細(xì)胞膜電位ppt課件(參考版)
2025-01-18 07:49本頁面
【正文】 64 0 2 0 50 20 0 1 2 Time（ ms） Ionic Current（mA/cm2) Transmembrane potential（mV) 在 t=0時(shí)應(yīng)用電壓嵌位條件下烏賊軸突的離子電流 Vm=20mV，靜息電位 50mV 65 0 2 Ionic Current（mA/cm2) 在 t=0時(shí)應(yīng)用電壓嵌位條件下烏賊軸突的離子電流，靜息電位 60mV, ENa=57mV 能斯特電位 83mV 70mV 57mV 44mV 31mV 66 電壓鉗實(shí)驗(yàn)結(jié)果示意圖 67 單獨(dú)觀察 Na+電流，可用 TEA（ tetraethylammonium，四乙基胺）阻斷 K+外流后得到； 單獨(dú)觀察 K+外流，則用 TTX（ tetrodotoxin，河豚毒）阻斷 Na+內(nèi)流后得到 68 69 第 6節(jié) HodgkinHuxley方程 ? Hodgkin(霍奇金 )和 Huxley(赫胥黎 )從他們?cè)跒踬\軸突的電壓嵌位實(shí)驗(yàn)中所搜集得到的數(shù)據(jù)建立了著名的定量模型。 ? 利用藥物或改變細(xì)胞內(nèi)外的溶液成分，使其他離子通道失效，即可測(cè)定被研究的某種離子通道的功能性參量，分析離子電流的穩(wěn)態(tài)和動(dòng)力學(xué)與膜電位、離子濃度等之間的關(guān)系，可推斷該種通道的電導(dǎo)、活化和失活速率、離子選擇性等，并能測(cè)量和分析通道的門控電流的特性。 61 ? 一般而言，膜對(duì)某種離子通透性的變化是膜電位和時(shí)間的函數(shù)。 – 由歐姆定律可知，電阻一定時(shí)， 電流發(fā)生改變，必然引起膜電位隨之變化，這樣就無法觀察膜電位對(duì)離子流的影響。因?yàn)槟る娙菔遣蛔兊?，則后者等于CmdVm/dt。 Ek= ECl= ENa= 60 第 5節(jié)電壓固定的膜電流研究 ? “電壓嵌位”一直是用以評(píng)估動(dòng)作電位期間離子電流時(shí)間過程的最重要的工具。 ? 這時(shí)也會(huì)有鈉的內(nèi)流，它為 Vm偏離開它的平衡Nernst電位的差值 。 mVKKEieK )20397l n(25)][][l n(25 ???????59 ? 由以上數(shù)據(jù)代入式 并聯(lián)電導(dǎo)方程 ，得到 Vm= ? 對(duì)于這樣的靜息電位就會(huì)有穩(wěn)定的鉀外流。這一表達(dá)式只有在假定的穩(wěn)態(tài)條件下才是正確的 。把鉀電導(dǎo)記為 gK(其值依賴于 Vm和 t)，因此 KKmK gEVI )(=56 ClClmCl gEVI )(=KKmK gEVI )(=NaNamNa gEVI )(=dtdVCI mC =靜息時(shí)， Ic=0 要想列出對(duì)跨膜電流的所有貢獻(xiàn)，我們還要加上電容性(或位移 )電流，它就是 57 ? 穩(wěn)態(tài)時(shí)， 0=++= NaClK IIIIClNaKNaNaClClkKm gggEgEgEgV++++=這就是并聯(lián)電導(dǎo)方程。 細(xì)胞外 細(xì)胞內(nèi) 第 4節(jié) 細(xì)胞膜的電學(xué)模型 內(nèi)負(fù)外正膜電位 K+ 多 Cl 少 Na+ 少 In Out 55 ? 舉例說，如果膜電位是 Vm，那末鉀的凈驅(qū)動(dòng)力是 (VmEK)，也就是對(duì)平衡條件的偏離。每一支路表示某一特定種類的離子時(shí)整個(gè)跨膜電流的貢獻(xiàn)。