导图社区 细胞的功能:细胞的电活动
生理学 细胞的功能:细胞的电活动笔记,包括静息电位(RP)(极化状态)、局部电位和动作电位AP三部分内容。
编辑于2022-04-27 13:49:26生物化学:维生素,本科和考研通用!共同特点、在体内主要构成酶的辅助因子,直接影响酶的活性、依赖食物提供,体内很少蓄积,过多的水溶性维生素可随尿排出、一般无中毒,但供给不足时可导致缺乏症。
生物化学:基因表达调控,本科和考研通用!基因表达调控(regulation of gene expression)就是指细胞或生物体在接受内外环境信号刺激时或适应环境变化的过程中在基因表达水平上做出应答的分子机制。
生物化学:代谢整合,本科和考研通用!各种能量物质的代谢相互联系相互制约、糖与脂肪代谢的相互联系、葡萄糖和大部分氨基酸可以互相转变、氨基酸和脂肪的相互转变、某些氨基酸、磷酸戊糖是合成核苷酸的原料。
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生物化学:维生素,本科和考研通用!共同特点、在体内主要构成酶的辅助因子,直接影响酶的活性、依赖食物提供,体内很少蓄积,过多的水溶性维生素可随尿排出、一般无中毒,但供给不足时可导致缺乏症。
生物化学:基因表达调控,本科和考研通用!基因表达调控(regulation of gene expression)就是指细胞或生物体在接受内外环境信号刺激时或适应环境变化的过程中在基因表达水平上做出应答的分子机制。
生物化学:代谢整合,本科和考研通用!各种能量物质的代谢相互联系相互制约、糖与脂肪代谢的相互联系、葡萄糖和大部分氨基酸可以互相转变、氨基酸和脂肪的相互转变、某些氨基酸、磷酸戊糖是合成核苷酸的原料。
2.3 细胞的电活动
动作电位AP
产生机制
在静息电位的基础上,给一定的刺激(该刺激能够使Na通道开放数量能够达到使Na离子内流能够不完全受到K外流的抵消从而产生净内向电流,该刺激称为阈刺激),能够使Na离子内流在正反馈(净内向电流作用下,触发了膜去极化与Na电导之间的正反馈,该反馈可表现为钠离子和钾离子的电导都有明显的电压依赖性,表现为膜去极化程度越大,其离子的电导越大,既膜对离子通透性越高)的作用下实现去极化及爆发性去极化,形成动作电位对应的升支,在这个过程中有一个重要的节点,当对应的膜电位超过阈刺激对应的阈电位时,实现了从局部电位到动作电位的过渡! 但在这个过程中值得注意的是,随着去极化的程度越来越强,膜电位离K的平衡电位越远而离Na的平衡电位,导致Na离子驱动力越来越小,而K离子的驱动力越来越大,最终Na离子内流程度逐渐小于K离子的外流从而出现净外向电流,出现动作电位的降支对应的复极化现象,但在K离子外流的后段由于一过性通道两端的浓度差改变出现外流速度变慢的负后电位现象,此时Na通道都复活了,而膜仍然处于去极化状态,达不到静息电位的水平,与阈电位差距小,所以叫超常期且其兴奋性(通过此时的膜电位和阈电位的差距判断,差距越小兴奋性越高越易兴奋,差距越大兴奋性越小越难兴奋)比平时高,此时段过后便是正后电位现象,此时段是由钠-钾泵的生电作用产生的,该段也称为兴奋性的低常期,因为膜电位离阈电位差距越大,所以兴奋性越低,称为低常期且其兴奋性比平时低!最后在钠钾泵的作用下由膜内运输到膜外, 依靠的是钾离子外流,同时钠离子内流,但前者占主导地位,所以最终可以恢复外正内负的静息电位!
概念
在静息电位的基础上,细胞受到一个适当的刺激后膜电位发生迅速、完整、可逆、可以向远距离传播的电位波动 可逆:这个电位从静息电位➡️局部电位➡️动作电位升支➡️动作电位降支➡️动作电位负后电位➡️动作电位正后电位➡️静息电位! 适当的刺激:阈刺激! 传播:连续刺激不融合-脉冲式发放,传导过程不衰弱,只能完整的一个周期出现的“全或无”!
