1、静息电位(resting potential RP)
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第五章:动物的神经调节
第一节:神经元的基本结构与作用机制
一、神经元
1、组成:
(1)细胞体——由细胞膜、细胞质和细胞核组成。是神经元代谢和营养中心。
(2)突起——又称胞突,
有2种,一种如树状,有主干及
粗细分枝称为树突(dendron),
可有一个到多个;另一种细而长
称为轴突(axon),只有一个。
在机能上,树突是接受刺激传导
冲动至胞体;轴突则传导冲动离
开胞体。
——在神经元的胞质内有一种嗜硷性染料的小体称为尼氏小体(Nissl's body),实际是成堆的粗糙型内质网,它存在于树突,但不存在于轴突,也不存在于轴突
起源的地方(轴丘),因此可用
以区别轴突和树突。
——有的轴突外围有髓鞘
(myelin sheath)和神经膜包围,
称为有髓神经纤维(myelinaied
nerve fiber);无鞘者称为无髓
神经纤维(nonmyelinated nerve
fiber)。
神经末梢:神经纤维的末端
无髓鞘和神经膜,仅以很细的纤
维终止于器官组织内,称为神经末梢。
2、功能:是神经系统的形态和功能单位,具有感受内外刺激和传导兴奋(冲动)的能力。
二、反射弧
——神经调节的最基本过程是反射
反射:在CNS参与下,机体对刺激发生的适应性反应。
反射弧:反射活动的形态学结构基础。
包括:感受器,传入神经,中枢,传出神经和效应器五部分。——反射的类型:
非条件反射(unconditional reflex):是种族所共有的,生来就具备的,一些有着固定反射弧的比较简单的反射活动。
条件反射(conditional reflex):是个体所特有的,在后天生活过程
中根据个体所处的生活条件而形成的反射活动。
三、神经的冲动与传导
(一)细胞的生物电现象
活的细胞或组织,不论是安静状态还是活动状态,都伴有电位差的存在,即有电现象,所以叫做生物电。
生物电包括:
(1)静息电位(resting potential RP)
(2)动作电位(action potential AP)
1、静息电位(resting potential RP)
神经与肌肉在安静的条件下,存在于细胞膜内外两端的电位差,称跨膜静息电位(transmembrane resting potential),简称静息电位(RP)(或RMP Resting membrane potential)。膜内较膜外为负。(生理学中常把膜外电位规定为0,因此膜内为“负”)
几个概念:
极化(polarization):指内负外正的状态。
去极化(depolarization):指膜内负值的减少。即:|RP|减少
超极化(hyperpolarization):指膜内负值的增大。即:|RP|增大
静息电位动作电位
2、动作电位(action potential. AP)
当神经纤维受到刺激而兴奋时,细胞膜在RP的基础上产生短暂的可向四周传播的电位变化,此电位变化称为AP。
——AP是兴奋的标志,神经冲动(impulse)就是沿神经纤维传导的AP。
上升相:去极化,超射
下降相:复极化
负后电位(骨骼肌纤维)
正后电位(神经纤维)
(二)生物电产生的原理:
1、RP产生的原理:
静息时,细胞膜内外离子浓度情况:
①[K+]内>[K+]外约30:1
②细胞膜对K+的通透性高,对Na+,Cl-通透性低,而有机负离子(A-) 则不能通过细胞膜。
(静息时,细胞膜对K+的通透性比对Na+的通透性大50—100倍)因此,由于浓度差,K+外流,而A-却留在膜内,从而造成“内负外正”的状态,形成电位差,而这种电位差又能阻止K+进一步外流,即:
a.因浓度差,使K+外流
b.因电位差,阻止K+外流
当a.b两种力量达到平衡时,膜内外两侧的电位差称RP。
——RP接近于K+的平衡电位。
——平衡电位:当膜两侧因浓度差和电位差对某种离子移动效应达到平衡时,膜内外两侧的电位差称该离子的平衡电位。
2、AP产生的原理:
①[Na+]外>[Na+]内约12:1
②电位差:内负外正。Na+有内流的趋势
(1)上升相:阈刺激使膜的Na+通道被激活,膜对Na+的通透性比静息时突然增大500倍(远远高于对K+的通透性),Na+顺浓度差,电位差大量、快速地进入膜内,使膜电位上升,极化消除,进而倒转,发] 生超射。(其最高水平接近于Na+的平衡电位)
(2)下降相:膜对Na+通透性的增加,其时间非常短暂,随后Na+通道关闭,而K+通道随即激活,于是K+顺浓度差,电位差迅速外流,形成AP的下降支。当电位梯度和浓度梯度造成的力量相等时,K+停止外流。(3)后电位:AP产生过程的Na+内流和K+外流,都是被动转运过程。
AP经过复极化,膜电位虽然恢复,但与RP相比,膜内Na+增加,而K+ 减少,这时,Na+泵活动增强,将膜内多余的Na+排出,而把膜外的K+ 重新运进膜内,恢复到RP状态。这时进行的Na+和K+主动转运的过程,构成了后电位时相。
(三)AP在同一细胞上的传导:
1、传导的原理——局部电流(local current)学说
产生AP兴奋部位的
反极化和静息部位的极
化之间出现了电位差,
因而必然会产生局部电
流,这个局部电流起到外
加电流的作用,刺激相邻
的部位,引起新的AP。如
此顺序连续推移,就
表现为AP的传导。
——有髓神经纤维的传导为“跳跃传导”。
——AP在同一细胞范围内的扩布称传导(conduction),如涉及到两个细胞则称传递(transmission)。
2、传导的特点:
(1)双向性:AP可同时向两侧传导。
(2)不衰减性(非递减性):AP不随距离增加而衰减。。
(3)相对不疲劳性:与肌肉组织比较,神经传导相对不易疲劳。(4)生理完整性:若神经纤维在结构上和生理上不完整,则会出现传导阻滞。
(5)绝缘性:神经干内的许多神经纤维各自传导本身的冲动,彼此相互间绝缘。
(四)突触传递: