1、 可兴奋细胞可兴奋细胞受到适当刺激，受刺激处的细胞膜两侧出受到适当刺激，受刺激处的细胞膜两侧出现现一次快速而可逆的电位变化一次快速而可逆的电位变化，称为。，称为。第二节第二节 动作电位动作电位 (action potential, AP) 1. “全或无全或无”2. 不衰减传导不衰减传导3. 不能总和不能总和极化极化 去极化去极化复极化复极化超极化超极化常用术语常用术语动作电位的形成机制动作电位的形成机制NaNa+ +的平衡电位的平衡电位去极化去极化 细胞受到有效刺激细胞受到有效刺激NaNa+ +通道开通道开放放NaNa+ +顺电顺电- -化学梯度内流化学梯度内流膜外电膜外电位位、膜内电位、膜
2、内电位( (去极化去极化) ) 内负外正变成内正外负内负外正变成内正外负电位差电位差成为成为NaNa+ +内流阻力内流阻力对抗对抗NaNa+ +内流内流NaNa+ +内流的动力内流的动力 ( (浓度差浓度差) )与阻力与阻力 ( (电位电位差差) )相等相等Na+Na+的平衡电位。的平衡电位。去极化的形成机制：去极化的形成机制： 刺激刺激激活快激活快NaNa+ +通道通道NaNa+ +内流内流NaNa+ +平衡电位平衡电位（0 0期）期）NaNa+ +通道通道：-70mV-70mV激活，持续激活，持续1-1-msms，特异性强，特异性强( (只只对对NaNa+ +通透通透) ) 。 按任意键显
3、示动画2复极化：复极化：NaNa+ +通道失活通道失活+ +K+通道激活通道激活K K+ +外流外流 复极化复极化细胞受刺激钠通道激活产生局部电流，总和达阈电位钠通道大量激活，Na+内流膜内负电位减小到零并变为正电位，直至 Na+平衡电位Na+通道关闭， K+通道激活， K+外流，恢复静息电位水平生电性钠泵激活，产生超极化动作电位产生过程小结：小结：APAP的产生机制的产生机制APAP上升支上升支APAP下降支下降支证实动作电位产生机制的依据动作电位超射值与经Nernst公式计算所得Na+的平衡电位数值相近。改变细胞外液中Na+浓度，动作电位幅度随之改变。1 1 在正常海水中在正常海水中2 2
4、 在低在低Na+Na+海水中海水中3 3 正常海水冲洗后正常海水冲洗后证实动作电位产生机制的依据采用Na+通道特异性阻断剂河豚毒等后，动作电位不再产生。用可膜片钳观察到动作电位与Na+通道开放高度相关。：钳制电压：钳制电压：记录的内向电流和外向电流：记录的内向电流和外向电流：河豚毒：河豚毒(TTX)(TTX)阻断了阻断了NaNa+ +内向电流内向电流：四乙铵：四乙铵(TEA)(TEA)阻断了阻断了K K+ +外向电流外向电流 ( (引自引自KufflerKuffler等等,1984) ,1984) Patch-clamp set-uphttp:/ib-biology2010- channel
5、current16静息静息 激活激活 失活失活 静息静息 延迟激活延迟激活通道功能状态的改变是细胞兴奋性发生变化的基础* *阈刺激（阈强度、阈值）阈刺激（阈强度、阈值） 概念概念：能引起可兴奋细胞产生能引起可兴奋细胞产生动作电位动作电位的最小刺激强度。的最小刺激强度。 阈强度阈强度(threshold intensity)：又称阈值。阈值。u 能引起组织兴奋的最小刺激强度。能引起组织兴奋的最小刺激强度。u 使膜的静息电位去极化达到阈电位的最小刺激强度。使膜的静息电位去极化达到阈电位的最小刺激强度。动作电位的传导动作电位的传导1. 1. 无髓纤维和一般可兴奋细胞无髓纤维和一般可兴奋细胞无髓鞘神经
6、纤维动作电位传导2.2.有髓纤维：跳跃式传导有髓纤维：跳跃式传导 (saltatory conduction) 局部电流发生在相邻的郎飞局部电流发生在相邻的郎飞氏结之间。氏结之间。 传导速度快。传导速度快。有髓神经纤维动作电位传导：跳跃式传导动作电位如何从一个细胞传导到另一个细胞？连接蛋白（连接蛋白（connexin）亲水性通道，低电阻区，双向）亲水性通道，低电阻区，双向意义：快速同步化活动意义：快速同步化活动( (五五) )兴奋性兴奋性 (excitability)(excitability)：可兴奋细胞接受刺激产生动作电位（反应）的能力或特性。可兴奋细胞接受刺激产生动作电位（反应）的能力或
7、特性。 兴奋兴奋 (excitation)(excitation)：细胞产生了动作电位。细胞产生了动作电位。可兴奋细胞可兴奋细胞（excitable cell）：生理学将神经细胞、肌细胞和部分腺细胞，称）：生理学将神经细胞、肌细胞和部分腺细胞，称为可兴奋细胞为可兴奋细胞。（三）三）. . 细胞兴奋后兴奋性的变化细胞兴奋后兴奋性的变化 : : 1.绝对不应期绝对不应期(absolute refractory period，ARP） 2.相对不应期相对不应期（relative refractory period），RRP）组织兴奋后兴奋性的变化：组织兴奋后兴奋性的变化：组织兴奋后兴奋性的变化：组织
8、兴奋后兴奋性的变化：233超常期超常期（supranormal period， SP）4低常期低常期（subnormal period）分期分期 兴奋性兴奋性 原因原因 持续时间持续时间绝对不应期绝对不应期 钠通道均失活钠通道均失活 0 - -60mV0 - -60mV相对不应期相对不应期 正常正常 少数钠通道复活少数钠通道复活 -60-80-60-80mVmV超常期超常期 正常正常 多数钠通道复活多数钠通道复活 -80-90-80-90mVmV 低常期低常期 正常正常 超极化超极化 -90-90mVmV兴奋性变化分期兴奋性变化分期局部兴奋局部兴奋(local potential)有去极有去极
9、化和超极化两种类型化和超极化两种类型 1、不是、不是“全或无全或无” 2、电紧张性扩布：不可远距离传导、电紧张性扩布：不可远距离传导 3、总和现象：时间性总和、空间性总和、总和现象：时间性总和、空间性总和No summationTemporal summationSpatial summation局部反应与局部反应与APAP的区别的区别区别区别 局部反应局部反应 APAP刺激强度刺激强度 阈下刺激阈下刺激 阈或阈上刺激阈或阈上刺激钠通道开放数钠通道开放数 少少 多多膜电位变化幅度膜电位变化幅度 小小 大大全或无特点全或无特点 无无 有有总和现象总和现象 有有 无无传播特点传播特点 电紧张扩布电紧张扩布 不衰减扩布不衰减扩布
