首页 理论教育 动作电位标志细胞处于兴奋状态

动作电位标志细胞处于兴奋状态

时间:2022-04-18 理论教育 版权反馈
【摘要】:细胞的生物电现象主要包括静息电位和动作电位,静息电位产生机制主要由钾离子外流形成。兴奋在同一细胞上传导的机制和特点主要有瞬时性、极化反转、脉冲式、全或无现象和不衰减传导。②继发性主动转运:指利用细胞内外Na+的势能贮备实现物质的逆电化学梯度转运的过程,介导这一个过程的膜蛋白称为转运体。外正内负的状态称为极化。

本节热门考点

1.细胞膜的物质转运:单纯扩散是指脂溶性小分子物质由细胞膜高浓度一侧向低浓度一侧的转运。易化扩散是指不溶于脂质或者脂溶性小的物质,在某些膜蛋白的协助下,由细胞膜高浓度一侧向低浓度一侧的转运。主动转运是指膜蛋白介导,依靠细胞本身的耗能过程,逆浓度或者电位差的跨膜转运。

2.细胞的兴奋性和生物电现象:刚能引起组织产生动作电位的最小刺激强度为判定兴奋性高低的指标。细胞的生物电现象主要包括静息电位和动作电位,静息电位产生机制主要由钾离子外流形成。兴奋在同一细胞上传导的机制和特点主要有瞬时性、极化反转、脉冲式、全或无现象和不衰减传导。

3.神经-骨骼肌接头处的兴奋传递的结构基础为运动神经末梢及与其接触的骨骼肌细胞膜。骨骼肌的兴奋-收缩耦联是将电兴奋和机械收缩联系起来的中介机制,其结构基础是三联管,耦联因子是钙离子。

一、细胞膜的物质转运功能

1.单纯扩散 指脂溶性物质由膜的高浓度侧向低浓度侧的移动方式。特点:由高浓度到低浓度;不需要能量和载体。举例:氧气、二氧化碳等气体分子及乙醇尿素等物质。

2.易化扩散

(1)定义:指物质在一些特殊膜结构蛋白质分子的帮助下,由高浓度侧流向低浓度侧,完成跨膜转运。

(2)特点:从高浓度到低浓度;需要离子通道或载体;不耗能。

(3)分类

①经载体介导的易化扩散:是指通过载体蛋白介导而进入细胞的转运过程,主要特点为:结构特异性;饱和现象;竞争性抑制。

②经通道介导的易化扩散:是指通过通道蛋白介导而进入细胞的转运过程,主要经由该方式转运的物质为Na+、K+、Cl、Ca2+等小离子。通道对离子具有选择性。

3.主动转运

(1)定义:指通过细胞的某种耗能过程,物质分子或离子逆电化学梯度跨膜移动的过程。

(2)特点:方向是逆浓度或逆电位梯度;需要“泵”的参与;耗能。

(3)分类

①原发性主动转运:指直接利用细胞内ATP分解的能量实现物质的逆电化学梯度转运的过程,介导这一个过程的膜蛋白称为离子泵,又称为ATP酶。最常见的离子泵为钠-钾泵(钠泵或Na+-K+-ATP酶)。

继发性主动转运:指利用细胞内外Na+的势能贮备实现物质的逆电化学梯度转运的过程,介导这一个过程的膜蛋白称为转运体。继发性主动转运见于葡萄糖和氨基酸小肠黏膜上皮细胞的吸收以及在肾小管上皮细胞的重吸收,神经递质在突触间隙被重摄取的过程,甲状腺细胞的聚碘作用以及Na+/H交换和Na+/Ca2+交换系统。

4.出胞和入胞

(1)出胞:出胞是指细胞内合成的大分子物质以分泌囊泡的形式排出细胞的过程,举例:肠黏膜杯细胞分泌黏液及许多激素、神经递质和消化酶的分泌。

(2)入胞:入胞是指细胞外的物质或物质团块借助细胞膜内陷形成吞噬泡或吞饮泡进入细胞的过程,分别称为吞噬和吞饮。通过该方式转运的物质有激素、生长因子、血清转运蛋白及外来异物等。

二、细胞的兴奋性和生物电现象

1.静息电位和动作电位及其产生机制

(1)静息电位及其产生机制

①静息电位:静息状态下细胞膜两侧存在外正内负的电位差,称为膜电位或称作静息膜电位。外正内负的状态称为极化。在静息电位的基础上,膜内负电位绝对值的减少称为去极化,外正内负电荷分离的幅度进一步增大则称为超极化,去极化后再向静息电位方向恢复的过程成为复极化。

