考研生理 细胞的电活动

这是一篇关于细胞的电活动的思维导图，包含静息电位 (RP)、 动作电位(AP)、 离子跨膜流动等。

细胞的电活动

• 静息电位（RP）
  • 产生机制
    • 钾漏通道
      • 非门控性：持续开放
      • 选择性
        • 对K+通透性最大
        • 对Na+有一定通透性
        • 静息电位略小于K+平衡电位
    • 钠泵生电作用（净泵出一个正电荷）
  • 影响因素
    • 细胞外K+浓度↑→ 浓度差↓ → Ek ↓ → RP ↓
    • 膜对K+、Na+相对通透性
      • K+通透性↑→ RP趋向Ek → RP↑
      • Na+～～～趋向ENa
    • 钠泵
      • *哇巴因、强心苷：抑制钠泵 → RP ↓
• 动作电位（AP）
  • *仅见于可兴奋细胞：神经元、肌细胞、部分腺细胞
    • 膜外[Na+]影响AP幅度、[K+]影响AP时程
  • AP的触发
    • 阈刺激、阈强度（阈值）—衡量组织兴奋性高低
    • 阈电位
      • 影响因素
        • 电压门控Na+通道的密度
          • *神经元轴突始段膜首先产生AP
          • *有髓神经纤维经朗飞结跳跃式传导—速度快、耗能少
            • 糖尿病、多发性硬化症：髓鞘丢失→神经纤维传导障碍
        • 电压门控Na+通道状态
          • 备用：激活门关、失活门开
          • 激活（导通）：激活门开、失活门逐渐关
          • 失活：激活门开、失活门关
            • 普鲁卡因阻滞神经纤维电压门控钠通道→组织兴奋性降低
        • 细胞外Ca2+水平
          • 胞外Ca2+ ↓ → 阈电位和静息电位距离近 → 兴奋性↑（低钙抽搐）
  • AP组成
    • • 峰电位（标志）：绝对不应期
        • bc：快速去极相
        • cd：快速复极相
        • *相邻两个峰电位至少大于绝对不应期
      • 后电位
        • de：负后电位（后去极化电位）—K+外流蓄积在膜外阻碍了其外流
          • 前半段：相对不应期（阈上刺激）（备用通道少—产生的AP幅度小、速度慢、传导慢、时程 & 不应期短）
          • 后半段：超常期（阈下刺激）（备用通道充足—膜电位与阈电位距离近）
        • ef：正后电位（后超极化电位）—钠泵活动增强
          • 低常期（阈上刺激）（膜电位与阈电位距离远）
• 离子跨膜流动
  • 通透性（电导）
    • *静息状态：K+通透性最大，Ca2+通透性最小；兴奋状态：Na+ / Ca2+通透性最大
    • 电压门控钠 / 钾通道
      • 去极化→
        • 钠通道：比钾通道的激活门反应更快—通透性（电导/ GNa）↑而后迅速↓
        • 钾通道：Gk ↑（延迟激活：多在GNa ↓时）
        • GNa失活（主）、Gk增强 → 复极化
      • *GNa失活对复极化更重要，电压门控钾通道（Gk激活）仅仅起到加速复极化的作用
      • 电压门控钠通道
        • 备用：激活门关、失活门开
        • 激活（导通）：激活门开、失活门逐渐关
        • 失活：激活门开、失活门关
          • 通道失活后，需复极化才能复活：当细胞外 [K+]明显↑（无法复极）→ GNa ↓（去极化阻滞！）、GK ↑
  • 电-化学驱动力
    • *静息状态：Ca2+ > Na+ > K+ > Cl-（静息电位 = ECl-）
    • 化学驱动力（浓度差—直接动力）
      • K+：内→外，Na：外 → 内
      • 影响
        • 细胞外 [K+] ↑
          • RP ↓、AP幅度↓
          • *（RP↓ → 电场驱动力↓ → ）Na+内流驱动力↓
          • 钠泵↑
        • 细胞外 [Na+]↑
          • RP 不变 / ↓、AP幅度↑
            • *RP ↓原因
              • [Na+]↑ → 抑制钠泵 → RP ↓
              • Na+内流“抵消”K+的平衡电位
            • *AP幅度：ENa与Em之间的差距！
          • （浓度差驱动力↑ →）Na+内流驱动力↑
          • 钠泵↓
        • 钠泵抑制剂（哇巴因、强心苷）
          • RP↓、AP幅度↓
          • Na+内流驱动力↓
    • 电场驱动力（由于膜电位的变化而产生）：外→内
    • *计算：Em-Ex
      • -：内向，+：外向
    • *变化
      • 动作电位期间：每次进出细胞的离子量很少—细胞内外浓度差（化学驱动力）不变！（ENa、Ek不变）
        • *电活动变化的是电场力，浓度差不变
        • 神经细胞兴奋过程中Na+内流、K+外流的量取决于各自的平衡电位！
      • 动作电位全过程
        • Na+电-化学驱动力：大 → 小 → 大（恢复）
        • K+电-化学驱动力：小 → 大 → 小（恢复）