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正文內(nèi)容

細胞的基本功能(4)(編輯修改稿)

2025-06-10 03:48 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡介】 一切活細胞無論處于安靜或活動狀態(tài)都存在電的活動,這種電的活動稱為生物電。 靜息電位 動作電位 細 胞 的 生 物 電 現(xiàn) 象 不同形式的生物電現(xiàn)象: 肌電圖、心電圖、腦電圖 不同部位的生物電現(xiàn)象: 感受器受刺激產(chǎn)生感受器電位 傳入、傳出神經(jīng)纖維產(chǎn)生的電脈沖 神經(jīng)原細胞和效應器細胞的跨膜電變化 細 胞 的 生 物 電 現(xiàn) 象 一、細胞膜的被動電學特性 膜的被動電學特性 :細胞膜作為一個靜態(tài)的電學元件時所表現(xiàn)的電學特性; 包括靜息狀態(tài)下膜的電容、電阻以及它們所決定的膜電流、膜電位的變化特征。 細 胞 的 生 物 電 現(xiàn) 象 ( 一)膜電容 : 細胞膜具有顯著的電容特性,且膜電 容較 大 ;當膜上的 離子通道 開放而引起帶 電離子的 跨膜流動 時,就相當于在 電容器 上充電或放電而產(chǎn)生電位差,即 跨膜電位 ( transmembrane potential), 或簡稱 膜電位 。 細 胞 的 生 物 電 現(xiàn) 象 (二)膜電阻 通常用膜電容的倒數(shù) 膜電導( membrane conductance) G來表示。 膜電導 對 帶電離子 而言,膜對某種離子的 電導 ,就是膜對它的 通透性 ;細胞膜對某離子電導的變化與其對該離子的通透性的變化是完全一致的 。 細 胞 的 生 物 電 現(xiàn) 象 ( 三)電緊張電位: 由膜的 被動電學特性 決定其空間分布 的 膜電位 稱為電緊張電位 ( electrotonic potential) 。 單純的電緊張電位 產(chǎn)生過程中 沒有離子通道的激活,因而也沒有膜電導 的改變,完全是由膜固有的 電學性質(zhì) 決定 的。 細 胞 的 生 物 電 現(xiàn) 象 電緊張電位:隨距離逐漸衰減的跨膜電流引起的膜電位變化 細 胞 的 生 物 電 現(xiàn) 象 二、靜息電位及其產(chǎn)生機制 (一)細胞的靜息電位 1.概念: ( resting potential) 。 細胞未受刺激時(靜息狀態(tài)下)存在于細胞膜內(nèi)外兩側(cè)的電位差。 細 胞 的 生 物 電 現(xiàn) 象 RP的實驗: ( 甲 ) 當 A、 B電極都位于細胞膜外 , 無電位改變 ,證明膜外無電位差 。 ( 乙 ) 當 A電極位于細胞膜外 , B電極插入膜內(nèi)時 ,有電位改變 , 證明膜內(nèi) 、外間有電位差 。 ( 丙 ) 當 A、 B電極都位于細胞膜內(nèi) , 無電位改變 ,證明膜內(nèi)無電位差 。 細 胞 的 生 物 電 現(xiàn) 象 細 胞 的 跨 膜 電 變 化 記錄方法 示波器 + - 0mv 70mv S R RP 的特點 ① 一般相當穩(wěn)定,呈直流電位 ② 不同細胞的 RP值不同 ( 膜外為 0,膜內(nèi)電位都在- 10 ~ - 100mv之間 ) 槍烏賊巨大神經(jīng)軸突 蟾蜍骨骼肌細胞 - 50 ~ - 70 mv 哺乳動物的神經(jīng)、肌肉細胞 - 70 ~ - 90 mv 人的紅細胞 - 10 mv 細 胞 的 跨 膜 電 變 化 注意: ①細胞處于靜息電位時,膜內(nèi)電位較膜外 電位為負,這種膜內(nèi)為負,膜外為正的 狀態(tài)稱為膜的 極化 ; ②當靜息時膜內(nèi)、外電位差的數(shù)值向膜內(nèi) 負值加大的方向變化時,稱為膜的 超極 化 ; 細 胞 的 生 物 電 現(xiàn) 象 ③ 當靜息時膜內(nèi)、外電位差的數(shù)值向膜內(nèi) 負值減小的方向變化時,稱為膜的 去 極化 或除極化; ④去極化至零電位后膜電位如進一步變?yōu)? 正值,則稱為 反極化 或倒極化,膜電 位高于零電位的部分稱為超射; ⑤細胞膜去極化后再向靜息電位方向恢復 的過程,稱為 復極化 。 細 胞 的 生 物 電 現(xiàn) 象 (二)靜息電位產(chǎn)生的機制 * 1902年 Bernstein → 膜學說 * 電化學驅(qū)動力 ( electrochemical driving force) 1 離子跨膜擴散的驅(qū)動力和平衡電位 濃度差和電位差 細 胞 的 生 物 電 現(xiàn) 象 ① 靜息狀態(tài)下細胞膜內(nèi)、外離子分布不勻 ( 1)靜息電位的產(chǎn)生條件 : 主要離子分布: 膜內(nèi): 膜外: 細 胞 的 生 物 電 現(xiàn) 象 細 胞 的 跨 膜 電 變 化 ② K+平衡電位 當: K+外移造成的電場力=細胞內(nèi)的高 K+勢能 不再有 K+的跨膜凈移動 膜兩側(cè)的電位差穩(wěn)定在某一數(shù)值 ——K+的平衡電位 Nernst公式: K+平衡電位 EK= log ———— 〔 K+〕 o 〔 K+〕 i ( mv) ( EK計算值與 RP實測值接近) EK計算值 RP實測值 槍烏賊巨大神經(jīng)軸突 87mv 77mv 哺乳動物骨骼肌細胞 95mv 90mv ( RP) (阻止 K+外移) (促進 K+外移 ) 2 膜對離子的通透性和靜息單位 具有選擇性 細 胞 的 生 物 電 現(xiàn) 象 細 胞 的 跨 膜 電 變 化 靜息電位 和 K+平衡電位 K+ Na+ 細胞內(nèi) 細胞外 CI﹣ A﹣ 細胞膜內(nèi)外離子分布 細胞膜的選擇性通透 只對 K+有通透性 ( IK1) 對其他離子通透性極低 安靜時 K+ K+ K+ K+ K+ A﹣ A﹣ A﹣ A﹣ A﹣ ⑴ RP的產(chǎn)生機制 —— K+外流 K+外流的 動力 :膜內(nèi)的高 K+勢能 K+外流的 條件 :安靜時膜對有 K+通透性 RP產(chǎn)生機制 : [K+ ]i順濃度差向膜外擴散 [A]i不能向膜外擴散 [K+]i↓→ 膜內(nèi)電位 ↓ (負電場 ) [K+]o↑→ 膜內(nèi)電位 ↑ (
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