1. 静息电位和动作电位的成因
动作电位产生原理:
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,但钠离子能否进入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入细胞,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。
在钠离子内流过程中,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,当钠离子内流速度和钾离子外流速度平衡时,产生峰值电位。随后,钾离子外流速度大于钠离子内流速度,大量的阳离子外流导致细胞膜内电位迅速下降,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,但是由去极化流入的钠离子和复极化流出钾离子并未各自复位,此时,通过钠钾泵的活动将流入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。
2. 静息电位和动作电位的原因
静息电位指安静时存在于细胞两侧的外正内负的电位差.其形成原因是膜两侧离子分布不平衡及膜对K+有较高的通透能力.细胞内K+浓度和带负电的蛋白质浓度都大于细胞外(而细胞外Na+和Cl+浓度大于细胞内)。
但因为静息时细胞膜只对K+有相对较高的通透性,K+顺浓度差由细胞内移到细胞外,而膜内带负电的蛋白质离子不能透出细胞,阻碍K+外流.于是K+离子外移造成膜内变负而膜外变正.外正内负的状态一方面可随K+的外移而增加,另一方面,K+外移形成的外正内负将阻碍K+的外移.最后达到一种K+外移(因浓度差)和阻碍K+外移(因电位差)相平衡的状态,这是的膜电位称为K+平衡电位,实际上,就是(或接近于)安静时细胞膜外的电位差.
3. 静息电位和动作电位的成因分析
动作电位(action potential)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。
动作电位由锋电位(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。锋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锋电位。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。
4. 静息电位和动作电位产生的机制是什么
静息电位 动物细胞质膜对K+的通透性大于Na+是产生静息电位的主要原因,Cl-甚至细胞中的蛋白质分子(一般净电荷为负值)对静息电位的大小也有一定的影响。Na-K泵对维持静息电位的相对恒定起重要的作用。
动作电位 动作电位的形成完全是由于离子的被动扩散。然而, 在每个动作电位结束时,细胞质内的钠离子含量比静息时略高,钾离子含量比静息时略低。 连续不停工作的钠-钾。
5. 静息电位和动作电位的概念及形成机制
动作电位(1)概念:可兴奋组织或细胞受到阈上刺激时,在静息电位基础上发生的快速、可逆转、可传播的细胞膜两侧的电变化。动作电位的主要成份是峰电位。
(2)形成条件:
①细胞膜两侧存在离子浓度差,细胞膜内K+浓度高于细胞膜外,而细胞外Na+、Ca2+、Cl-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Na+-K+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K+通透,而去极化到阈电位水平时又主要允许Na+通透。
③可兴奋组织或细胞受阈上刺激。
(3)形成过程:≥阈刺激→细胞部分去极化→Na+少量内流→去极化至阈电位水平→Na+内流与去极化形成正反馈(Na+爆发性内流)→达到Na+平衡电位(膜内为正膜外为负)→形成动作电位上升支。
膜去极化达一定电位水平→Na+内流停止、K+迅速外流→形成动作电位下降支。
(4)形成机制:动作电位上升支——Na+内流所致。
动作电位的幅度决定于细胞内外的Na+浓度差,细胞外液Na+浓度降低动作电位幅度也相应降低,而阻断Na+通道(河豚毒)则能阻碍动作电位的产生。
动作电位下降支——K+外流所致。
动作电位时细胞受到刺激时细胞膜产生的一次可逆的、可传导的电位变化。产生的机制为①阈刺激或阈上刺激使膜对Na+的通透性增加,Na+顺浓度梯度及电位差内流,使膜去极化,形成动作电位的上升支。②Na+通道失活,而
K+通道开放,K+外流,复极化形成动作电位的下降支。③钠泵的作用,将进入膜内的Na+泵出膜外,同时将膜外多余的
K+泵入膜内,恢复兴奋前是离子分布的浓度。
6. 静息电位和动作电位的形成
首先我们要知道动作电位和静息电位产生的原因。静息电位是由于细胞内钾离子外流导致膜外带正电膜内带负电,此时为静息电位。
由于钠离子内流导致膜内带正电膜外带负电,此时为动作电位,兴奋部位部位仍然是膜外带正电,膜内带负电。兴奋部位与未兴奋部位之间就会出现电位差,形成局部电流。而兴奋部位膜外变为正电,膜内变为负电。从而恢复为静息电位。也就是说钠离子内流的通道关闭,钾离子外流的通道打开。