2017考研西醫(yī)生理學(xué)之細(xì)胞的生物電現(xiàn)象

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一.興奮性的概念

1.興奮性：活細(xì)胞或組織對(duì)外界刺激具有發(fā)生反應(yīng)的能力或特性稱為興奮性。
2.可興奮細(xì)胞：神經(jīng)、肌肉、腺體三種組織接受刺激后，就能迅速表現(xiàn)出某種形式的反應(yīng)，因此被稱作可興奮細(xì)胞或可興奮組織。在近代生理學(xué)中，興奮性被理解為細(xì)胞在接受刺激時(shí)產(chǎn)生動(dòng)作電位的能力，而興奮就成為動(dòng)作電位的同義語(yǔ)。只有那些在受刺激時(shí)能出現(xiàn)動(dòng)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(yīng)發(fā)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(xì)胞、組織和生物體反應(yīng)的內(nèi)外環(huán)境的變化。
閾強(qiáng)度、閾刺激的概念：
當(dāng)一個(gè)刺激的其他參數(shù)不變時(shí)，能引起組織興奮，即產(chǎn)生動(dòng)作電位所需的最小刺激強(qiáng)度稱為閾強(qiáng)度，簡(jiǎn)稱閾值。衡量興奮性高低，通常以閾值為指標(biāo)。閾值的大小與興奮性的高低呈反變關(guān)系，組織或細(xì)胞產(chǎn)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(qiáng)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(xì)胞的興奮，但不是對(duì)組織不產(chǎn)生任何影響。
刺激引起組織興奮必須達(dá)到的條件刺激除能被機(jī)體或組織細(xì)胞感受外，還必須是閾刺激。如果刺激強(qiáng)度小于閾強(qiáng)度，則這個(gè)刺激不論持續(xù)多長(zhǎng)時(shí)間也不會(huì)引起組織興奮;如果刺激的持續(xù)時(shí)間小于時(shí)間閾值，則不論使用多么大的強(qiáng)度也不會(huì)引起組織興奮。

三.絕對(duì)不應(yīng)期存在的意義

絕對(duì)不應(yīng)期的存在的意義：絕對(duì)不應(yīng)期的持續(xù)時(shí)間相當(dāng)于前次興奮所產(chǎn)生動(dòng)作電位主要部分的持續(xù)時(shí)間，絕對(duì)不應(yīng)期的長(zhǎng)短決定了兩次興奮間的最小時(shí)間間隔。細(xì)胞在單位時(shí)間內(nèi)所能興奮的次數(shù)，亦即它能產(chǎn)生動(dòng)作電位的次數(shù)總不會(huì)超過絕對(duì)不應(yīng)期所占時(shí)間的倒數(shù)。

四.試述細(xì)胞的生物電現(xiàn)象及其產(chǎn)生機(jī)制

1.靜息電位的概念靜息電位是指細(xì)胞處于安靜狀態(tài)(未受刺激)時(shí)，存在于細(xì)胞膜內(nèi)外兩側(cè)的電位差，又稱跨膜靜息電位。
2.靜息電位產(chǎn)生機(jī)制細(xì)胞膜兩側(cè)帶電離子的分布和運(yùn)動(dòng)是細(xì)胞生物電產(chǎn)生的基礎(chǔ)。靜息電位也不例外。
A.產(chǎn)生的條件：
①細(xì)胞內(nèi)的K+的濃度高于細(xì)胞外近30倍。
②在靜息狀態(tài)下，細(xì)胞膜對(duì)K+的通透性大，對(duì)其他離子通透性很小。
B.產(chǎn)生的過程：
K+順濃度差向膜外擴(kuò)散，膜內(nèi)C1-因不能透過細(xì)胞膜被阻止在膜內(nèi)。致使膜外正電荷增多，電位變正，膜內(nèi)負(fù)電荷相對(duì)增多，電位變負(fù)，這樣膜內(nèi)外便形成一個(gè)電位差。當(dāng)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(dá)到平衡時(shí)，使膜內(nèi)外的電位差保持一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)，即靜息電位。這就是說(shuō)，細(xì)胞內(nèi)外K+的不均勻分布和安靜狀態(tài)下細(xì)胞膜主要對(duì)K+有通透性，是使細(xì)胞能保持內(nèi)負(fù)外正的極化狀態(tài)的基礎(chǔ)，所以靜息電位又稱為K+的平衡電位。
3.動(dòng)作電位的概念指可興奮細(xì)胞受到刺激時(shí)，在靜息電位的基礎(chǔ)上爆發(fā)的一次膜兩側(cè)電位的快速可逆的倒轉(zhuǎn)，并可以擴(kuò)布的電位變化。
4.動(dòng)作電位的產(chǎn)生機(jī)制
組成動(dòng)作電位包括上升支(去極相，膜內(nèi)電位由-90mV上升到+30mV)和下降支(復(fù)極相，恢復(fù)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(xù)時(shí)間很短，約0.5ms。
產(chǎn)生的條件：
①細(xì)胞內(nèi)外存在著Na+的濃度差，Na+在細(xì)胞外的濃度是細(xì)胞內(nèi)的13倍之多。
②當(dāng)細(xì)胞受到一定刺激時(shí)，膜對(duì)Na+的通透性增加。
產(chǎn)生的過程細(xì)胞外的Na+順濃度梯度流人細(xì)胞內(nèi)→當(dāng)膜內(nèi)負(fù)電位減小到閾電位時(shí)→Na+通道全部開放→Na+順濃度梯度瞬間大量?jī)?nèi)流，細(xì)胞內(nèi)正電荷增加→膜內(nèi)負(fù)電位從減小到消失進(jìn)而出現(xiàn)膜內(nèi)正電位→膜內(nèi)正電位增大到足以對(duì)抗由濃度差所致的Na+內(nèi)流→跨膜離子移動(dòng)和膜兩側(cè)電位達(dá)到一個(gè)新的平衡點(diǎn)，形成鋒電位的上升支，該過程主要是Na+內(nèi)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(guān)閉，K+通道被激活而開放，Na+內(nèi)流停止，膜對(duì)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(nèi)電位迅速下降(負(fù)值迅速上升)，直至恢復(fù)到靜息值，由+30mV降至-90mV，形成動(dòng)作電位的下降支(復(fù)極相)。該過程是K+外流形成的。當(dāng)膜復(fù)極化結(jié)束后，膜上的Na+-K+泵開始主動(dòng)將膜內(nèi)的Na+泵出膜外，同時(shí)把流失到膜外的K+泵回膜內(nèi)，Na+-K+的轉(zhuǎn)運(yùn)是耦聯(lián)進(jìn)行的，以恢復(fù)興奮前的離子分布的濃度。
5.動(dòng)作電位的特點(diǎn)：
①"全或無(wú)"現(xiàn)象：該現(xiàn)象可以表現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是動(dòng)作電位幅度。細(xì)胞接受有效刺激后，一旦產(chǎn)生動(dòng)作電位，其幅值就達(dá)最大，增大刺激強(qiáng)度，動(dòng)作電位的幅值不再增大。二是不衰減傳導(dǎo)。動(dòng)作電位在細(xì)胞膜的某一處產(chǎn)生后，可沿著細(xì)胞膜進(jìn)行傳導(dǎo)，無(wú)論傳導(dǎo)距離多遠(yuǎn)，其幅度和形狀均不改變。
②脈沖式傳導(dǎo)：由于不應(yīng)期的存在，使連續(xù)的多個(gè)動(dòng)作電位不可能融合在一起，因此兩個(gè)動(dòng)作電位之間總是具有一定的間隔，形成脈沖式。