③鈉泵的作用，將進(jìn)入膜內(nèi)的Na+泵出膜外，同時(shí)將膜外多余的 K+泵入膜內(nèi)，恢復(fù)興奮前是離子分布的濃度。產(chǎn)生的機(jī)制為①閾刺激或閾上刺激使膜對(duì) Na+的通透性增加， Na+順濃度梯度及電位差內(nèi)流，使膜去極化，形成動(dòng)作電位的上升支。 動(dòng)作電位下降支 —— K+外流所致。 （ 4）形成機(jī)制：動(dòng)作電位上升支 —— Na+內(nèi)流所致。 （ 3）形成過程： ≥閾刺激 → 細(xì)胞部分去極化 → Na+少量?jī)?nèi)流 → 去極化至閾電位水平 → Na+內(nèi)流與去極化形成正反饋（ Na+爆發(fā)性內(nèi)流） → 達(dá)到 Na+平衡電位（膜內(nèi)為正膜外為負(fù)） → 形成動(dòng)作電位上升支。 ②細(xì)胞膜在不同狀態(tài)下對(duì)不同離子的通透性不同，例如，安靜時(shí)主要允許 K+通透，而去極化到閾電位水平時(shí)又主要允許Na+通透。 （ 2）形成條件： ①細(xì)胞膜兩側(cè)存在離子濃度差，細(xì)胞膜內(nèi) K+濃度高于細(xì)胞膜外，而細(xì)胞外 Na+、 Ca2+、 Cl高于細(xì)胞內(nèi)，這種濃度差的維持依靠離子泵的主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)。 52 動(dòng)作電位 （ 1）概念：可興奮組織或細(xì)胞受到閾上刺激時(shí)，在靜息電位基礎(chǔ)上發(fā)生的快速、可逆轉(zhuǎn)、可傳播的細(xì)胞膜兩側(cè)的電變化。興奮性的基礎(chǔ)是靜息電位，所以靜息電位值或靜息電位與閾電位的距離大小，可影響細(xì)胞的興奮性。有人將閾電位稱為燃點(diǎn)，這是非常形象化的術(shù)語。如神經(jīng)纖維的靜息電位是 70mV，其閾電位約為 55mV。這個(gè)足以使膜上 Na 通道突然大量開放的臨界膜電位值，稱為閾電位。 閾電位 ：當(dāng)細(xì)胞受到一次閾刺激或閾上刺激時(shí)，受激細(xì)胞膜上 Na 通道少量開放，出現(xiàn) Na 少量?jī)?nèi)流，使膜的靜息電位值減小而發(fā)生去極化。在膜兩側(cè)放 KCl溶液時(shí)產(chǎn)生的膜電位，作為表現(xiàn)膜特性的電位，則稱為標(biāo)準(zhǔn)電位差，其值最大可達(dá) 58mV。如果把兩種電解質(zhì)用膜隔開，使一側(cè)含有不能透過該膜的粒子，由于這種影響，兩側(cè)電解質(zhì)的分布便發(fā)生了變化，一旦董南（ donnan）膜平衡建立膜兩側(cè)就會(huì)有董南膜電位。 (membrane potential) 通常是指以膜相隔的兩溶液之間產(chǎn)生的電位差。 HodgkinHuxley方程進(jìn)行動(dòng)作電位的數(shù)值仿真。 49 —— 這個(gè)模型給出了分析各個(gè)組成離子電流的框架 —— 電壓嵌位實(shí)驗(yàn)用以評(píng)價(jià)各個(gè)離子電流的最重要的實(shí)驗(yàn)工具 。例如為什么電位上升很快而回降較慢 ?當(dāng)考察同一種動(dòng)物的不同神經(jīng)和肌肉上的動(dòng)作電位時(shí)，或是當(dāng)考察不同種動(dòng)物的同一神經(jīng)或肌肉上的動(dòng)作電位時(shí)，為何觀察到在動(dòng)作電位的形狀和時(shí)間過程上有許多變化等等。隨后，膜上的 Na+K+泵（ Na+K+ATP酶） 被激活，將膜內(nèi)的Na+離子向膜外轉(zhuǎn)運(yùn)，同時(shí)，將膜外的 K+向膜內(nèi)
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