动作电位的形成机制VIP免费

动作电位的形成机制组员：沈吕佳徐红霞王慧颖汪巧英杨世慧张巧巧一、细胞的动作电位1.动作电位的概念当细胞受到一个有效刺激之后，其膜电位会在静息电位的基础上发生一次可以沿着细胞膜快速传导的一过性的电位波动，这种发生在细胞膜上的电波称为动作电位。2.动作电位的变化过程极化状态（在静息状态存在时细胞膜电位外正内负的状态称之为极化）→去极化过程（若静息电位减小，倾向于消除膜内外电位差，称为去极化）→超射（膜内电位由0上升到+30mV)（去极化过程加上超射过程为去极化时相）→反极化状态→复极化过程（即复极化时相）→超极化状态(若静息电位增大，表明膜内外电位差增大，称为超极化）→极化状态二、动作电位的形成机制1.假说与发展Bernsterin的膜学说认为，动作电位发生时是由于膜对离子的通透性发生了变化，即膜对所有离子的选择通透性均消失。按这种学说，当动作电位达到峰值时，细胞膜内外的电位差因为零。1939年，Hodgkin和Huxley首次应用玻璃微电极成功记录了枪乌贼巨轴突的动作电位，结果发现，动作电位峰值可达到40~50mV，即出现了动作电位的超射现象，这是用Bernsterin学说所不能解释的，现在已经清楚，动作电位的产生主要与Na+和K+两种跨膜移动有关。电压钳实验揭示了动作电位发生期间离子跨膜流动的变化规律。2.动作电位形成的离子机制静息电位→有效的刺激使部分钠通道打开，Na+内流，膜内电位上升→膜电位到达阈电位，钠通道大量开放，Na+快速、大量内流，膜电位急剧上升，形成峰电位的上升支，即去极化时相→大量钠通道迅速关闭失活，Na+停止内流，峰电位的上升支上升到最高点，达到反极化状态，→大量钾通道开放，K+快速、大量外流，细胞内电位迅速下降，形成峰电位的下降支，即复极化时相→钠-钾泵被激活，泵入2K+，泵出3Na+，处于超极化状态→静息电位3.离子通道的门控机制（1）电压门控Na+通道和K+通道电压门控通道由带电蛋白质围绕形成的通道组成，通道蛋白对膜电压的变化具有高度敏感性。Na+通道有两种状态:激活态门和失活态门，使得Na+通道存在三种状态：门关闭但有能力开放状态；开放或激活状态；门关闭且无能力开放状态。K+通道只有一个门控状态：或开放或关闭。（2）动作电位各时期的解释静息电位时，所有电压门控Na+通道和K+通道均处于关闭状态。刺激引起膜除极化达到-50mV阈电位水平，Na+激活态门开放。Na+的内流中和了细胞内的负电荷，同时减少了胞外正电位水平。④Na+进一步内流直至膜电位达到0mV水平。⑤Na+进一步内流入胞内，使膜电位变正，膜外变负，膜极性反转；至峰电位时，Na+失活态门开始关闭，K+通道开放，Na+的内流停止，K+的外流开始。⑥K+的外流中和了膜外的负电荷，A-继续留在胞内，使膜内和膜外电位分别向正的和负的方向发展，直至膜电位达至0mV。⑦K+的持续外流使膜电位负极化，膜内电位再次变负，膜外变正，膜恢复到静息电位水平；此时Na+失活态门开放，激活态门关闭，准备接受下一次刺激；K+通过仍然开放的通道继续外流，使膜出现超极化。⑧K+通道关闭，膜恢复到静息电位水平。