动作电位
标签:
杂谈 |
分类: 生物专业 |
动作电位是指可兴奋细胞受到刺激时在静息电位的基础上产生的可扩布的电位变化过程。动作电位由峰电位(迅速去极化上升支和迅速复极化下降支的总称)和后电位(缓慢的电位变化,包括负后电位和正后电位)组成。峰电位是动作电位的主要组成成分,因此通常意义的动作电位主要指峰电位。动作电位的幅度约为90~130mV,动作电位超过零电位水平约35mV,这一段称为超射。神经纤维的动作电位一般历时约0.5~2.0ms,可沿膜传播,又称神经冲动,即兴奋和神经冲动是动作电位意义相同。http://s5/middle/40bcd2bdgb1dbecdd3f24&690
形成条件
①细胞膜两侧存在离子浓度差,细胞膜内钾离子浓度高于细胞膜外,而细胞外钠离子、钙离子、氯离子高于细胞内,这种浓度差的维持依靠离子泵的主动转运。(主要是钠-钾泵的转运)。
②细胞膜在不同状态下对不同离子的通透性不同,例如,安静时主要允许钾离子通透,而去极化到阈电位水平时又主要允许钠离子通透。
③可兴奋组织或细胞受阈刺激或阈上刺激。
形成过程
动作电位上升支
大于或等于阈刺激→细胞部分去极化→钠离子少量内流→去极化至阈电位水平→钠离子内流与去极化形成正反馈(钠离子爆发性内流)→基本达到钠离子平衡电位(膜内为正膜外为负,因有少量钾离子外流导致最大值只是几乎接近钠离子平衡电位)。
动作电位下降支
膜去极化达一定电位水平→钠离子内流停止、钾离子迅速外流。
形成原理
细胞外钠离子的浓度比细胞内高的多,它有从细胞外向细胞内扩散的趋势,但钠离子能否进人细胞是由细胞膜上的钠通道的状态来决定的。当细胞受到刺激产生兴奋时,首先是少量兴奋性较高的钠通道开放,很少量钠离子顺浓度差进人细胞,致使膜两侧的电位差减小,产生一定程度的去极化。当膜电位减小到一定数值(阈电位)时,就会引起细胞膜上大量的钠通道同时开放,此时在膜两侧钠离子浓度差和电位差(内负外正)的作用下,使细胞外的钠离子快速、大量地内流,导致细胞内正电荷迅速增加,电位急剧上升,形成了动作电位的上升支,即去极化。当膜内侧的正电位增大到足以阻止钠离子的进一步内流时,也就是钠离子的平衡电位时,钠离子停止内流,并且钠通道失活关闭。在此时,钾通道被激活而开放,钾离子顺着浓度梯度从细胞内流向细胞外,大量的阳离子外流导致细胞膜内电位迅速下降产生去极化,形成了动作电位的下降支,即复极化。此时细胞膜电位虽然基本恢复到静息电位的水平,但是由去极化流人的钠离子和复极化流出钾离子并未各自复位,此时,通过钠泵的活动将流人的钠离子泵出并将流出的钾离子泵入,恢复动作电位之前细胞膜两侧这两种离子的不均衡分布,为下一次兴奋做好准备。[1]
总之,动作电位的去极化是由于大量的钠通道开放引起的钠离子大量、快速内流所致;复极化则是由大量钾通道开放引起钾离子快速外流的结果。[1]
动作电位的幅度决定于细胞内外的钠离子浓度差,细胞外液钠离子浓度降低动作电位幅度也相应降低,而阻断钠离子通道(河豚毒素)则能阻碍动作电位的产生。
去极化------主要由Na+迅速内流,使膜内电位迅速上升,膜电位由内负外正转为内正外负的状态,构成动作电位的上升支。 去极化过程形成动作电位的上升支(0 期),其形成机制亦与神经纤维相同。此期电位变化幅度约 120mV,持续时间 1~2ms。
超射---------指在除极时相中,由于Na+的内流,膜内的负电位降低并超过零电位而形成膜内的正电位,这一现象称为超射。超射的最大值即为动作电位的峰电位顶点,动作电位的峰值非常接近钠平衡电位的计算值。
复极化-------膜内电位从+30mV逐渐下降至静息电位水平,称为复极化。
锋电位-------上升支和下降支组成,两者形成尖峰状的电位变化称为锋电位
完整的动作电位应该包括锋电位和后电位(负后电位和正后电位)。锋电位过后即为历时较长的后电位:先为负后电位,历时约15毫秒,其幅度约为锋电位的5~6%,前半期与兴奋后兴奋性变化周期中的相对不应期相当,其机制跟钾离子的外流有关;后半期大致和超常期相对应,此时膜处于部分去极化状态。正后电位(positive after potential)持续60~80毫秒,其幅度仅为锋电位的0.2%,正后电位与低常期同时出现,其机制是生理性钠离子泵活动增强造成的http://s13/middle/40bcd2bdgb1dbf111ea2c&690

加载中…