內流 NaNa+ + i i、KK+ + O O激活激活NaNa+ +K K+ +泵泵APAP的產生機制的產生機制: :膜內負電位減小到零并變為正電位膜內負電位減小到零并變為正電位（A

7、PAP上升支上升支）NaNa+ +通道關通道關NaNa+ +內流停內流停+ +同時同時K K+ +通道激活而開放通道激活而開放K K順濃度差和膜內正電位的吸引順濃度差和膜內正電位的吸引K K迅速外流迅速外流膜內電位迅速下降，恢復到膜內電位迅速下降，恢復到RPRP水平水平（APAP下降支下降支）NaNa+ +泵出、泵出、K K+ +泵回，泵回，離子恢復到興奮前水平離子恢復到興奮前水平后電位后電位第33頁，共59頁。第34頁，共59頁。（-50 到30mv）第35頁，共59頁。第36頁，共59頁。2、離子通道在不同狀態間的轉換o 靜息狀態時，靜息狀態時，Na+和和K+通道都是關閉的，通道都是關閉的

8、，Na+通道的激活態門是關閉的，而失活態門通道的激活態門是關閉的，而失活態門是開放的，由于漏是開放的，由于漏K+通道的大量存在，靜通道的大量存在，靜息狀態息狀態K+膜通透能力是膜通透能力是Na+50-75倍；倍；o 由于受到刺激，膜除極化，部分由于受到刺激，膜除極化，部分Na+通道開通道開放，放， Na+濃度梯度和電壓梯度兩種力驅使濃度梯度和電壓梯度兩種力驅使Na+迅速向細胞內流動迅速向細胞內流動進一步除極化進一步除極化更更多多Na+通道開放，更多通道開放，更多Na+內流（正反饋）內流（正反饋）第37頁，共59頁。o Na+通道開放的同時，也啟動了通道關閉通道開放的同時，也啟動了通道關閉過程：

9、在激活態門開放之后、失活態門關閉過程：在激活態門開放之后、失活態門關閉之前的一段時間（約之前的一段時間（約0.5ms），兩種門處），兩種門處于開放狀態于開放狀態 Na+迅速內流迅速內流動作電位達動作電位達到峰值，之后失活態門關閉，直至細胞膜恢到峰值，之后失活態門關閉，直至細胞膜恢復到它靜息電位值的水平；復到它靜息電位值的水平；o Na+通道失活的同時，電壓門控通道失活的同時，電壓門控K+通道開通道開放，動作電位從峰值返回靜息狀態水平放，動作電位從峰值返回靜息狀態水平第38頁，共59頁。第39頁，共59頁。o 膜電位恢復到靜息狀態，膜電位恢復到靜息狀態，Na+通道的失活通道的失活態門開放，激活態

10、門關閉（具有重新開放的態門開放，激活態門關閉（具有重新開放的能力），電壓門控能力），電壓門控K+通道也關閉，但速度通道也關閉，但速度緩慢，持續增加了細胞膜對緩慢，持續增加了細胞膜對K+的滲透性的滲透性形成一個超極化電位。形成一個超極化電位。第40頁，共59頁。（五）不應期和動作電位的“全或無” 特性1、興奮細胞的不應期、興奮細胞的不應期o 在可興奮細胞受刺激產生興奮期間施加第二在可興奮細胞受刺激產生興奮期間施加第二次刺激，第二次刺激所產生的效應會受到此次刺激，第二次刺激所產生的效應會受到此興奮的影響，細胞興奮后的興奮性狀態由絕興奮的影響，細胞興奮后的興奮性狀態由絕對不應期和相對不應期所組成。對

11、不應期和相對不應期所組成。第41頁，共59頁。o 絕對不應期：絕對不應期：組織興奮后，在去極化之后到組織興奮后，在去極化之后到復極化達到一定程度之前對任何強度的刺激復極化達到一定程度之前對任何強度的刺激均不產生反應。均不產生反應。o 相對不應期相對不應期絕對不應期之后，隨著復極絕對不應期之后，隨著復極化的繼續，組織的興奮性有所恢復，只對閾化的繼續，組織的興奮性有所恢復，只對閾上刺激產生興奮上刺激產生興奮思考：同一位點的動作電位會產生疊加嗎？第42頁，共59頁。 分分 期期 興奮性興奮性 與與APAP對應關系對應關系 機機 制制 絕對不應期絕對不應期 降至零降至零 鋒電位鋒電位 鈉通道失活鈉通道

12、失活 相對不應期相對不應期 漸恢復漸恢復 負后電位負后電位(7(7） 鈉通道部分恢復鈉通道部分恢復 興奮性的周期性變化返回刺激需要大于閥強度第43頁，共59頁。2、動作電位的“全或無”特性o 可興奮細胞受到刺激時，或是產生一個可向可興奮細胞受到刺激時，或是產生一個可向外擴布、具有完全相同幅值、且幅值不隨傳外擴布、具有完全相同幅值、且幅值不隨傳導距離而衰減的動作電位（達閾電位），或導距離而衰減的動作電位（達閾電位），或是完全無動作電位的產生（低于閾電位），是完全無動作電位的產生（低于閾電位），這種特性稱為這種特性稱為“全或無全或無”。為什么？動作電位的實質;Na 和k博弈的結果。不是你死，就是我

