神经元的兴奋和传导.pdf

神经元的兴奋和传导第一节细胞膜的电生理细胞在静息或活动状态下所伴随的各种电现象总称为生物电现象。1786,Galvani,神经-肌肉各自带有动物电电位计一阴极射线示波器一微电极技术一电压钳 技术一膜片钳技术一计算机 实验材料枪乌贼巨大神经纤维、海兔的巨大神经 细胞存在于组织的损伤部位和完整部位之间的 电位差一一损伤电位。活组织的一种有的电学特性。一、静息电位(Resting Potential,RP)定义:细胞未受刺激时,即处于静息状态 下存在于细胞膜两侧的电位差。膜内较负,哺乳动物神经和肌肉细胞为-70-极化(Polarization):膜内外两侧电位维持内 负外正的稳定状态动态平衡离子跨膜流动决定膜电位：膜内外离子浓度跨膜电势差渗透系数K+平衡电位 RP主要是在离子浓度梯度、电压梯度 及离子泵三个因素的作用下,K+通过膜 转运达到平衡的K+平衡电位 K+平衡电位Ek：-改变细胞内外的K+浓度,膜电位 也随之改变。-改变细胞内外Na+的浓度，对静 息电位没有影响。主要原因二、动作电位(一)细胞的兴奋和阈刺激 刺激:能引起生物机体活动状态发生变化的各种环境因子。直截了当刺激(direct stimulus)间接刺激(indirect stimulus)反应:由刺激而引起的机体活动状态的改变。兴奋和抑制 兴奋:活组织因刺激而产生冲动的反应 兴奋14：可兴奋组织受到有效刺激时，具有发生兴奋即产生冲 动的能力。引起兴奋的主要条件组织的机能状态（兴奋、抑制）刺激的特征-强度-时间-强度-时间变化率阈强度（Threshold intensity）或阈值（Thresholj定刺激持Ia率不变时,刚能弓|强度。当阈刺激（threshold S阈下刺激（Subthre$jco阈上刺激（Superthrl衡量兴奋性的指标阈值(阈强度)阈强度高，兴奋性低;阈强度低，兴奋性高。时值(chronaxie):当刺激强度为阈强度的2倍 时,刚能引起反应所需的最短刺激持续时间。时值愈短,兴奋性愈高。强度-时间曲线(Strength-duration Curve)ChronaxieStimulus duration（二）分级电位和动作电位由于夕卜力n 电步记号I超的隙内夕卜的 电住:主曲为 电 赛弓长电仪。陶中生T：色书B分-上相6艮为明极电 察张电小，下相口艮为设日板电痪张七七Z。二夕卜力n 南J 虫心流达至U 走 ttt日寸.卷后月极公取白勺施运性发生改外。导致部分口曰曾亍内波.产生电包空化 O 俵葬坛红能较刁、.35 传导，布云为同笥5电在Z.比日寸隙白勺陵J下*E状古希尔为用夸R*有。当E邮电3运至电3 WT冬发:动作电僖。动作电位定义:指各种可兴奋细胞受到有效刺激时,在细胞膜两侧产生的快速、可逆、并有 扩布性的电位变化,包括去极化、复极化 等环节。去极化或除极化（Depolarization）:膜内内 电位减小甚至由负转 超射（overshc复极化（Repolarizatk 位水平恢复的过程600超极化（Hvperpolariz 过程o Q.0)Q-70“Resting potential-90Time-神经元动作电位的三个时期:静息相，去极相（上升相）,复极相（下降相）0 12 3(a)Time(msec)锋电位(Spike Potential,after potential)锋电位遵循全或无原则，代表冲动，是 细胞兴奋的标志。全或无(all or none):同一细胞上动作 电位大小不随刺激强度和传导距离而改变 的现象（三）动作电位的形成机制动作电位的产生是Na+、K+通道被激 活，膜对Na+、K+通透性先后增高的结 果。动作电位的峰值接近于Na+平衡电位。1、去极相 Na+通道迅速开放 Na+的平衡电位E附-河豚毒素(tetrodotoxin,TTX)阻断2、复极相Na+通道迅速失活(不应期)K+通道缓慢开放四乙镀(tetraethylammonium,TEA)阻断K+通道3、恢复期钠-钾泵活动增强,重建静息电位()K+K+(b)Na+Na+Na+Na+Sodium influx(c)细胞的生物电活动的产生主要是由于o带电离子跨膜分布的不均衡性。细胞膜在不同条件下对离子通透性的变化o RP是在离子浓度梯度、电位梯度及离子泵的作用下,K+通过膜转运达到平衡的K+平衡电位(Equilibrium potential,EK)。AP是由膜对Na+和K+的通透性发生一系列变化引起的(四)离子通道大多数通道受阀门(g ate)控制以决定通道的开闭(g ati ng or gated)离子通道的种类电压门控通道(voltage-gated channel)化学门控通道(chemical-gated channel)离子通道的状态 静息(resting)备用状态 激活(activation):通道开放，允许 某种离子选择性通透 失活(inactivation):通道关闭，不 允许离子通过，且此时不能再开 放 恢复(recovery)或复活(reactivation):通道处于关闭状 态,受到适当刺激可再开放备用 状态Activation NaOutsideResting Activated(-90 to+35 mV.(-90 mV)(-90 to+35 mV)delayed)K+KfInsideResting Slow activation(-90 mV)(90 to-35 mV)(五)不应期绝对不应期(absolute refractory period)-组织兴奋后，在去极之后到复极达到一定程度之前对任何强度的刺 激均不产生反应相对不应期(relative refractory period)-绝对不应期之后，随着复极化的接着，组织的兴奋性有所恢复,只对阈 上刺激产生兴奋超常期(supranormal period)-相对不应期之后，兴奋恢复高于原有水平，用阈下刺澈就可引起兴奋低常期(subnormal period)-超常期之后，组织进入兴奋性较低时期,只有阈上刺激才能引起兴奋兴奋后兴奋性的变化绝对不应期相对不应期超常期低常期时间0.3 ms3 ms12 ms70 ms时相去极化+复 极化负后电位前 部负后电位后 部正后电位阈强度无限大局于正常低于正常高于正常兴奋性0渐增最大低于正常电位反应无可产生AP产生AP产生APNa+通道状7cX失活逐渐恢复基本恢复完全恢复动作电位的全或无“全或无(all or none):同一细胞上动作 电位大小不随刺激强度和传导距离而改变 的现象。(可兴奋细胞膜在受到刺激时，或产生一个可向外扩布 的、具有完全相同幅值的，且幅值不随传导距离而衰减的动作电位，或是完全无动作电位产生)第二节神经冲动的传导冲动的传导(Conduction of Action potential)定义:动作电位在同一细胞上的传布过程。冲动传导的机制 Local circuit学说+A。二二二二二二二+CD-0000000000000000-00-+j-ooooooo-ooooooooooo+二局部反应随刺激强度增强而达到阈电位水平常即爆发冲动冲动一旦产生即能向远处作非递减性传导神经传导的一般特征 生理完整性 双向传导 非递减性（不衰减性）绝缘性 相对不疲劳性无髓神经纤维:连续传导有髓神经纤维:跳跃式传导(saltatory conduction)1 msec later神经干复合动作电位(pound action potential)复合动作电位:神经千内许多神经纤维 电活动成分的总合。随刺激强度加大，动作电位加大。最大刺激:神经干中所有纤维都兴奋感谢您的聆听!