神经生物学 电生理学基础.ppt

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1、神经生物学 电生理学基础 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望 第二章第二章 电生理学基础电生理学基础 一、静息电位一、静息电位 resting potential定义：是指细胞未受刺激时存在于细定义：是指细胞未受刺激时存在于细胞膜内、外两侧的电位差。胞膜内、外两侧的电位差。特点：特点：1.1.膜外为正，膜内为负。膜外为正，膜内为负。2.2.稳定的电位差（多数细胞稳定的电位差（多数细胞 ）骨骼肌细胞骨骼肌细胞:-90mv神经细胞神经细胞:-70mv平滑肌

2、细胞平滑肌细胞:-55mv红细胞红细胞:-10mv+500-50-65mvms3157极化极化polarization超极化超极化hyperpolarization去极化去极化depolarization反极化反极化超射超射overshoot复极化复极化repolarization产生机制产生机制Na+Na+K+K+产生机制产生机制K+浓度差浓度差外流外流+K+K+K+K+K+K+电位差电位差内流内流净流动净流动=0电化学驱动力电化学驱动力K+平衡电位平衡电位,Ek K+equilibrium potentialEk=R TZ FlnK+oK+iEk=8.31logK+oK+i*(37.3+2

3、73)1*96500*2.303Ek=61.54logK+oK+imVNernst 方程方程胞外胞外 20胞内胞内 400Ek=61.54log20400mV=-80mV枪乌鲗轴突枪乌鲗轴突静息电位静息电位 -65mV-65mV 钾平衡电位钾平衡电位 -80mV-80mV Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+K+K+Goldman-Hodgkin-KatzEm=R TFlnPKK+o+PNaNa+oPKK+i+PNaNa+iEm=R TFlnK+o+PNa/PK Na+oK+i+PNa/PK Na+iEm=8.31*(37.3+273)96

4、500ln20+0.04*440400+0.04*50=-63mV静息电位的形成条件：静息电位的形成条件：1.细胞内外某些离子的细胞内外某些离子的分布不均分布不均111111112.细胞膜对不同离子的细胞膜对不同离子的通透性不同通透性不同111111Na+K+影响静息电位的因素：影响静息电位的因素：1.膜内、外膜内、外K+、Na+浓度。浓度。2.膜对膜对K+和和Na+的通透性。的通透性。3.Na+泵的作用。泵的作用。11Na+Na+K+K+静息电位状态下，钾、钠的流动情况如何？二、动作二、动作电位电位 action potential+580-65mvms锋电位锋电位 spike potent

5、ial后电位后电位 afer-potential负后电位负后电位 negative afer-potential正后电位正后电位 positive afer-potential去极化后电位去极化后电位 depolarizing afer-potential超极化后电位超极化后电位 hyperpolarizing after-potential特征：特征：1.1.全或无全或无 all or none2.2.不衰减传播不衰减传播11111111111111产生机制：产生机制：Na+通道通道K+通道通道产生机制：产生机制：Na+通道通道+-+-Na+产生机制：产生机制：Na+通道通道+-+-K+通道

6、通道K+-产生机制：产生机制：+58mVNa+通道通道+-Na+电导电导Na+K+上升支：上升支：Na+通道开放，通道开放，Na+内流，超射值大约等内流，超射值大约等于于Na+的平衡电位的平衡电位111111下降支：下降支：Na+通道关闭，通道关闭，K+通道开放，通道开放，K+内流内流Na+Na+K+K+Na+通道通道+-+-Na+K+通道通道K+-ABC动作电位的传导：动作电位的传导：郎飞结（郎飞结（node of Ranvier）A跳跃式传导跳跃式传导 saltatory conduction1、传导速度快、传导速度快2、减少能量消耗、减少能量消耗细胞膜细胞膜脂脂质质蛋蛋白白质质糖糖类类液

7、态镶嵌模型液态镶嵌模型液态液态镶嵌镶嵌第三节第三节电压门控离子通道1 跨细胞膜的糖蛋白2 以蛋白质为亚单位3 扩散动力：电势能、浓度势能或两者之和4 离子选择性带电状态，孔径，水合状态5 确定细胞类型及部位 6 开放和关闭激活闸门失活闸门电压门控，配基门控，机械门控1 电压门控的钠通道a亚单位功能单位b亚单位调节单位4个结构域肽链相连6个a螺旋片段：S1-S6通道样结构S4:电压传感器正电荷P环：连接S5和S6，分子筛备用激活失活激活闸门失活闸门关闭开放开放开放开放关闭备用激活失活刺激自发复极化ABC动作电位的传导：动作电位的传导：2 电压门控的钾通道a亚单位功能单位b亚单位调节单位4个a亚单位无肽链相连6个a螺旋片段：S1-S6通道样结构S4:电压传感器正电荷P环：连接S5和S6，分子筛TEA 四乙胺失活：球-链机制与钠通道的不同之处开放慢稳定膜电位延迟整流钾通道