靜息電位和動(dòng)作電位及其產(chǎn)生原理

1、靜息電位和動(dòng)作電位及其產(chǎn)生原理生物電現(xiàn)象是指生物細(xì)胞在生命活動(dòng)過程中所伴隨的電現(xiàn)象。 它與細(xì)胞興奮的產(chǎn)生和傳導(dǎo)有著密切關(guān)系。 細(xì)胞的生物電現(xiàn)象主要出現(xiàn)在細(xì)胞膜兩側(cè)， 故把這種電位稱為跨膜電位， 主要表現(xiàn)為細(xì)胞在安靜時(shí)所具有的靜息電位和細(xì)胞在受到刺激時(shí)產(chǎn)生的動(dòng)作電位。心電圖、腦電圖等均是由生物電引導(dǎo)出來的。1.靜息電位及其產(chǎn)生原理靜息電位是指細(xì)胞在安靜時(shí)， 存在于膜內(nèi)外的電位差。 生物電產(chǎn)生的原理可用 "離子學(xué)說 "解釋。該學(xué)說認(rèn)為：膜電位的產(chǎn)生是由于膜內(nèi)外各種離子的分布不均衡，以及膜在不同情況下， 對各種離子的通透性不同所造成的。 在靜息狀態(tài)下，細(xì)胞膜對 K+有較高的通透性

2、，而膜內(nèi) K+又高于膜外， K+順濃度差向膜外擴(kuò)散；細(xì)胞膜對蛋白質(zhì)負(fù)離子（ A-）無通透性，膜內(nèi)大分子 A-被阻止在膜的內(nèi)側(cè)，從而形成膜內(nèi)為負(fù)、膜外為正的電位差。這種電位差產(chǎn)生后，可阻止 K+的進(jìn)一步向外擴(kuò)散，使膜內(nèi)外電位差達(dá)到一個(gè)穩(wěn)定的數(shù)值，即靜息電位。因此，靜息電位主要是 K+外流所形成的電 -化學(xué)平衡電位。2.動(dòng)作電位及其產(chǎn)生原理細(xì)胞膜受刺激而興奮時(shí)， 在靜息電位的基礎(chǔ)上，發(fā)生一次擴(kuò)布性的電位變化，稱為動(dòng)作電位。 動(dòng)作電位是一個(gè)連續(xù)的膜電位變化過程， 波形分為上升相和下降相。細(xì)胞膜受刺激而興奮時(shí)，膜上 Na+通道迅速開放，由于膜外 Na+濃度高于膜內(nèi)，電位比膜內(nèi)正，所以， Na+順濃度差

3、和電位差內(nèi)流，使膜內(nèi)的負(fù)電位迅速消失，并進(jìn)而轉(zhuǎn)為正電位。這種膜內(nèi)為正、膜外為負(fù)的電位梯度，阻止 Na+繼續(xù)內(nèi)流。當(dāng)促使 Na+內(nèi)流的濃度梯度與阻止 Na+內(nèi)流的電位梯度相等時(shí)， Na+內(nèi)流停止。因此，動(dòng)作電位的上升相的頂點(diǎn)是 Na+內(nèi)流所形成的電 -化學(xué)平衡電位。在動(dòng)作電位上升相達(dá)到最高值時(shí)，膜上 Na+通道迅速關(guān)閉，膜對 Na+的通透性迅速下降， Na+內(nèi)流停止。此時(shí)，膜對 K+的通透性增大， K+外流使膜內(nèi)電位迅速下降，直到恢復(fù)靜息時(shí)的電位水平，形成動(dòng)作電位的下降相?？膳d奮細(xì)胞每發(fā)生一次動(dòng)作電位， 膜內(nèi)外的 Na+、K+比例都會發(fā)生變化，于是鈉 -鉀泵加速轉(zhuǎn)運(yùn)，將進(jìn)入膜內(nèi)的 Na+泵出，同

4、時(shí)將逸出膜外的 K+泵入，從而恢復(fù)靜息時(shí)膜內(nèi)外的離子分布，維持細(xì)胞的興奮性。( 二) 動(dòng)作電位及其產(chǎn)生原理1. 概念：細(xì)胞受刺激時(shí)在靜息電位基礎(chǔ)上產(chǎn)生的可傳布的電位變化， 細(xì)胞興奮的標(biāo)志波形：鋒電位：上升相：去極化（ - 70mV0mV）反極化 ( 超射 )（0mV+30mV）下降相：復(fù)極化（ +30mV -70mV附近 ）峰電位是動(dòng)作電位的主要成份2. 產(chǎn)生機(jī)制：離子流學(xué)說上升相：細(xì)胞受刺激少量 Na+通道開放少量 Na+內(nèi)流局部去極化（局部電位）達(dá)到閾電位 Na+ 通道大量開放 Na+ 順電 - 化學(xué)梯度快速大量內(nèi)流去極化、反極化當(dāng)濃度差促進(jìn) Na+內(nèi)流的力量等于電位差阻止 Na+內(nèi)流的力

5、量時(shí)， Na+凈移動(dòng)為零 (Na+ 的電 - 化學(xué)平衡電位 )下降相：細(xì)胞膜對K+ 的通透性增加 K+ 順電 - 化學(xué)梯度外流復(fù)極化電位已基本恢復(fù) , 但離子分布未恢復(fù) , Na+-K+ 泵運(yùn)轉(zhuǎn) , Na+ 泵出 , K+ 泵入 , 恢復(fù)興奮前離子的不均勻分布閾電位：引起 Na+通道大量開發(fā)放而引發(fā)動(dòng)作電位的臨界膜電位數(shù)值通道阻斷劑：河豚毒：Na通道阻斷劑四乙基銨： K通道阻斷劑三、極化、去極化、超極化、閾電位的概念1. 靜息時(shí)，細(xì)胞膜內(nèi)外兩側(cè)維持外正內(nèi)負(fù)的穩(wěn)定狀態(tài)，稱為極化。2. 當(dāng)細(xì)胞受刺激時(shí)，膜內(nèi)電位向負(fù)值減小方向變化，稱為去極化。3. 膜內(nèi)電位數(shù)值向負(fù)值增大方向變化，稱為超極化。4. 當(dāng)神經(jīng)纖維受到閾刺激時(shí)，膜上 Na+通道開放， Na+內(nèi)流，膜發(fā)生去極化，靜息電位減小，當(dāng)靜息電位減小到某一臨界數(shù)值時(shí)， 膜對 Na+的通透性突然增大，Na+迅速內(nèi)流，出現(xiàn)動(dòng)作電位的上升相。這個(gè)臨界點(diǎn)時(shí)的跨膜電位數(shù)值稱為閾電位。四、興奮在同一細(xì)胞上傳導(dǎo)的特點(diǎn)傳導(dǎo) :動(dòng)作電位 ( 興奮 ) 在一個(gè)細(xì)胞內(nèi)傳播神經(jīng)沖動(dòng) : 沿神經(jīng)纖維傳導(dǎo)的動(dòng)作電位1不衰減性傳導(dǎo)：動(dòng)作電位的幅度不會因傳導(dǎo)距離的增加而減小2“全