神经元的兴奋和传导 教学课件.ppt

第三章 神经元的兴奋和传导 小脑普肯野细胞 第一节 细胞膜的电生理 生物电的发现：亚理士多德观察到电鳐放电、1786年Luigi Galvani 提出蛙肌肉带电、1834年Bois－Reymond发现损伤电位。 1．损伤电位 神经和肌肉组织在损伤和非损伤之间存在着电位差，称之为损伤电位。内负外正。损伤后电位逐渐变小，直至消失。损伤电位就是膜电位。 2．?静息电位 是膜在静息状态下的跨膜电位。1939年Hodgkin 和Huxley利用微电极技术（1949凌宁与玻璃微电极技术）测量的枪乌贼巨轴突的跨膜电位，约为50mv。后来用这一技术测量了多种神经和肌组织的静息电位。只要维持正常的新陈代谢，静息电位总是稳定在一定水平上，这一现象称为极化。 3．?动作电位（action potenal,AP） 可兴奋组织受到刺激兴奋时，其跨膜静息电位发生一系列的变化，最后又恢复到原来的静息电位状态。其变化过程为：去极化：跨膜电位减小；反极化：膜电位的极性倒转，变成膜内为正（+40mv）膜外为负的反极化状态。超射：极性倒转的部分（+40mv）。复极化：从反极化向静息电位恢复的过程。 一、静息电位的形成和维持 静息电位（resting potential,RP）：静息状态下的细胞膜内、外所存在的电位。 内正、外负的状态称为极化。 神经和肌肉细胞的RP:-50— -100mv 对膜电位影响的主要三个因素：膜内、外离子的浓度；跨膜电势差；对某种离子透膜流动的渗透系数。 RP产生的重要离子：K+、Na+、A- （一）K+的扩散对膜电位的作用：K+平衡电位 骨骼肌细胞内外的离子浓度及其平衡电位 K+ 的平衡电位：当膜两侧的电势梯度与K+的浓度梯度相等时，没有了K的净移动，此时的跨膜电位称为K离子的平衡电位。 实际测量值与Nernst方程式计算所得数值非常接近。 E = 61 log(Co/Ci) (二)Na+的扩散对膜电位的作用：Na+平衡电位 不考虑其他离子，如果膜只对Na+通透，那么达到Na+平衡的电位是+60mv。 此时膜内为正，膜外为负，此种状态又称反极化。 （三）K+和Na+对膜电位的协同作用 静息状态下，膜对K+的通透性是对Na+ 50-75倍。 静息电位主要是K+和Na+共同作用的结果。 （四）Na+-K+泵与静息电位的维持 Na+-K+泵的活动造成了Na和K在膜内外分布的不同， 静息状态下膜对K通透性大，对Na的通透性小，使跨膜电位接近K的平衡电位。 Na-K泵的活动形成和维持了两种离子在膜内外的不平衡，也即维持了静息电位。 二、细胞膜动作电位 （一）细胞的兴奋和阈刺激 给予坐骨神经电刺激，腓肠肌收缩。 刺激：能引起机体细胞、组织、器官或整体的活动状态发生变化的任何环境变化因子，都称作刺激。 反应：由刺激引起的机体活动状态的改变。 兴奋：细胞接受刺激产生动作电位的过程。神经、肌肉和腺体细胞是典型的可兴奋细胞。 兴奋性：可兴奋组织或细胞具有发生兴奋的能力。 刺激参数：刺激的强度、刺激的持续时间、刺激强度随时间的变化特性。如电刺激就包括：强度（波幅）、刺激时间（波宽）、刺激强度随时间的变化（波形）、单位时间内的刺激次数（频率）等。 阈强度（阈值 ）：当刺激作用时间和强度时间变化率都不变时，引起组织兴奋所需的最小刺激强度.阈刺激的大小可以衡量细胞的兴奋性高低. 阈刺激：刚能引起组织兴奋的有效刺激称为阈刺激。 低于阈强度的刺激不能引起兴奋，称为阈下刺激，高于阈强度的刺激能引起兴奋，称为阈上刺激。 10A的高频电热疗，只产生热，关键是刺激时间短（0.001ms）。刺激持续时间足够长时，2μA电流能引起神经的兴奋。 引起组织兴奋的条件 （1）组织的机能状态 组织的机能状态总是变化的，对同一种刺激，组织的机能状态不同，反应的形式也不同。或兴奋或抑制。兴奋是指组织由静息状态转变为活动状态或由较弱的活动状态转变为较强的活动状态。抑制是指组织由活动较强的状态转变为较弱或静息状态。 （2）刺激的特征 适宜刺激、刺激的强度、刺激的持续时间和强度随时间的变化率。 兴奋性的指标：阈强度、强度-时间曲线、时值、基强度 强度-时间曲线：将强度阈值做纵坐标，时间阈值做横坐标，即可得到一条曲线，叫做强度---时间曲线。 基强度：在时间无限长(30ms)的情况下，刚能引起组织兴奋的刺激强度。 时值：2倍于基强度的刺激刚能引起组织兴奋的最短刺激持续时间。 刺激的极性法则：用直流电给神经或肌肉以刺激时，通常只在通电和断电时各引起一次兴奋，通电时兴奋发生在阴极部位，断电时兴奋发生在阳极部位，这一现象称为电刺激的极性法则。 （二）分级