动作电位的触发
阈强度:引起动作电位的最小刺激强度
阈剌激:指剌激强度相当于阈强度的剌激 阈上剌激:大于阙强度的刺激 阈下剌激:小于阙强度的剌激
阈电位:指刚刚能够引起Na+通道大量开放产生动作电位的膜电位临界值,也称为燃点!
兴奋性及其变化
机体的组织或者细胞接受刺激后发生反应的能力或者特性,对于可兴奋细胞则是产生动作电位的能力
兴奋后兴奋性的周期性变化
绝对不应期:多大刺激强度也不能再次兴奋(Na+通道处于失活状态)---锋电位不叠加且限制锋电位发生的最大频率 相对不应期:阔刺激不能、但阈上刺激可引起动作电位(Na+通道少量复活) 超常期:阙下刺激可引起兴奋(Na +通道基本委活,膜电位距阈电位近) 低常期:阈上刺激可兴奋(Na+通道完全复活,但膜电位距离阈电位较远)
注意的一些知识点
Ca离子会影响阈电位,钙离子过高,钠离子内流能力较小,会使阈电位上移,使兴奋性降低,使细胞越难兴奋;相反,越易兴奋!
生理学上讲:电压门控通道是动作电位产生的结构基础!非门控通道是静息电位产生的结构基础!化学门控通道是局部电位产生的结构基础!
常理:通道不够,面积来凑;通透性不够,载体来凑!
常理:阈电位的本质是接受刺激后膜上有多少通道开放了,静息电位的本质是膜上有多少钾离子往外流!
要怎么理解一个动作电位的过程中一个离子的驱动力大小呢?- -看当前膜电位和该离子平衡电位的差距,差距越大,驱动力越大!
如何衡量一个兴奋细胞的兴奋性?- -通过膜电位和阈电位的差距判断,差距越小兴奋性越高越易兴奋,差距越大兴奋性越小越难兴奋!
Na离子门控通道:存在静息、激活、失活三种状态和一种复活的过程,复活是指从失活状态到静息状态的一个过程!从中可以解释,当电位处于锋电位时,不论给予任何刺激都不会产生电位变化的原因是失活状态未恢复到静息时,都不会存在通道的开放,h位点始终在这个过程中阻止Na正离子的内流!(激活和失活两个状态之间的时间差正是Na正离子内流的时候,即是打开m门之后和h门关闭之前的时间差)(其中许许多多的通道中,一个时间点内,有的失活有的激活,但复活是所有通道是伴随着复极化而统一进行的,不单独进行!)(复极化:细胞膜去极化后再向静息电位方向恢复的过程称为复极化)
局部电位
概念
在神经递质的作用下或在电紧张电位 的刺激下,细胞膜可出现部分离子通道开 放,形成轻度的去极化或超极化反应。这种 细胞受到刺激后,由膜主动特性参与即部分 离子通道开放形成的、不能向远距离传播的 膜电位改变称为局部电位 (local potential)。 其中,少量钠通道激活产生的去极化膜电位 波动又称为局部兴奋
特征和意义
局都电位具有电紧张电位的电学特征:①等级性电位,即其幅度与刺激强度相关,而不具有“全或无”特点;②衰减性传导,局部电位以电紧张的方式向周围扩布,扩布范围一般不超过 1mm 半径;③没有不应期,反应可以叠加总和,其中相距较近的多个局部反应同时产生的叠加称为空间总和,多个局部反应先后产生的叠加称为时间总和。 较大的局部兴奋或小的局部兴奋经总和后可使细胞膜去极化达到阈电位,从而引发动作电位。
分布
1、骨骼肌终板膜上的终板电位 2、突触后膜上的兴奋性突触后电位 3、感觉神经末梢上的发生器电位
静息电位(RP)(极化状态)
概念:细胞内负值大小
产生机制:静息电位由钾漏通道和Na离子的内流产生,受到钠钾泵的调节,其中膜对K离子的通透性较好,但又对Na离子的轻微通透性,所以静息电位靠近K的平衡电位但方向倾向Na的平衡电位!
影响静息电位的因素
细胞外液的K+浓度
细胞外K+通透性⬆️,RP⬆️
膜对K+和Na+对相对通透性
K+ 通透性⬆️,RP⬆️
Na+通透性⬆️,RP⬇️
钠泵活动水平
增强则生电效应将导致膜上一定程度的超极化即是正后电位;减弱则可以使静息电位一定程度上减小
总结