神经生物学 电生理学基础

基础神经生物学郑州大学基础医学院生理学教研室赵文超第二章电生理学基础一、静息电位restingpotential定义：是指细胞未受刺激时存在于细胞膜内、外两侧的电位差。特点：1.膜外为正，膜内为负。2.稳定的电位差（多数细胞）骨骼肌细胞:-90mv神经细胞:-70mv平滑肌细胞:-55mv红细胞:-10mv+500-50-65mvms3157极化polarization超极化hyperpolarization去极化depolarization反极化超射overshoot复极化repolarization产生机制Na+Na+K+K+产生机制K+浓度差外流++++++++++++++K+K+K+K+K+K+电位差内流净流动=0电化学驱动力K+平衡电位,EkK+equilibriumpotentialEk=RTZFln[K+]o[K+]iEk=8.31log[K+]o[K+]i*(37.3+273)1*96500*2.303Ek=61.54log[K+]o[K+]imVNernst方程胞外20胞内400Ek=61.54log20400mV=-80mV枪乌鲗轴突静息电位-65mV钾平衡电位-80mVNa+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+++++++++++++++K+K+Goldman-Hodgkin-KatzEm=RTFlnPK[K+]o+PNa[Na+]oPK[K+]i+PNa[Na+]iEm=RTFln[K+]o+PNa/PK[Na+]o[K+]i+PNa/PK[Na+]iEm=8.31*(37.3+273)96500ln20+0.04*440400+0.04*50=-63mV静息电位的形成条件：1.细胞内外某些离子的分布不均111111112.细胞膜对不同离子的通透性不同111111Na+K+影响静息电位的因素：1.膜内、外K+、Na+浓度。2.膜对K+和Na+的通透性。3.Na+泵的作用。11Na+Na+++++++++++++++K+K+静息电位状态下，钾、钠的流动情况如何？二、动作电位actionpotential+580-65mvms锋电位spikepotential后电位afer-potential负后电位negativeafer-potential正后电位positiveafer-potential去极化后电位depolarizingafer-potential超极化后电位hyperpolarizingafter-potential特征：1.全或无allornone2.不衰减传播1111111产生机制：Na+通道K+通道产生机制：Na+通道+++++-----+++++-----Na+产生机制：Na+通道+++++-----+++++-----K+通道K++++++-----产生机制：+58mVNa+通道+++++-----Na+电导Na+K+上升支：Na+通道开放，Na+内流，超射值大约等于Na+的平衡电位111111下降支：Na+通道关闭，K+通道开放，K+内流Na+Na+++++++++++++++K+K+Na+通道+++++-----+++++-----Na+K+通道K++++++-----ABC动作电位的传导：郎飞结（nodeofRanvier）A跳跃式传导saltatoryconduction1、传导速度快2、减少能量消耗细胞膜脂质蛋白质糖类液态镶嵌模型液态镶嵌第三节电压门控离子通道1跨细胞膜的糖蛋白2以蛋白质为亚单位3扩散动力：电势能、浓度势能或两者之和4离子选择性带电状态，孔径，水合状态5确定细胞类型及部位6开放和关闭激活闸门失活闸门电压门控，配基门控，机械门控1电压门控的钠通道a亚单位功能单位b亚单位调节单位4个结构域肽链相连6个a螺旋片段：S1-S6通道样结构S4:电压传感器正电荷P环：连接S5和S6，分子筛备用激活失活激活闸门失活闸门关闭开放开放开放开放关闭备用激活失活刺激自发复极化ABC动作电位的传导：2电压门控的钾通道a亚单位功能单位b亚单位调节单位4个a亚单位无肽链相连6个a螺旋片段：S1-S6通道样结构S4:电压传感器正电荷P环：连接S5和S6，分子筛TEA四乙胺失活：球-链机制与钠通道的不同之处开放慢稳定膜电位延迟整流钾通道