2017考研西醫生理學之細胞的生物電現象

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一.興奮性的概念

1.興奮性：活細胞或組織對外界刺激具有發生反應的能力或特性稱為興奮性。
2.可興奮細胞：神經、肌肉、腺體三種組織接受刺激后，就能迅速表現出某種形式的反應，因此被稱作可興奮細胞或可興奮組織。在近代生理學中，興奮性被理解為細胞在接受刺激時產生動作電位的能力，而興奮就成為動作電位的同義語。只有那些在受刺激時能出現動作電位的組織，才能稱為可興奮組織;興奮性的高低指的是反應發生的難易程度。

二.引起興奮的條件

刺激的概念：刺激是指能引起細胞、組織和生物體反應的內外環境的變化。
閾強度、閾刺激的概念：
當一個刺激的其他參數不變時，能引起組織興奮，即產生動作電位所需的最小刺激強度稱為閾強度，簡稱閾值。衡量興奮性高低，通常以閾值為指標。閾值的大小與興奮性的高低呈反變關系，組織或細胞產生興奮所需的閾值越高，其興奮性越低;反之，其興奮性越高。
刺激強度等于閾值的刺激稱為閾刺激，高于閾值的刺激稱為閾上刺激，低于閾值的刺激稱為閾下刺激。閾下刺激不能引起組織細胞的興奮，但不是對組織不產生任何影響。
刺激引起組織興奮必須達到的條件刺激除能被機體或組織細胞感受外，還必須是閾刺激。如果刺激強度小于閾強度，則這個刺激不論持續多長時間也不會引起組織興奮;如果刺激的持續時間小于時間閾值，則不論使用多么大的強度也不會引起組織興奮。

三.絕對不應期存在的意義

絕對不應期的存在的意義：絕對不應期的持續時間相當于前次興奮所產生動作電位主要部分的持續時間，絕對不應期的長短決定了兩次興奮間的最小時間間隔。細胞在單位時間內所能興奮的次數，亦即它能產生動作電位的次數總不會超過絕對不應期所占時間的倒數。

四.試述細胞的生物電現象及其產生機制

1.靜息電位的概念靜息電位是指細胞處于安靜狀態(未受刺激)時，存在于細胞膜內外兩側的電位差，又稱跨膜靜息電位。
2.靜息電位產生機制細胞膜兩側帶電離子的分布和運動是細胞生物電產生的基礎。靜息電位也不例外。
A.產生的條件：
①細胞內的K+的濃度高于細胞外近30倍。
②在靜息狀態下，細胞膜對K+的通透性大，對其他離子通透性很小。
B.產生的過程：
K+順濃度差向膜外擴散，膜內C1-因不能透過細胞膜被阻止在膜內。致使膜外正電荷增多，電位變正，膜內負電荷相對增多，電位變負，這樣膜內外便形成一個電位差。當促使K+外流的濃度差和阻止K+外流的電位差這兩種拮抗力量達到平衡時，使膜內外的電位差保持一個穩定狀態，即靜息電位。這就是說，細胞內外K+的不均勻分布和安靜狀態下細胞膜主要對K+有通透性，是使細胞能保持內負外正的極化狀態的基礎，所以靜息電位又稱為K+的平衡電位。
3.動作電位的概念指可興奮細胞受到刺激時，在靜息電位的基礎上爆發的一次膜兩側電位的快速可逆的倒轉，并可以擴布的電位變化。
4.動作電位的產生機制
組成動作電位包括上升支(去極相，膜內電位由-90mV上升到+30mV)和下降支(復極相，恢復到接近刺激前的靜息電位水平)。上升支超過0mV的凈變正部分，稱為超射。上升支持續時間很短，約0.5ms。
產生的條件：
①細胞內外存在著Na+的濃度差，Na+在細胞外的濃度是細胞內的13倍之多。
②當細胞受到一定刺激時，膜對Na+的通透性增加。
產生的過程細胞外的Na+順濃度梯度流人細胞內→當膜內負電位減小到閾電位時→Na+通道全部開放→Na+順濃度梯度瞬間大量內流，細胞內正電荷增加→膜內負電位從減小到消失進而出現膜內正電位→膜內正電位增大到足以對抗由濃度差所致的Na+內流→跨膜離子移動和膜兩側電位達到一個新的平衡點，形成鋒電位的上升支，該過程主要是Na+內流形成的平衡電位，故稱Na+平衡電位。在去極化的過程中，Na+通道失活而關閉，K+通道被激活而開放，Na+內流停止，膜對K+的通透性增加，K+借助于濃度差和電位差快速外流，使膜內電位迅速下降(負值迅速上升)，直至恢復到靜息值，由+30mV降至-90mV，形成動作電位的下降支(復極相)。該過程是K+外流形成的。當膜復極化結束后，膜上的Na+-K+泵開始主動將膜內的Na+泵出膜外，同時把流失到膜外的K+泵回膜內，Na+-K+的轉運是耦聯進行的，以恢復興奮前的離子分布的濃度。
5.動作電位的特點：
①"全或無"現象：該現象可以表現在兩個方面：一是動作電位幅度。細胞接受有效刺激后，一旦產生動作電位，其幅值就達最大，增大刺激強度，動作電位的幅值不再增大。二是不衰減傳導。動作電位在細胞膜的某一處產生后，可沿著細胞膜進行傳導，無論傳導距離多遠，其幅度和形狀均不改變。
②脈沖式傳導：由于不應期的存在，使連續的多個動作電位不可能融合在一起，因此兩個動作電位之間總是具有一定的間隔，形成脈沖式。