西医考研生理学,在306西医综合中也占有一定的分值。接下来,北京文都考研网为帮助2021西医考研学子们,学好生理学专业知识。特意分享——“2021西医考研生理学知识点:细胞的电活动”,供考生参考。
2021西医考研生理学知识点:细胞的电活动
细胞的跨膜电位大体上有两种表现形式,即安静状态下相对平稳的静息电位和受刺激时发生的可传播的、迅速波动的动作电位。
一、静息电位及其产生机制
(一)静息电位的数值
静息时,质膜两侧存在着外正内负的电位差,称为静息电位。例如,骨骼肌细胞的静息电位约-90mV,神经细胞约-70mV,平滑肌细胞约-55mV,红细胞约-10mV。膜内电位负值的减小称为静息电位减小,反之,则称为静息电位增大。静息电位通常是平稳的直流电位,但在中枢内的某些神经细胞和具有自律性的心肌和平滑肌细胞,也会出现自发性的静息电位波动。人们通常把平稳的静息电位存在时细胞膜电位外正内负的状态称为极化;静息电位增大的过程或状态称为超极化;静息电位减小的过程或状态称为去极化;去极化至零电位后膜电位如进一步变为正值,则称为反极化,膜电位高于零电位的部分称为超射;质膜去极化后再向静息电位方向恢复的过程称为复极化。
(二)静息电位产生的机制
静息电位仅存在于膜的内、外表面之间。在膜的外表面有一薄层正离子,内表面有一薄层负离子,每一离子层的厚度都不足1nm,两层之间可形成很大的电位梯度。形成这种状态的基本原因是离子的跨膜扩散。产生离子扩散的条件有两个:一是钠泵的活动,可形成膜内、外离子的浓度差,使细胞外Na+浓度约为细胞内的10倍,而细胞内K+浓度约相当于细胞外液的30倍;二是静息时膜对某些离子,主要是对K+具有一定的通透性。某种离子在细胞静息时的通透性越大,这种离子的跨膜扩散对静息电位的贡献就越大。
二、动作电位及其产生机制
(一)细胞的动作电位
在静息电位的基础上,给细胞一个适当的刺激,可触发其产生可传播的膜电位波动,称为动作电位。不同细胞的动作电位具有不同的形态。例如,枪乌鰂大神经轴突动作电位时程很短,呈尖峰状,而心室肌细胞动作电位时程较长,期间形成一个平台。神经纤维的动作电位:膜电位首先从-70mV迅速去极化至+50mV,形成动作电位的升支 (去极相),随后迅速复极至接近静息电位水平,形成动作电位的降支(复极相),两者共同形成尖峰状的电位变化,称为锋电位。锋电位是动作电位的主要组成部分,具有动作电位的主要特征。锋电位持续约1ms,在锋电位后出现的膜电位低幅、缓慢的波动,称为后电位。后电位包括两个成分,前一个成分的膜电位仍小于静息电位,称为负后电位,后一个成分大于静息电位,称为正后电位。也可将它们分别称为后去极化和后超极化。
动作电位有两个重要的特性,即它的“全或无”特性和可传播性。刺激神经、肌肉引发动作电位需要一定的强度。能引发动作电位的最小刺激强度(单位时间的刺激,同时满足时间和刺激大小),称为刺激的阈值。刺激强度未达到阈值,动作电位不会发生;刺激强度达到阈值后,即可触发动作电位,而且其幅度立即到达该细胞动作电位的最大值,也不会因刺激强度的继续增强而随之增大。这一现象称为动作电位的“全或无”特性。动作电位产生后,并不局限于受刺激局部,而是沿质膜迅速向周围传播,直至整个细胞都依次产生一次动作电位,这称为动作电位的可传播性。而且动作电位在同一细胞上的传播是不衰减的,其幅度和波形始终保持不变。
(二)动作电位的产生机制
细胞在静息状态下,膜内、外表面各有一层负电荷和正电荷,以形成静息电位。发生膜电位波动的原因是离子跨膜流动引起的膜内、外表层电荷的改变。物理学上通常是以正离子的移动方向来表示电流的方向。如果细胞受刺激时引起离子流动,造成膜外的正电荷流入膜内,称为内向电流。内向电流使膜内电位的负值减小,引起膜的去极化。通常Na+和Ca2+由细胞外向细胞内的流动都属于内向电流。反之,如果离子流动造成正电荷由胞内流出胞外,则称为外向电流。外向电流使膜两侧外正内负的电位差增大,引起膜的复极化或超极化。通常K+由胞内流出,或Cl-由胞外流入胞内,都属于外向电流。据此不难想象,动作电位的去极相是内向电流形成的,而复极相则是外向电流形成的。离子跨膜流动的产生需要两个必不可少的因素:一是膜两侧对离子的电化学驱动力;二是膜对离子的通透性。
以上是北京文都考研网给出的“2021西医考研生理学知识点:细胞的电活动”,希望2021考研儿们,在复习生理学时一定要在理解的基础上面识记重难点。在此,预祝2021考研路上,步步顺利!
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