13、亡，沒有和平狀態。第44頁，共59頁。第45頁，共59頁。第46頁，共59頁。第47頁，共59頁。靜息部位膜內為負電位，膜外為正電位靜息部位膜內為負電位，膜外為正電位 興奮部位膜內為正電位，膜外為負電位興奮部位膜內為正電位，膜外為負電位在興奮部位和靜息部位之間存在著電位差在興奮部位和靜息部位之間存在著電位差膜外的電流由靜息部位向興奮部位移動膜外的電流由靜息部位向興奮部位移動 膜內的電流由興奮部位向靜息部位移動膜內的電流由興奮部位向靜息部位移動形成局部電流形成局部電流膜內：興奮部位相鄰的靜息部位的電位上升膜內：興奮部位相鄰的靜息部位的電位上升 膜外：興奮部位相鄰的靜息部位的電位下降膜外：興奮部位

14、相鄰的靜息部位的電位下降去極化達到閾電位，觸發鄰近靜息部位膜爆發新的去極化達到閾電位，觸發鄰近靜息部位膜爆發新的APAP局局部部電電流流 圖示第48頁，共59頁。無髓神經纖維：連續傳導無髓神經纖維：連續傳導有髓神經纖維：跳躍式傳導有髓神經纖維：跳躍式傳導 (saltatory conduction) (saltatory conduction)第49頁，共59頁。l直徑粗細直徑粗細粗纖維粗纖維R小，電流大，傳導速度快小，電流大，傳導速度快 細纖維細纖維R大，電流小，傳導速度慢大，電流小，傳導速度慢l有無髓鞘有無髓鞘 l溫度：恒溫動物較變溫動物快溫度：恒溫動物較變溫動物快 貓貓 A.f: 100

15、m/s蛙蛙 A.f: 40m/s人尺神經人尺神經 54m/s 第50頁，共59頁。l生理完整性:冷凍麻醉 l雙向傳導 l非遞減性（不衰減性）why l絕緣性;神經干各纖維之間 l相對不疲勞性第51頁，共59頁。l 神經干內許多神經纖維電活動成份的總和( (一一) )神經干的組成神經干的組成第52頁，共59頁。l以不同強度刺激，可觀察到神經干動作以不同強度刺激，可觀察到神經干動作電位從無到有電位從無到有逐漸增強逐漸增強到最大幅度，到最大幅度，why？l閾刺激、最大刺激、超最大刺激閾刺激、最大刺激、超最大刺激第53頁，共59頁。l神經干是由許多興奮性不同的神經纖維（細胞）組成，神經干是由許多興奮性

16、不同的神經纖維（細胞）組成，在保持足夠的刺激時間不變時，刺激強度過小，不能在保持足夠的刺激時間不變時，刺激強度過小，不能引起任何反應；引起任何反應；l隨著刺激強度增加到某一定值，可引起少數興奮隨著刺激強度增加到某一定值，可引起少數興奮性較高的神經纖維興奮，該刺激強度為閾強度，性較高的神經纖維興奮，該刺激強度為閾強度，具有閾強度的刺激叫具有閾強度的刺激叫閾刺激閾刺激。l但當刺激強度增大到某一臨界值時，所有的神經纖維但當刺激強度增大到某一臨界值時，所有的神經纖維都被興奮，引起最大幅度的復合動作電位，此后再增都被興奮，引起最大幅度的復合動作電位，此后再增加刺激強度（加刺激強度（超最大刺激超最大刺激）

17、，不會再引起幅度的繼），不會再引起幅度的繼續增加。可引起神經最大反應的最小刺激強度為續增加。可引起神經最大反應的最小刺激強度為最適刺激強度，該刺激叫最適刺激強度，該刺激叫最大刺激最大刺激或最適刺激。或最適刺激。舉5根例子第54頁，共59頁。l如果將兩個引導電極置于正常完整的神經干表面，如果將兩個引導電極置于正常完整的神經干表面，當神經干的一端興奮之后，興奮波會先后通過兩當神經干的一端興奮之后，興奮波會先后通過兩個引導電極（個引導電極（r1r1），可記錄到兩個相反方向的），可記錄到兩個相反方向的電位偏轉波形，稱為雙相動作電位。如果兩個引電位偏轉波形，稱為雙相動作電位。如果兩個引導電極之間的神經組

18、織有損傷，興奮波只能通過導電極之間的神經組織有損傷，興奮波只能通過一個引導電極，不能傳導至第二個引導電極，則一個引導電極，不能傳導至第二個引導電極，則只能記錄到一個方向的電位偏轉波形，稱為單向只能記錄到一個方向的電位偏轉波形，稱為單向動作電位。動作電位。( (三三) )單相和雙相動作電位單相和雙相動作電位第55頁，共59頁。第56頁，共59頁。l62.興奮性是指機體的下列何種能力？ lA.對刺激產生反應 B.作功 C.動作靈敏 D.能量代謝率增高 E.運動第57頁，共59頁。l127. 在靜息時,細胞膜外正內負的穩定狀態稱為: ( )lA 極化 B 超極化 C 反極化 D 復極化 l E 去極化 l128. 細胞膜內外正常Na+和K+的濃度差的形成和維持是由于: ( ) lA 膜安靜時K+通透性大 l B 膜興奮時