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动作电位  

2015-04-17 22:19:09|  分类: 教学研究 |  标签: |举报 |字号 订阅

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动作电位 - hncdnieqijun - hncdnieqijun的博客
                                         图1

 一、动作电位产生基本情况

号线是静息电位,此时细胞膜的钾离子通道时打开的,由于细胞中的钾离子多,因此细胞中的钾离子有向细胞外运动的趋势,但是此时细胞内为负电,外为正电,根据电荷的吸引与排斥原理,钾离子又有向细胞内运动的趋势,当这两者达到平衡状态时就是静息电位的产生与维持。

 当细胞受到刺激时,膜上的钠离子通道会打开,钠离子大量进入细胞。钠离子也是带正电的。它会迅速倒转钾离子外流造成的外正内负状态。钠离子通道的打开,存在一个阈值。在电位差达到-50mV前,钠离子通道打开的相对慢些,一旦过了-50mV这个界限,钠离子进入细胞就真是一泻千里般了。图中②号线和③号线就是因为这个原因存在一个拐点。

当细胞内变成带正电时,对钠离子的进入就会产生阻力,而此时细胞外的钠离子还是比细胞内多,钠离子顶着阻力继续进入细胞。当细胞内的正电荷给钠离子的排出力与钠离子浓度差产生的进入力相等时,钠离子进入停止,钠离子通道关闭,这就是峰值状态(通常意义的动作电位主要指峰电位)。

 就在钠离子通道全面开放的时候,钾离子通道开启的数量也在悄悄的增加。钠离子内流带来的效果正在逐渐被逆转。而这逆转的趋势更因为钠-钾泵活动的增强而变得更加激进。钠-钾泵,其实是一种ATP酶,消耗一分子ATP,泵入细胞2个钾离子,泵出细胞3个钠离子。在它的作用下,静息电位逐渐被重新构建。⑤号线超过了静息电位的正常水平,可能是由于钾离子通道和钠-钾泵的生理惯性,虽然超过了正常水平,但由于静息电位时钾离子的电位梯度和浓度梯度的平衡状态是一定的,所以⑤号线最终会在钠-钾泵的微调下变为⑥号线。

二、Na+—K+泵对兴奋传导作用

Na+—K+泵对于维持膜两侧的离子浓度差非常重要,因为每兴奋一次,必然有少量K+外流和Na+内流,使得膜内外两种离子的浓度差减少。如果没有Na+—K+泵的主动转运,离子浓度差势必持续减少,直至不能产生兴奋。因此,每产生一次动作电位后的静息期,Na+—K+泵就会启动,从而始终维持一定的离子浓度差。这也就是兴奋需要消耗能量的原因,动作电位的产生虽不直接消耗ATP,但消耗了离子势能,而离子势能的储备需要消耗ATP。

图1与图2动作电位有区别吗?

动作电位 - hncdnieqijun - hncdnieqijun的博客

                                       图2
一个动作电位的周期离子通道的变化如下表:

膜状态

静息状态

去极化

反极化

复极化

Na+-K+

工作

几乎没有工作

快速工作

Na+通道

几乎关闭

正反馈性的迅速打开

迅速关闭并暂时失活

K+通道

开放

缓慢增加开放程度

开放程度先继续增加而后减小

Cl通道

几乎关闭

开放

关闭

对刺激反应灵敏性

灵敏

灵敏到迟钝

峰电位前后都没反应

只有超过阈值的刺激才可能会有反应

 

 

 


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