【知识归纳】
(一)静息电位(RP):
1.定义:细胞未受刺激时膜两侧的电位差,是一切生物电现象产生的基础。
2.基本术语:膜两侧电荷分布状态:
极 化:静息电位时,膜两侧保持的内负外正的状态。
去极化:静息电位向负值减小的方向变化。
反极化:膜内电位由零变为正值的过程。
复极化:去极化、反极化后恢复到极化的过程。
超极化:静息电位向负值增大的方向变化。
3.静息电位形成原理
A. 产生的条件:
①细胞内的K+的浓度高于细胞外近30倍。②在静息状态下,细胞膜对K+的通透性大,对其他离子钠离子和氯离子通透性很小,对A-几乎不通透。
B. 产生的过程:K+顺浓度差向膜外扩散,膜内A-因不能透过细胞膜被阻止在膜内。致使膜外正电荷增多,电位变正,膜内负电荷相对增多,电位变负,这样膜内外便形成一个电位差。当促使K+外流的浓度差和阻止K+外流的电位差这两种拮抗力量达到平衡时,使膜内外的电位差保持一个稳定状态,即静息电位。这就是说,细胞内外K+的不均匀分布和安静状态下细胞膜主要对K+有通透性,是使细胞能保持内负外正的极化状态的基础,所以静息电位又称为K+的平衡电位。
4.结论:静息电位的形成主要由钾离子外流(经通道转运的易化扩散)引起。
(二)动作电位(AP):
1.定义:是膜受到有效刺激后,在RP的基础上发生的一次膜电位的快速,可逆,可扩布的电位变化。动作电位是产生细胞兴奋的标志
2.组成:上升支(去极化:钠离子内流)+下降支(复极化:钾离子外流)
3.形成原理:
产生的条件:(1)细胞内外存在着Na+的浓度差,Na+在细胞外的浓度是细胞内的13倍之多。(2)当细胞受到一定刺激时,膜对Na+的通透性增加。
动作电位分期 | 产生机制 | 电位变化 |
去极化期 | 刺激达阈值,膜部分去极化达到阈电位,钠离子通道大量开发,钠离子迅速内流 | 膜受刺激后快速去极化和反极化 |
复极化期 | 钠离子通道迅速关闭,钠离子内流停止;膜对钾离子通透性增加,钾离子外流 | 膜电位迅速复极化 |
完全恢复期 | 通过钠钾泵,驱钠摄钾,石细胞内钾离子恢复。 | 膜电位恢复静息电位水平 |
4.阈电位:使膜对Na离子通透性突然增大而爆发动作电位的临界膜电位值称阈电位。
5. 阈刺激:强度等于阈值的刺激
(三)动作电位在同一细胞上的传导特征
1.双向传导:当神经纤维的中间受到刺激,动作电位可同时向神经纤维两端传导。
2.不衰减性传导:动作电位在同一细胞上的传导,幅度不随着传导距离的增大而减小
3.“全或无”现象:刺激达不到阈值,不产生动作电位(无),刺激强度达到阈值,即产生动作电位且达到最大幅度,其值不随着刺激强度的增大而继续增大。
(四)动作电位和静息电位的比较
| 静息电位 | 动作电位 |
发生时间 | 安静时 | 兴奋时 |
机制 | 钾离子外流 | 钠离子内流 |
传播 | 不传播 | 不衰减传播,双向传播,全或无传播 |
意义 | 处于极化状态的标志 | 产生兴奋的标志 |
特点 | 稳定电位 | 快速、短暂、可逆 |
【典例精讲】
【例1】刺激引起兴奋的基本条件是使跨膜电位达到( )
A.峰电位B.阈电位C.负后电位D.局部电位E.正后电位
【解析】要爆发动作电位必须达到阈电位,即能使钠离子通道大量开发促使钠离子大量内流的临界膜电位值。
【例2】大多数细胞产生和维持静息电位的主要原因是
A.细胞内高K+ 浓度和安静时膜主要对K+ 有通透性
B.细胞内高K+ 浓度和安静时膜主要对Na+ 有通透性
C.细胞外高Na+ 浓度和安静时膜主要对K+ 有通透性
D.细胞内高Na+ 浓度和安静时膜主要对Na+ 有通透性
