医学课件生理学-生物电及其产生机制

生物电生物电电鳗心电图脑电图生物电的概念生物体的生命活动过程中表现出电现象：安静状态时的生物电活动状态时的生物电静息电位(restingpotential,RP)动作电位(actionpotential,AP)静息电位及其产生机制静息电位的记录ABABAB静息电位（restingpotential,RP）细胞在静息时，存在于质膜两侧的电位差。静息电位的定义不同细胞的RP骨骼肌细胞：-90神经细胞：-70平滑肌细胞：-55红细胞：-10特点：(1)绝大多数细胞的RP是稳定的(2)其数值在-10～-100(mV)静息电位产生的机制Na+-----145-------18K+---------3-------140Cl-------120----------7Ca2+---1.2---------0.00011.各种离子的不均衡分布（mmol/L）静息电位产生的机制2.静息时膜主要对K+有通透性电化学驱动力动力：浓度差阻力：电位差浓度差+电位差=电化学驱动力电化学驱动力=0，平衡电位静息电位机制概括+++++-----外内结伴而行隔膜相吸K+A-Nernst公式：EX=[X+]0[X+]iRTZF——·ln·——可简化为：[X+]0[X+]iEX=60lg——平衡电位的计算R：气体常数，T：绝对温度，F：法拉第常数，Z：原子价，[X+]o和[X+]i为膜内外侧的离子浓度。当X+为单价离子，温度为29.2℃，自然对数转化为常用对数：K+平衡电位和静息电位的关系1.静息电位总是接近于K+平衡电位；2.K+通道的拮抗剂可以几乎全部抑制静息电位K+平衡电位和静息电位的关系[K+]0[K+]iEK=60lg——≈-100mVRP≈-80mV静息电位的影响因素1.细胞外K+的浓度-100-90-80-70-60-50-40-30-20-1000.0290.0330.0670.1000.1330.1670.200[K+]o[K+]i胞外K+浓度↑，膜电位负值↓，即RP↓EK(mV)630530430330230130135细胞外K+的浓度↓，RP??静息电位的影响因素2.膜对离子的通透性膜对K+通透性↑，静息电位↑膜对Na+通透性↑，静息电位↓静息电位的影响因素3.钠泵的活动3Na+2K+外内正电荷出3入2钠泵活动↑，静息电位↑胞内高K+胞外高Na+膜的超极化动作电位及其产生机制动作电位（AP）在RP基础上，给细胞一个适当的刺激，产生一个可传播的膜电位波动。去极化复极化单细胞AP的特点：1.全或无2.AP产生后，可向周围传播3.不衰减传导4.AP的传播范围和距离与原刺激的强度无关动作电位的产生机制AP上升支AP下降支①膜内外存在[Na+]差：[Na+]i＜[Na+]o≈1∶10②膜在受到阈刺激而兴奋时，对离子的通透性增加：即电压门控性Na+、K+通道激活而开放动作电位产生的条件Na+内流的动力：膜内外电-化学驱动力Na+的平衡电位：根据Nernst公式计算:ENa+=60lg[Na+]o[Na+]i=60lg(10/1)=60mV①AP上升支由Na＋内流形成，不耗能下降支是K＋外流形成的后电位是Na＋－K＋泵活动引起的，耗能②AP为Na＋的平衡电位，应用Na＋通道特异性阻断剂河豚毒后，内向电流全部消失（AP消失）。结论动作电位的传导在无髓神经纤维上传导局部电流：兴奋段与未兴奋段的电位差引起电荷移动多米诺骨牌动作电位的传导在有髓神经纤维上传导跳跃式传导优点：传导快，节能动作电位在单个细胞传导的特点1.生理完整性2.双向性3.相对不疲劳性4.绝缘性5.不衰减性动作电位在不同细胞间的传导缝隙连接神经、心肌、肝脏※可兴奋性细胞和兴奋性※可兴奋组织神经、肌肉和腺体刺激：引起组织、细胞发生反应的内外环境变化。三个要素：（1）刺激强度（2）持续时间（3）强度对时间的变化率兴奋性∝阈强度-1局部兴奋的特征（1）由阈下刺激引起（2）刺激依赖性：反应随刺激强度增大而增大，不是“全或无”局部兴奋的特征电紧张性扩布：不能远距扩布，只能在数十至数百微米扩布，产生紧张性电位。总和反应（叠加）：总和后→产生AP①空间性总和②时间性总和在神经元胞体和树突的功能活动中多见。时间性总和空间性总和细胞兴奋后兴奋性的变化(激活)(失活)(关闭)绝对不应期(ARP)：兴奋性几乎为零相当于锋电位的发生时间与钠通道失活有关相对不应期(RRP)：兴奋性逐渐恢复低常期：兴奋性较正常轻度降低相当于正后电位时期超常期：兴奋性较正常时轻度升高相当于负后电位钠通道的3种基本功能状态：(1)激活状态：通道开放，持续1～2ms；(2)失活状态：通道关闭，对刺激不产生即时反应，与不应期有关，去极化消除后再有反应。(3)备用/关闭状态：通道关闭，但对刺激有反应；备用激活失活