简述细胞生物电现象(细胞的生物电现象在临床有哪些应用)

2016年西医综合考研：细胞生物电现象

1.兴奋性的概念

1、兴奋性：活细胞或组织对外界刺激作出反应的能力或特性称为兴奋性。 2、兴奋细胞：神经、肌肉、腺体三种组织受到刺激后，能迅速表现出某种形式的反应，故称为兴奋细胞或兴奋组织。在现代生理学中，兴奋性被理解为细胞在接受刺激时产生动作电位的能力，兴奋性也成为动作电位的代名词。只有那些受刺激时能产生动作电位的组织才能称为兴奋组织；兴奋性水平是指反应发生的难易程度。

2.引起兴奋的情况

刺激的概念：刺激是指能引起细胞、组织和生物体反应的内外环境变化。

阈值强度和阈值刺激的概念

当刺激的其他参数不变时，引起组织兴奋，即产生动作电位所需的最小刺激强度，称为阈值强度，简称阈值。为了衡量兴奋性的高低，通常采用阈值作为指标。阈值的大小与兴奋性水平成反比关系。组织或细胞产生兴奋所需的阈值越高，其兴奋性越低；反之，其兴奋性越高。

强度等于阈值的刺激称为阈值刺激，强度高于阈值的刺激称为阈上刺激，强度低于阈值的刺激称为阈下刺激。阈下刺激不能引起组织细胞兴奋，但对组织没有任何作用。

刺激引起组织兴奋必须满足条件。除了被身体或组织细胞感觉到之外，刺激还必须是阈值刺激。如果刺激强度小于阈值强度，则无论刺激持续多长时间都不会引起组织兴奋；如果刺激持续时间小于时间阈值，无论强度多高，都不会引起组织兴奋。

3、绝对不应期存在的意义是什么？

绝对不应期存在的意义：绝对不应期的持续时间相当于前次兴奋产生的动作电位主要部分的持续时间。绝对不应期的长度决定了两次激发之间的最小时间间隔。细胞在单位时间内可以兴奋的次数，即它可以产生的动作电位的数量，永远不会超过绝对不应期的倒数。

4.描述细胞的生物电现象及其产生机制

1、静息电位的概念静息电位是指细胞处于安静状态（未受刺激）时，细胞膜内外存在的电位差，又称跨膜静息电位。

2、静息电位产生机制细胞膜两侧带电离子的分布和运动是细胞生物电产生的基础。静息电位也不例外。

A、发生条件：

细胞内K+浓度比细胞外高近30倍。

在静息状态下，细胞膜对K+的渗透性较高，对其他离子的渗透性很小。

B、生产过程：

K+沿浓度差扩散出膜外，膜内的C1-因不能透过细胞膜而被阻挡在膜内。其结果是，膜外部的正电荷增加，电势变为正，而膜内部的负电荷相对增加，电势变为负，从而在膜内外形成电势差。当促进K+流出的浓度差和阻止K+流出的电位差这两种对抗力达到平衡时，膜内外的电位差保持稳定状态，即静息电位。也就是说，细胞内外K+分布不均匀以及安静状态下细胞膜对K+的主要通透性是细胞保持内负外正极化状态的基础，因此静息状态电位也称为K+电位平衡。

3、动作电位的概念是指当可兴奋细胞受到刺激时，在静息电位的基础上爆发的膜两侧电位的快速可逆反转，是一种可以扩散的电位变化。

4. 动作电位产生机制

动作电位由上升支（去极化相，膜内电位从-90mV上升至+30mV）和下降支（复极相，恢复到接近刺激前的静息电位水平）组成。上升支路超过0mV 的净正部分称为过冲。上升支撑持续时间很短，大约0.5ms。

生成条件：

细胞内外Na+浓度存在差异。细胞外的Na+浓度是细胞内的13倍。

当细胞受到一定程度的刺激时，细胞膜对Na+的通透性增加。

产生的过程是细胞外Na+沿浓度梯度流入细胞内当膜内负电位降低至阈电位所有Na+通道打开Na+沿浓度梯度瞬间大量流入，正电位细胞内电荷增加 膜内负电位电位降低至消失，然后膜内正电位出现 膜内正电位增加，足以抵抗浓度差引起的Na+ 流入 细胞移动跨膜离子与膜两侧的电位达到新的平衡点，形成一个前沿电位的上升分支。这个过程主要是Na+流入形成的平衡电位，故称为Na+平衡电位。去极化过程中，Na+通道失活并关闭，K+通道激活并打开，Na+停止流入，膜对K+的通透性增加，K+借助浓度差和电位差迅速流出，引起膜电位迅速下降（负值迅速上升），直到回到静息值，从+30mV到-90mV，形成动作电位的下降分支（复极化相）。这个过程是K+流出造成的。当膜复极化完成后，膜上的Na+-K+泵开始主动将膜内的Na+泵出膜外，同时将损失在膜外的K+泵回膜内。 Na+-K+ 传输是耦合的。恢复激发前的离子浓度分布。

5、动作电位的特点：

“全有或全无”现象：这种现象可表现在两个方面：一是动作电位幅度。细胞受到有效刺激后，一旦产生动作电位，其幅度就会达到最大值。如果增加刺激强度，动作电位的振幅将不再增加。第二是传导不衰减。动作电位在细胞膜某处产生后，可以沿着细胞膜传导。无论传导距离有多远，其振幅和形状都不会改变。

脉冲传导：由于不应期的存在，多个连续动作电位不可能融合在一起，因此两个动作电位之间总是有一定的间隔，形成脉冲。

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