E.细胞外高K+ 浓度和安静时膜主要对K+ 有通透性
【解析】本题主要考察静息电位产生的条件和机制,静息电位主要是钾离子外流引起,条件是细胞内高钾和安静是膜对钾离子有通透性。
【答案】A
【例3】关于动作电位的传导,错误的是( )
A.动作电位是以局部电位而传导的 B.动作电位的传导速度与刺激强度无关
C.动作电位幅度越大,传导速度越快 D.离体神经的兴奋传导是单向的
E.兴奋的传导是不衰减的
【解析】本题考查动作电位传导特点:全或无,不衰减传导,双向传导;动作电位传导是以局部电位传导,传导速度与刺激强度无关,因为只要达到阈值就爆发最大动作电位且产生最大幅度,动作电位传导是双向传导而不是单向。
【答案】D
【典例精讲】4.细胞发生去极化后向原先的极化方向恢复称为( )
A.超极化 B.去极化 C.复极化 D.反极化
【解析】本题考查对基本定义的理解,去极化后向原先的极化方向恢复称为复极化
【答案】C
【同步训练】
(一)单项选择题
1. 静息电位的形成主要是( )
A.Na+内流的电化学平衡电位 B.K+内流的电化学平衡电位
C.Na外流的电化学平衡电位 D.K+外流的电化学平衡电位
E.K+外流,Na+内流的结果
2.随着刺激强度的增大,动作电位的幅度( )
A.逐步增大 B.逐步减小 C.接近零电位 D.不变 E.先增大后减小
3.形成静息电位的主要因素是( )
A.K+内流 B.Cl—内流 C.Na+内流 D.K+外流 E.Ca2+内流
4.神经细胞锋电位上升支的离子机制是( )
A.Na+内流 B.Na+外流 C.K+内流 D.K+外流 E.Ca2+内流
5.对单条神经纤维而言,在阈强度的基础上将刺激强度增加1倍,动作电位的幅度
A.增加1倍 B.减少1倍 C.增加2倍 D.减少2倍 E.不变
6.生理静息状态下,细胞膜内外两侧的电位差称为( )
A.静息电位 B,阔电位 C.局部电位 D.锋电位 E.动作电位
7. 可兴奋细胞兴奋的标志是( )
A.腺体分泌 B.动作电位 C.肌肉收缩 D.局部电位 E.以上均不是
8. 动作电位的去极相产生是由于( )
A.Na+内流的平衡电位 B.K+内流的平衡电位 C.Na+外流的平衡电位
D.K+外流的平衡电位 E.K+外流,Na+外流
9. 有关静息电位的叙述,哪项是错误的( )
A、由K+外流所致,相当于K+的平衡电位
B、膜内电位较膜外为负
C、各种细胞的静息电位数值是不相同的
D、是指细胞安静时,膜内外电位差
E、是指细胞安静时,膜外的电位
10. 阈电位指能引起Na+通道大量开放而引发动作电位的( )
A、临界膜电位数值
B、最大局部电位数值
C、局部电位数值
D、临界超射值
E、临界峰电位数值
11.静息状态的标志是( )
A.极化 B.抑制 C.阈值
D.动作电位 E.兴奋
12. 动作电位去极化产生的离子基础是( )
A. Na+内流 B.Na+外流 C.K+外流
D.K+内流 E.Ca2+内流
13.可兴奋细胞受到阈刺激后将产生( )
A.静息电位 B.动作电位 C.阈电位
D.局部电位 E.上述电位都可能
14.当静息电位的数值向膜内负值加大的方向变化时,称为( )
A.极化 B.去极化 C.复极化 D.反极化 E.超极化
15. 静息时细胞膜内外的Na+和K+浓度差的维持有赖于( )
A.膜上ATP的作用 B.膜上的Na+ -K+泵作用
C.Na+、K+易化扩散的结果 D.Na+ -K+交换
E.膜对Na+、K+单纯扩散
16.判断组织兴奋性高低的常用指标是( )
A.静息电位 B. 阈电位 C. 阈强度
