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卫生化学极化作用 | 极化生理学

1. 极化生理学

阈强度(threshold intensity)是一个生物学术语,指的是引起组织发生反应的最小刺激强度(具有足够的、恒定的持续时间和强度-时间比率),又称之为强度阈值。

基本信息

中文名阈强度

外文名threshold intensity

别名强度阈值

特点

与刺激的强度无关

原理

阈下刺激和阈刺激或阈上刺激一样均可以引起细胞膜去极化,但阈下刺激不会引发动作电位。这是因为阈刺激和阈上刺激可使细胞膜上Na+通道大量激活,Na+内流大量增多从而出现一次快速的可逆的电变化,即动作电位,这个过程一旦发生即与刺激的强度无关。

区别

阈强度与阈电位的区别

阈强度是使膜电位去极化达到阈电位引发动作电位的最小刺激强度,是刺激的强度阈值。

阈电位是指能使可兴奋细胞膜Na+或Ca2+通透性突然增大的临界膜电位。

阈强度和阈电位的概念不同,但结果相同,都使细胞产生动作电位,并且两者都能反映细胞的兴奋性。

2. 生物学极化

生物中静息电位是细胞膜两侧外正内负的电位差。细胞膜两侧的离子呈不均衡分布,膜内的钾离子高于膜外,膜内的钠离子和氯离子低于膜外,即胞内为高钾、低钠、低氯的环境。此外,有机阴离子仅存在于细胞内。

在安静状态下,细胞膜对钾离子通透性大,对钠离子通透性很小,仅为钾离子通透性的1/100~1/50,而对氯离子则几乎没有通透性。因此,细胞静息期主要的离子流为钾离子外流。

钾离子外流导致正电荷向外转移,其结果导致细胞内的正电荷减少而细胞外正电荷增多,从而形成细胞膜外侧电位高而细胞膜内侧电位低的电位差。

在一个微电极尖端刺入膜内的一瞬间,示波器上会显示出突然的电位改变,这表明两个电极间存在电位差,即细胞膜两侧存在电位差,膜内的电位较膜外低。该电位在安静状态始终保持不变。

扩展资料:

细胞膜两侧的离子呈不均衡分布,膜内的钾离子高于膜外,膜内的钠离子和氯离子低于膜外,即胞内为高钾、低钠、低氯的环境。此外,有机阴离子仅存在于细胞内。

在安静状态下,细胞膜对钾离子通透性大,对钠离子通透性很小,仅为钾离子通透性的1/100~1/50,而对氯离子则几乎没有通透性。因此,细胞静息期主要的离子流为钾离子外流。

钾离子外流导致正电荷向外转移,其结果导致细胞内的正电荷减少而细胞外正电荷增多,从而形成细胞膜外侧电位高而细胞膜内侧电位低的电位差。可见,钾离子外流是静息电位形成的基础,推动钾离子外流的动力是膜内外钾离子浓度差。

静息状态下钾离子的外流是构成静息电位的主要因素。一般细胞内钾离子的浓度变化非常小,因此造成细胞内外钾离子浓度差变动的主要因素是细胞外的钾离子浓度。

如果细胞外钾离子浓度增高,可使细胞内外的钾离子浓度差减小,从而使钾离子向外扩散的动力减弱,钾离子外流减少,结果是静息电位减小。反之,则使静息电位增高。这个实验也进一步说明,形成静息电位的主要离子就是钾离子。

参考资料来源:

3. 生理学中极化的概念

静息电位产生的机制 “离子学说”认为,细胞水平生物电产生的前提有二:①细胞内外离子分布和浓度不同。

就正离子来说,膜内K+浓度较高,约为膜外的30倍。膜外Na+浓度较高约为膜内的10倍。从负离子来看,膜外以Cl-为主,膜内则以大分子有机负离子(A-)为主。②细胞膜在不同的情况下,对不同离子的通透性并不一样,如在静息状态下,膜对K+的通透性大,对Na+的通透性则很小。对膜内大分子A-则无通透性。由于膜内外存在着K+浓度梯度,而且在静息状态下,膜对K+又有较大的通透性(K+通道开放),所以一部分K+便会顺着浓度梯度向膜外扩散,即K+外流。膜内带负电荷的大分子A-,由于电荷异性相吸的作用,也应随K+外流,但因不能透过细胞膜而被阻止在膜的内表面,致使膜外正电荷增多,电位变正,膜内负电荷增多,电位变负。这样膜内外之间便形成了电位差,它在膜外排斥K+外流,在膜内又牵制K+的外流,于是K+外流逐渐减少。当促使K+流的浓度梯度和阻止K+外流的电梯度这两种抵抗力量相等时,K+的净外流停止,使膜内外的电位差保持在一个稳定状态。因此,可以说静息电位主要是K+外流所形成的电一化学平衡电位。动作电位产生的机制 动作电位产生的机制与静息电位相似,都与细胞膜的通透性及离子转运有关。l.去极化过程 当细胞受刺激而兴奋时,膜对Na+通透性增大,对K+通透性减小,于是细胞外的Na+便会顺其波度梯度和电梯度向胞内扩散,导致膜内负电位减小,直至膜内电位比膜外高,形成内正外负的反极化状态。当促使Na+内流的浓度梯度和阻止Na+内流的电梯度,这两种拮抗力量相等时,Na+的净内流停止。因此,可以说动作电位的去极化过程相当于Na+内流所形成的电一化学平衡电位。2.复极化过程 当细胞膜除极到峰值时,细胞膜的Na+通道迅速关闭,而对K+的通透性增大,于是细胞内的K+便顺其浓度梯度向细胞外扩散,导致膜内负电位增大,直至恢复到静息时的数值。可兴奋细胞每发生一次动作电位,总会有一部分Na+在去极化中扩散到细胞内,并有一部分K+在复极过程中扩散到细胞外。这样就激活了Na+-K+依赖式 ATP酶即Na+-K+泵,于是钠泵加速运转,将胞内多余的Na+泵出胞外,同时把胞外增多的K+泵进胞内,以恢复静息状态的离子分布,保持细胞的正常兴奋性。如果说静息电位是兴奋性的基础,那么,动作电位是可兴奋细胞兴奋的标志。

