原创：神经调节-教研会交流材料.ppt

神经调节和免疫调节的深入解读神经调节和免疫调节的深入解读 高河中学高河中学 曹祥华曹祥华 2013年到2014年取得的教研成果 1、免疫调节的深入解读和释疑.生物学通报.2013年第五期 4、动作电位和神经干复合动作电位.生物学通报.2014年第一期 3、神经系统对排尿的分级调节.生物学教学。2013年第十期 2、Na+能通过通道蛋白排出吗？.中学生物教学.2013年第八期 5、胰岛素和胰高血糖素对血糖的调节及其相互作用.生物学通报近期见刊 从神经生物学和电生理学发展历程从神经生物学和电生理学发展历程 看“通过神经系统的调节”看“通过神经系统的调节”详情请见：2014年第1期生物学通报动作电位和神经干复合动作电位 神经干和神经纤维神经干和神经纤维 枪乌贼的巨大神经纤维直径可达枪乌贼的巨大神经纤维直径可达1mm1mm，是研究，是研究生物电的理想材料。生物电的理想材料。静息电位和动作静息电位和动作电位的产生机理电位的产生机理 电压钳和膜片钳技术电压钳和膜片钳技术 经过测定，神经细胞膜内外都有带电离子存在，膜外经过测定，神经细胞膜内外都有带电离子存在，膜外Na+Na+和和ClCl-多，膜内多，膜内K+K+和和A A-多。离子的这种分布特点，和神经多。离子的这种分布特点，和神经细胞膜上的蛋白质密切相关。细胞膜上的蛋白质密切相关。NaNaK K 泵是动物细胞膜上一类特殊的载体蛋白，同时也泵是动物细胞膜上一类特殊的载体蛋白，同时也是一种是一种ATPATP水解酶。水解酶。NaNaK K 泵每分解一分子泵每分解一分子ATPATP，向膜内运进，向膜内运进2 2个个K+K+，同时向膜外运出，同时向膜外运出3 3个个Na+Na+。由于。由于NaNa K K 泵的存在，动泵的存在，动物细胞膜内物细胞膜内K+K+浓度非常高，而膜外浓度非常高，而膜外Na+Na+浓度非常高，神经细胞浓度非常高，神经细胞也是如此。也是如此。神经细胞的细胞膜上除了又神经细胞的细胞膜上除了又NaNaK K 泵这种载体蛋白外，还泵这种载体蛋白外，还有一些有一些离子的通道蛋白离子的通道蛋白。在静息时，膜对。在静息时，膜对K K有较大的通透性，有较大的通透性，因而一部分因而一部分K K顺浓度差向膜外扩散，增加了膜外正电荷；虽然顺浓度差向膜外扩散，增加了膜外正电荷；虽然膜内带负电的蛋白质（膜内带负电的蛋白质（A A）有随）有随K K外流的倾向，但因膜对外流的倾向，但因膜对A A没有通透性，被阻隔在膜的内侧面。随着没有通透性，被阻隔在膜的内侧面。随着K K不断外流，膜外的不断外流，膜外的正电荷逐渐增多，于是膜外电位上升，膜内因负电荷增多而电正电荷逐渐增多，于是膜外电位上升，膜内因负电荷增多而电位下降，这样便使紧靠膜的两侧出现一个外正内负的电位差。位下降，这样便使紧靠膜的两侧出现一个外正内负的电位差。紧靠膜的两侧出现一个外正内负的电位差。这种电位差的紧靠膜的两侧出现一个外正内负的电位差。这种电位差的存在，使存在，使K K的继续外流受到膜外正电场的排斥和膜内负电场的的继续外流受到膜外正电场的排斥和膜内负电场的吸引，从而限制了吸引，从而限制了K K的外流。随着电位差的增大，的外流。随着电位差的增大，K K外流的阻外流的阻力也随之增大。最后，当促使力也随之增大。