D.刺激强度的变化速度 E.刺激的频率
17.单纯扩散、易化扩散和主动转运的共同点是( )
A.细胞本身都要消耗能量
B.是离子和小分子物质的转运形式
C.需膜蛋白质的帮助
D.均是从高浓度向低浓度侧转运
E.均是从低浓度向高浓度侧转运
18.细胞膜在静息情况下,对下列哪种离子通透性最大( )
A.K+ B.Na+ C.Cl-
D.Ca2+ E.Mg2+
19.Na泵能逆浓度差主动转运Na+和K+,其转运方式是
A.将Na+和K+转入细胞B.将Na+和K+转出细胞
C.将Na+转出细胞,K+转入细胞D.将Na+转入细胞,K+转出细胞
E.以上都不对
20. 静息电位是指
A.安静时细胞膜内不同部位的电位差
B.安静时细胞膜外两点之间的电位差
C.安静时存在于细胞膜两侧的电位差
D.生物体表面两点之间的电位差
E.生物体内部两点之间的电位差
21. 神经纤维动作电位下降支属于
A.去极化 B.复极化 C.反极化
D.超极化 E.极化
22.大多数可兴奋细胞接受刺激发生兴奋的共同表现是
A.神经冲动 B.收缩 C.分泌
D.动作电位 E.代谢增高
23.与神经细胞动作电位去极化有关的离子是
A. K+ B.CI- C.Ca2+ D.Na+ E.Mg2+
(二)填空题
1.从生物电现象看,兴奋的标志是产生 ____;细胞生理静息状态的标志是____。
2.在静息状态下,膜对____有较大的通透性,所以静息电位又称____ 的平衡电位。
3.当神经细胞受刺激,局部产生去极化达到____水平时,膜对____的通透性突然增大,从而引起动作电位的产生。
4.动作电位上升支(去极化)的出现是由于膜对____的通透性突然增大,而下降支(复极化)则与随后出现的____通透性的增大有关。
5.在同一细胞上动作电位的传导机制是通过兴奋部位与安静部位之间产生的____的结果。
(三)名词解释
阈电位 静息电位 动作电位 去极化 阈刺激
(四)简答题
1. 简述静息电位形成原理?
2.简述动作电位形成原理?
3.试比较动作电位与静息电位的主要区别?
案例3:
王阿姨,48岁,患有胰岛素依赖型糖尿病,伴高血压症,医生同时给她使用胰岛素和普萘洛尔治疗。病人近来感觉明显的肌肉无力。医院检查发现其血K+为6.5mmol/L(正常值为3.5~5.5mmolL)。医生决定减少其服用普萘洛尔的剂量并增加了胰岛素的用量。数日后,血K+降至4.7mmol/L,肌无力恢复正常。
【请思考】
问题1:试分析此病人肌无力的原因?
问题2:针对此病人在护理中应注意哪些问题?
【答案】
问题1:普萘洛尔为非选择性β受体阻滞剂,会引起高钾血症。高血钾引起细胞里面的钠交换出来,之后钠交换钙,引起细胞内低钙,造成肌无力。
问题2:①普萘洛尔为β受体阻滞剂,耐受量个体差异大,用量必须个体化,首次用本品时需从小剂量开始,逐渐增加剂量并密切观察反应以免发生意外。长期用本品者撤药须逐渐递减剂量,至少经过3天,一般为2周。长期应用本品可在少数病人出现心力衰竭,倘若出现,可用洋地黄苷类和(或)利尿剂纠正,并逐渐递减剂量,最后停用。普萘洛尔可引起糖尿病患者血糖降低,糖尿病患者应定期检查血糖。服用本品期间应定期检查血常规、血压、心功能、肝肾功能等。②要根据患者的血糖,来制定胰岛素的用量或者遵医嘱使用,避免低血糖的发生。如果患者出现心慌、手抖、出汗等低血糖的迹象的时候,建议立即测量血糖。如果血糖低需要紧急口服一些食物。在注射胰岛素之前,要做好局部的皮肤消毒工作。长期注射胰岛素局部的皮肤可能会形成硬结或者是脂肪萎缩,所以要经常换地点注射。