4. 极化 生理学

超极化激活的内向离子电流(If)是一种随时间而进行性增强的内向离子流,主要由Na+负载。

If通道被充分激活的电位约在-100mV水平。

正常情况下,窦房结P细胞的最大复极电位仅约-70mV,在此电位水平,If通道的 激活十分缓慢,形成的电流强度较小,因此内向If对窦房结P细胞4期自动去极化所起的作用远不及Ik的衰减。

外向Ik的衰减与内向If的两者对4期自动去极化的作用之比为6:1。

与此相反,If在浦肯野细胞4期自动去极化过程中的作用却重要得多。

5. 极化生理学名词解释

组织细胞在无外来刺激条件下能自动产生节律性兴奋的特性,简称自律性。具有自律性的组织或细胞,称自律组织或自律细胞,其单位时间(分)内能自动兴奋的频率,是衡量自律性高低的指标。

哺乳动物心肌的自动节律性来自心脏特殊传导系统的自律细胞(起搏细胞和浦肯野细胞),自律性的形成是以膜电位在舒张期(4期)自动除极为基础。自律细胞的膜电位在舒张期(4期)复极化达最大值(又称最大舒张位)时,即自动、缓慢去极化,达阈电位即爆发全面除极而产生动作电位。

各种自律细胞舒张期自动除极的速度不同,窦房结的起搏细胞最快,所以自律性最高,浦肯野细胞最慢,故自律性最低。起搏细胞的自动除极是由Ca2 内流引起,浦肯野细胞自动除极,是由于细胞膜对K 的通透性降低,K 外流逐渐减少,与此同时,Na 仍保持少量而稳定的内流,最终使Na 内流超过K 外流而自动除极。由于两种自律活动的离子流基础不同,它们对各种生理、病理因素及药物的反应有量和质的区别。

6. 生理学极化是什么意思

暗电流

暗电流,物理学名词。表示在一定的发光电流影响下,光敏晶体管集电极输出电流。光电耦合器的输出特性是指在一定的发光电流IF下,光敏管所加偏置电压VCE与输出电流IC之间的关系,当IF=0时,发光二极管不发光,此时的光敏晶体管集电极输出电流称为暗电流,一般很小。

基本信息

中文名

暗电流

外文名

Dark current

别名

无照电流

简介

暗电流dark current,也称无照电流。暗电流是指器件在反偏压条件下,没有入射光时产生的反向直流电流(它包括晶体材料表面缺陷形成的泄漏电流和载流子热扩散形成的本征暗电流)。

产生原理

暗电流

所谓暗电流指的是光伏电池在无光照时,由外电压作用下P-N结内流过的单向电流。光电倍增管在无辐射作用下的阳极输出电流称为暗电流。视杆细胞在静息(非光照)状态时,由于胞质内cGMP浓度很高,所以感受器细胞外段膜上的钠通道处于开放状态,钠离子流入胞内,形成从视杆细胞外段流向内段的电流,称为暗电流(dark current),这时感受器细胞处于去极化状态,其突触终末释放兴奋性递质谷氨酸。

生理学方面的暗电流,是指在无光照时视网膜视杆细胞的外段膜上有相当数量的Na离子通道处于开放状态,故Na离子进入细胞内,而内段上的Na泵又将Na离子泵出细胞外,从而形成一个从内段流向外段的电流,称为暗电流(dark current)。

7. 生理极化去极化

是指神经细胞膜的一种生理状态。膜内电位大于70毫伏,达到80毫伏,甚至90毫伏。其过程可使神经元处于暂时的抑制状态,表现为后超极化电位和抑制性突触后电位两种形式。