最后，当促使K K外流的浓度差和阻止外流的浓度差和阻止K K外流的外流的电位差所构成的两种力量相等时，电位差所构成的两种力量相等时，K K的净外流量为的净外流量为0 0，此时跨，此时跨膜电位就相当于膜电位就相当于K K的平衡电位，也就是的平衡电位，也就是静息电位静息电位。细胞膜受到刺激时，在静息电位的基础上发生一次可扩细胞膜受到刺激时，在静息电位的基础上发生一次可扩布的电位变化，称为布的电位变化，称为动作电位动作电位。A B C D 时间时间/ms/ms ABAB段：段：膜处于静息状态，若规定膜外为零电位，则膜内膜处于静息状态，若规定膜外为零电位，则膜内电位为电位为-70mV，表示膜内电位比膜外低，表示膜内电位比膜外低70mV。B B点点：膜受刺激，膜受刺激，Na开始大量内流。开始大量内流。BCBC段段：Na大量内流，膜内电位升高，原来的负电位消失大量内流，膜内电位升高，原来的负电位消失并高出膜外电位，在膜的两侧形成一个内正外负的电位差。这并高出膜外电位，在膜的两侧形成一个内正外负的电位差。这种电位差的存在，使种电位差的存在，使Na的继续内流受到膜内正电荷的排斥，的继续内流受到膜内正电荷的排斥，当促使当促使Na内流的浓度差与阻止内流的浓度差与阻止Na内流的电位差所构成的两内流的电位差所构成的两种力量相等时，种力量相等时，Na的净内流停止。此时膜电位为的净内流停止。此时膜电位为Na的平衡的平衡电位。电位。A B C D 时间时间/ms/ms CDCD段：段：到达到达Na平衡电位时，膜上平衡电位时，膜上Na通道关闭，通道关闭，Na的的通透性迅速下降。与此同时，膜对通透性迅速下降。与此同时，膜对K的通透性大增。于是，的通透性大增。于是，K顺浓度差和顺电位差迅速外流，使膜内外电位又恢复到原顺浓度差和顺电位差迅速外流，使膜内外电位又恢复到原来的内负外正的静息水平。来的内负外正的静息水平。膜电位虽然恢复，但膜内膜电位虽然恢复，但膜内NaNa有所增多，而有所增多，而K K有所减少。有所减少。这时通过细胞膜上的这时通过细胞膜上的 Na Na K K 泵，通过泵，通过NaNa、K K的主动转的主动转运，重新将它们调整到原来静息时的水平，以维持细胞正常运，重新将它们调整到原来静息时的水平，以维持细胞正常的兴奋性。的兴奋性。（1）静息电位：膜内负电、膜外正电静息电位：膜内负电、膜外正电 （2）局部电流：兴奋部位与末兴奋部位之间局部电流：兴奋部位与末兴奋部位之间 （3）传导与恢复传导与恢复 神经冲动在神经纤维上传导神经冲动在神经纤维上传导 恢复恢复 传导传导 内负内负 外正外正(外正内负外正内负)电位差电位差 局部局部电流电流 兴奋向兴奋向前传导前传导(外负内正外负内正)刺激刺激 未受刺未受刺激时激时 兴奋兴奋部位部位 形成形成 产生产生 导致导致 3、过程：、过程：4、特点：、特点：双向传导双向传导 “全或无”全或无”不叠加不叠加 不衰减性传导不衰减性传导 突触前膜突触前膜 突触间隙突触间隙 突触后膜突触后膜 兴奋在神经元之间的传递兴奋在神经元之间的传递 突触小泡突触小泡 轴突轴突 突触小体突触小体 兴奋兴奋突触小泡突触小泡 突触前膜释放递质突触前膜释放递质 突触间隙突触间隙 突触后膜受体蛋白突触后膜受体蛋白 新的冲动新的冲动 （下一个神经元（下一个神经元兴奋或抑制）兴奋或抑制）