②静息电位产生的离子机制:细胞内高K+和细胞外高Na+。静息状态下,细胞膜对K+的通透性较高,K+顺着浓度梯度向膜外扩散,当浓度梯度产生的化学驱动力和阻止K进一步向外扩散的电驱动力在某一时间内达到大小相等,方向相反,达到平衡时,K+的净通量等于零,此刻的跨膜电位称K+平衡电位,即静息电位。

(2)动作电位及其产生机制

①动作电位:动作电位是一过性的剧烈的膜电位变化。其特点是“全或无”的,即刺激达阈值则产生一个动作电位,动作电位的幅度不随阈上刺激强度改变而变化。

②动作电位产生的离子机制:动作电位的上升相的机制是:去极化→Na通道迅速开放→Na内向电流→膜进一步去极化→更多Na通道开放→Na内向电流进一步增大……,这是一个正反馈的再生性过程,经短暂的延搁,电压门控K通道开放,产生K外向电流而复极化。

2.兴奋性与兴奋的引起,阈值、阈电位和动作电位的关系

(1)兴奋与兴奋性

①兴奋:细胞对刺激发生反应的过程。

②兴奋性:可兴奋细胞受到刺激后产生动作电位的能力。

③可兴奋细胞:包括神经细胞、肌细胞、腺细胞。

(2)阈值、阈电位和动作电位的关系

①阈值或阈强度:指能引起动作电位的最小刺激强度,是衡量细胞或组织兴奋性大小的最好指标。

②阈电位:当刺激使膜内去极化达到某一临界值时,就可以在已经出现的去极化基础上产生一个动作电位,这个能进一步诱发动作电位的去极化临界值称为阈电位。

③三者之间关系:阈下刺激只能引起低于阈电位值的去极化,不能发展为动作电位,但可形成局部反应;当刺激超过阈强度后,动作电位产生,但幅度不再变化。

局部兴奋的特点是:①不是全或无的,在阈下刺激范围内,随刺激强度的增大而增大;②电紧张性扩布;局部兴奋有空间总和性和时间总和性。

3.兴奋在同一细胞上传导的机制和特点

(1)局部电流:由于膜两侧的溶液都是导电的,于是兴奋段和与他相邻的未兴奋段之间由于电位差的出现而发生电荷移动,称为局部电流。兴奋以局部电流的形式在同一细胞上传导。

(2)传导特点:无衰减传导。

三、骨骼肌的收缩功能

1.骨骼肌神经-肌肉接头处的兴奋传递

(1)组成:接头前膜—接头间隙—接头后膜(终板膜)。

(2)传递过程:当神经纤维传来的动作电位到达神经末梢时,神经兴奋→接头前膜去极化→前膜对Ca2+通透性增加→Ca2+内流→ACh囊泡破裂释放→ACh进入接头间隙→ACh与终板膜上的ACh受体结合→终板膜对Na+通透性增高→Na+内流→产生终板电位(局部电位)→总和达到阈电位时→产生肌细胞动作电位。

(3)终板电位:接头前膜以量子释放的形式释放ACh,引起终板膜电位的微小变化,称为终板电位。

终板电位特点:终板电位是局部电位,具有电位的所有特征:没有“全或无”现象;其大小与神经末梢释放的ACh量成正比;无不应期,可表现为总和现象;不能引起肌肉收缩。

2.骨骼肌的兴奋-收缩耦联

(1)概念:在整体情况下,骨骼肌都是先在肌细胞膜上引起一个可传导的动作电位,然后才出现肌细胞的收缩反应。这样,在以膜的电变化为特征的兴奋过程和以肌丝的滑行为基础的收缩过程之间,必然存在着某种中介性过程把两者联系起来,这一过程,称为兴奋-收缩耦联。

(2)过程:肌膜上的动作电位沿肌膜和T管膜传播,激活L型钙通道;激活的L性钙通道通过变构作用(在骨骼肌)或内流的Ca2+(在心肌)激活JSR膜上的Ryanodine受体,使JSR内的Ca2+释放入胞质;细胞质内的Ca2+的浓度升高促使肌钙蛋白与Ca2+结合并引起肌肉收缩。

肌质中的Ca2+除去是钙泵活动的结果,即将Ca2+由肌质转运到肌质网内腔。由于肌质中Ca2+浓度的降低,肌钙蛋白结合的Ca2+解离,引起肌肉舒张。

免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。

我要反馈