第四节细胞生物电视频3在线视频

今天我们就讲到这

同学们大家好

我们接着上一次细胞生物电现象的

我们来讲第二个现象

就是动作电位

这里标题是第三

我们前面讲了损伤电位、静息电位

下面我们来看动作电位

那么什么是动作电位

我们先来看一看动作电位的测定

这张图上一次我们已经讲过了

所以这里不再赘诉

只是我们来看一看在它的末端

在这个神经的一端

我们放一个刺激电极来刺激它

当给一个刺激的时候

我们发现原来的静息电位变掉了

突然间它上升

本来这是零膜内外是零

它超过 也就是说

膜内从负一直变到了正

然后又快速回来

回的比原来更低

然后再回去

这个波动是瞬间完成的

一般只需要零点几到

一点几个毫秒就结束了

那么这样一个变化的过程就称之为动作电位

我们把它来叫action potential

我们来看这里action potential

简称是AP

它是膜受到刺激后

在原有静息电位基础上发生的一次

两侧电位的快速可逆的倒转和复原

这样一个过程

我们称为动作电位

那么整个动作电位

它的发生的这个过程

我们来看一看这张图

这张图 给它分解一下

有一些名称我们在这里解释一下

大家看 上去 下来

这个像一个锋一样的

这个锋不是山峰的峰是刀锋的锋

它像一把刀 你看这个刀的一个断面

这相当于是一个快口

快口这样的 这相当于刀背

这相当于刀锋

是这样的的一个快速上下的一个电位

这个快上快下的

我们叫作锋电位

而后缓慢变化的我们叫后电位

那么这个后电位

在原来静息电位之上的缓慢变化部分

叫作负后电位

而低于静息电位下面的这个缓慢变化过程

我们叫正后电位 正后电位

好 下面我们来看一看它的形成过程

首先 这个状态

膜外膜内处于正负两极的状态

我们称为叫极化

静息电位 然后是去极化

去极化一直到顶整个都叫去极化

但有时候

把零以上部分

我们把这部分叫做动作电位的超射

或者叫作反极化过程

因为它膜内为正膜外为负了

反过来了 称为反极化

然后是复极化 从顶一直恢复到极化状态

是一个复极化过程

最后这个复极化到最后大家看

比静息电位极化状态还要大

超过了原有极化状态 我们叫超极化

最后回到静息电位

回到静息电位

是这样的一个过程

这就是一个动作电位

那么动作电位为什么会产生

我们上一次讲过静息电位

它是由钾离子的外流所引起的

那么动作电位是什么离子流有关系呢

这个要简单介绍一下

一种实验方法 我们叫作电压钳制技术

我简单解释一下

我们看先看这一个模块

这是一个放大器

这个放大器我们看

一个电极插在细胞内

另外一个接地 接地相当于它

相当于它在细胞外

这是膜内外的电位差

所以它可以监测膜电位的

当时监测到膜电位是多少

好 这边是一个膜电位的固定指令

比如说我现在要求

你本来不是负九十毫伏吗

我现在要求负五十毫伏

要把膜电位抬高

要把里面的电位抬高

抬高的过程这里面插进去一个电极

你要抬高里面要补偿正电荷

于是就有电荷流进去

流进去之后

使里面的电荷达到我的要求

那么在负五十毫伏的时候

负五十毫伏的时候

这样会引起膜内外的这个电流会增加

会增加

用这样一种方式来研究动作电位变化过程中

这个膜对离子的通透情况

通过这种方法我们获得了这样的一个数据

这个黑颜色代表的是动作电位的一个变化过程

在这个动作电位变化过程当中

红颜色代表的是一个电导

钠离子的电导

那么电导是电阻的倒数

我们把电阻单位叫欧姆

电导的电位是姆欧

那么我们可以发现

随着动作电位的产生

钠离子的电导迅速上升

也就是说膜对钠离子的通透性迅速上升

动作电位下降的时候

钠离子通透性又迅速下降

钾离子的通透性上升

导致了这一个的动作电位的一个下降过程

那么这是所测得的膜的通透性的转变

下面我们来看一看

根据这个通透性就得出来

动作电位的钠离子学说

去极化是膜对钠离子通透性上升

钠离子内流所引起的

然后到达峰值的时候

认为是钠离子的平衡电位

因为钠离子大量进去里面

积聚了正电荷

阻止了钠离子的继续进入

达到平衡导致这个峰值

负极化是钠离子通透性下降

然后钾离子通透性上升

大量的正电荷又往外流

所以导致膜内的电位迅速的下降

最后到达极化状态

也就是静息电位附近

又会达到钾离子的平衡电位

因为钾离子不断流出

最终又阻止钾离子流出

达到一个平衡

那么大家知道在这个过程中

流进去了大量的钠离子

流出去大量的钾离子

这时候钠钾泵活动上升

通过这个泵的活动把钾离子泵进来

把钠离子泵出去

使细胞内外恢复到原有的离子状态

下面是这个证明

那怎么证明呢

很简单

动作电位它是由钠离子通道开放所引起的

所以你只要钠离子通道的这个阻断

用阻断剂把这个通道阻断

我们发现动作电位就不产生了

这是一个 第二个更简单

因为我们做这个枪乌贼巨轴突的话

外面是海水

一部分的海水用预限葡萄糖来取代

我们看红颜色的

被取代之后动作电位下降了

我又恢复到海水

它又慢慢恢复到原有水平

那就说明它和钠离子是有关系的

那么第三个

进一步证明在膜上

确实存在着钠钾泵 钠钾泵

它是一种消耗ATP的一种泵

我们可以看在消耗ATP的过程中

它把进来的钠离子运出去

而把流出去的钾离子再泵进来

通常认为这个泵的传输比例是

往往都是三个钠离子出去

我们看

两个钾离子运进来同时进行

动作电位的特点

第一，all or none

这个希望大家要记住的

动作电位它要么产生就是一个完整的动作电位

要么就不产生

它不可能产生半个动作电位

这就所谓的全或无

第二 特点是不衰减的传导 神经纤维很长

我们的一个细胞体在腰部

这个神经纤维在脚指头

那么这个动作电位

它可以向外传出去再传到脚指头

它还是那么大小

所以它是不衰减的传导

第三个它是一个脉冲信号

不是连续的

总是产生马上就消失

产生马上就消失

所以由于它的OON

我们再换成现代的语言就是ON或者OFF

所以给大家留一个问题

那么动作电位

它是属于是模拟信号呢还是数值信号