1、单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,神经元的兴奋和传导,第一节 细胞膜的电生理,实验,从坐骨神经,-,腓肠肌标本观察神经和肌肉的兴奋和兴奋性,坐骨神经,-,腓肠肌标本的制作,剥制一个神经肌肉标本,例如蛙的坐骨神经,腓肠肌标本,用足够强的电流施加于神经,肌肉几乎立即出现收缩。,(一)活组织对刺激所做出的反应,1.,刺激的概念,生理学上将凡能引起机体细胞、组织、器官或整体的活动状态发生变化的任何环境变化因子,都称为刺激。,2.,反应的概念,由刺激所引起的机体活动状态的改变,都称为反应。,1.,兴奋的概念,生理学把活组织因刺激而产生冲动的反应称为兴奋。,2.,冲动的概念,活组织上产生的一种快速的、可传导的生物电称为冲动。,3.,可兴奋组织,凡能产生冲动的活组织称为可兴奋组织。,神经、肌肉组织,4.,兴奋性,可兴奋组织具有产生冲动的能力和特性,称为兴奋性。,(二)神经和肌肉的兴奋,1.,组织的机能状态,2.,刺激的特征,刺激强度、刺激时间及强度时间变率。,
2、3.,阈刺激、阈上刺激和阈下刺激,阈强度与阈刺激,阈上刺激和阈下刺激,(三)兴奋引起的主要条件,(四)兴奋性的指标,阈强度,1.,阈强度的测定方法,固定一适中的刺激时间,由低到高逐渐增加刺激强度,测得刚引起兴奋所需的最低强度。,2.,阈强度与兴奋性之间的关系,阈强度愈低兴奋性愈高;阈强度愈高兴奋性愈低,一、静息膜电位的形成和维持,(一)生物电现象的研究,1.,十八世纪末,,伽尔瓦尼,提出了神经和肌肉各自带有,“,生物电,”,的著名论断。,2.,而物理学家伏特认为这是两种具有不同电学属性的金属造成的,“,双金属电流,”,,纯属物理现象,伏特据此而发明了伏特电池。,Galvani L(1791),“,凉台实验,”,Animal Electro-current?,3.,而伽尔瓦尼则坚持己见,他的后继者直接用神经,肌肉标本置于另一标本的损伤处,也能引起肌肉收缩,从而出色地验证了生物电的存在。,Matteucci,的二次收缩实验示意图,4.20,世纪,20,年代,阴极射线示波器应用于生理学研究,标志着现代生理学的开始。,5.20,世纪,40,年代和,50,年代,由于微电极技术和电压钳技术的发展,
3、以及,70,年代膜片钳技术的研究,从而得以在细胞水平上深入研究生物电的本质。,6.20,世纪,60,年代以来,生理学研究日益广泛地引进电子计算机技术,使生物电信号的处理进入一个崭新的发展阶段。,(二)损伤电位,1.,损伤电位,1,)损伤电位的发现,Du Bois-Reymond,2,)对损伤电位的解释,Bernstein,如何证明Bernstain的假设?,枪乌贼,Hodgkin and Huxley:,1963 The Nobel Prize in Physiology or Medicine,细胞生物电的测量,(三)静息电位,(resting potential),1.,静息电位的概念,2.,静息电位的,测量,静息电位产生的离子机制,1,),细胞内外离子的分布的不均衡性,2,)细胞膜对离子的通透性不同,3,)膜的静息电位主要是,K,+,电化学平衡电位,E=RT/nF ln,(,C,i,/C,o,),N,为离子价数,,T,为绝对温度,R,为气体常数,F,为法拉第常数(摩尔电荷电量),二、动作电位,(Action Potential),1.,动作电位的概念,2.,动作电位的全过程,极化
4、、去极化、反极化、复极化,锋电位、后电位(负后电位、正后电位),3.,锋电位,(spike),和后电位,(after potential),具有不同的特点:,锋电位几乎在刺激后立即出现,其潜伏期不超过,0.06ms,,它总伴随着冲动而存在,并可因某种因素而同时被阻断。单个锋电位具有,“,全或无,”,的特点,一旦产生并可传导。,后电位具有较大的变异性,后电位可增大和延长,也可逐渐减弱以至完全消失。,4.,锋电位和后电位对兴奋性的影响不同,锋电位大致和绝对不应期相当,细胞不再对任何第二个刺激反应,其意义在于保证所传送的信息不受干扰。,而负后电位的前半期和后半期分别和相对不应期与超常期相对应,正后电位与兴奋后的低常期相吻合。,5.,动作电位时相与兴奋性周期的对应关系,6.,动作电位的特征,-,全或无,(all or none),-,双向传导,(Bidirectional Propagation),-,非递减性(,Undecrescent Conduction,),动作电位的上升相:,Na,+,通道开放,,Na,+,离子内流,直到,Na,+,离子的电化学平衡电位。,下降相,K,+,的通道激活,
5、,K,+,外流引起。,正后电位的产生:由钠泵活动重建膜内外的离子浓度差引起。钠泵是不均等的运输(,3,个钠运出,,2,个钾运入引起)。,7.,动作电位产生的离子机制,-,动作电位:,Na,+,的平衡电位(,Na,+,-Equilibrium Potential,),第二节 神经冲动的传导,一、冲动传导的局部电流学说,有髓纤维,(myelinated fiber):,有髓纤维,:,跳跃传导,(Saltatory Conduction),二,.,神经传导的一般特征,生理完整性:结构和生理机能的双重要求,双向传导:顺向冲动,逆向冲动。,非递减性,绝缘性,相对不疲劳性,三、神经干复合动作电位,(一)每一神经干包含各类显示不同的神经纤维,而且神经干中各类纤维的兴奋性和传导速度不同。,1.,最大刺激(兴奋性的差异引起),2.,神经干动作电位的分离现象(传导速度不同引起的差异),神经干复合动作电位的分离现象,纤维越粗、传导速度越快。,兴奋性阈值越低、传导速度越快。,(三)单相神经干复合动作电位和 双向神经干复合动作电位,这是由于记录方法的不同而产生的两种不同表现。,-,生物电现象的观察与记录方法,胞外记录,胞内记录,
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