‘壹’ 什么是生物电
生物电是生物的器官、组织和细胞在生命活动过程中发生的电位和极性变化。它是生命活动过程中的一类物理、物理一化学变化,是正常生理活动的表现,也是生物活组织的一个基本特征。
200多年前,人类就发现动物体带电的事实,并利用电鳐所发生的生物电治疗精神病。18世纪末,L.伽伐尼发现蛙肌与不同金属所构成的环路相接触时发生收缩的现象,提出“动物电”的观点。
1960年,电子计算机开始应用于电生理的研究,使诱发电位能从自发性的脑电波中,清晰地区分出来,并可对细胞发放的参数精确地分析计算。
(1)细胞的生物电现象包括哪些内容扩展阅读:
生物电的应激性:
活的生物体具有应激性,即当它受到一定强度(阈值)的刺激作用时,会引起细胞的代谢或功能的变化。这种引起变化(突奋)的刺激要有一定的变化速率,缓慢地增强刺激强度不能引起应激反应。
如用直流电作刺激,通电时的应激反应发生在阴极处,断电时的应激反应则发生在阳极处。应激反应之后,要经过一段恢复时期(不应期),才能再对刺激起反应。在应激反应过程中,常常伴有细胞膜电位或组织极性的改变。
植物的局部电反应 植物的应激性很缓慢并往往局限于受到刺激的区域。它的反应强度,决定于刺激的强度,在刺激作用点上产生负电位变化。
参考资料来源:网络-生物电
‘贰’ 生物电是什么它是怎么产生的在人体起着什么样的…
生物电现象是 指生物机体在进行生理活动时所显示出的电现象,这种现象是普遍存在的.细胞膜内外都存在着电位差,当某些细胞(如神经细胞、肌肉细胞)兴奋时,可以产生动作电位,并沿细胞膜传播出去。而另一些细胞(如腺细胞、巨噬细胞、纤毛细胞)的电位变化对于细胞完成种种功能也起着重要作用。随着科学技术的日益进展,生物电的研究取得了很大的进步。在理论上,单细胞电活动的特点,神经传导功能,生物电产生原理,特别是膜离子流理论的建立都取得了一系列的突破。在医学应用上,利用器官生物电的综合测定来判断器官的功能,给某些疾病的诊断和治疗提供了科学依据。我们的临床工作中经常遇到兴奋性、兴奋与兴奋传导这些概念,堵隔壁生物电有关。了解了生物电的现代基本理论,对于正确理解这些概念以及心电、脑电、肌电等的基本原理都有重要意义。细胞生物电现象有以下几种1、静息电位组织细胞安静状态下存在于膜两侧的电位差,称为静息电位,或称为膜电位。细胞在安静状态时,正电荷位于膜外一侧(膜外电位为正),负电荷位于膜内一侧(膜内电位为负,)这种状态称为极化。如果膜内外电位差增大,即静息电位的数值向膜内负值加大的方向变化时,称为超极化。相反地,如果膜内外电位差减小,即膜内电位向负值减小的方向变化,则称为去极化或极化。一般神经纤维的静息电位如以膜外电位为零,膜内电位为-70~-90m2、动作电位当细胞受刺激时,在静息电位的基础上可发生电位变化,这种电位变化称为动作电位。动作电位的波形可因记录方法不同而有所差异以微电极置于细胞内,记录到快速、可逆的变化,表现为锋电位;锋电位代睛细胞兴奋过程,是兴奋产生和传导的标志。锋电位在示波器上显示为灰锐的波形,它可分为上升支和一个下降支。上升支先是膜内的负电位迅速降低到零的过程,称为膜的去极化(除极),接着膜内电位继续上升超过膜外电位,出现膜外电位变负而膜内电位变正的状态,称为反极化。下降支是膜内电位恢复到原来的静息电位水平的过程,称为复极化。锋电位之后到完全恢复到静息电位水平之前,还有微小的连续缓慢的电变化,称为后电位。心肌细胞的生物电现象和神经纤维、骨骼肌等细胞一样,包括安静时的静息电位和兴奋时的动作电位,但有其特点。心肌细胞安静时,膜内电位约为-90mv。心肌细胞静息电位形成的原理基本上和神经纤维相同。主要是由于安静时细胞内高农度的K+向膜外扩散而造成的。当心肌细胞接受刺激由静息状态转入兴奋时,即产生动作电位。其波形与神经纤维有较大的不同,主要特征是复极过程复杂,持续时间长。心肌细胞的某一点受刺激除极后,立即向四周扩散,直至整个心肌完全除极为止。已除极处的细胞膜外正电荷消失,未除极处的细胞膜仍带正电而形成电位差。除极与未除极部位之间的电位差,引起局部电流,由正极流向负极。复极时,最先除极的地方首先开始复极,膜外又带正电,再次形成复极处与未复极处细胞膜的电位差,又产生电流。如此依次复极,直至整个心肌细胞的同时除极也可以看成许多电偶同时在移动,不论它们的强度和方向是否相同,这个代表各部心肌除极总效果的电偶称为等效电偶。心脏的结构是一个立体,它除极时电偶的方向时刻在变化,表现在心电图上,是影响各波向上或向下的主要原因。由于各部心肌的大小、厚薄不同,心脏除极又循一定顺序,所以心脏除极中,等效电偶的强度时刻都在变化。它主要影响心电图上各波的幅度。人体是一个容积导体,心脏居人体之中,心脏产生的等效电偶,在人体各部均有它的电位分布。在心动周期中,心脏等效电偶的电力强度和方向在不断地变化着。身体各种的电位也会随之而不断变动,从身体任意两点,通过仪器(心电图机)就可以把它描记成曲线,这就是心电图. 随着分子生物学和膜的超微结构研究的进展,人们更试图从膜结构中某些特殊蛋白和其他物质的分子构型的改变,来理解膜的通透性能的改变和生物电的产生,这将把生物电现象的研究推进到一个新阶段。
‘叁’ 细胞水平的生物电现象有那两种表现形式
生物电现象是生物机体进行功能活动时显示出来的电现象,它在生物界普遍存在.细胞的生物电现象主要表现为安静时膜的静息电位(Resting Potential) 和受到刺激时产生动作电位(Action Potential).
‘肆’ 生物电是什么它是怎么产生的在人体起着什么样的作用假设如下
生物电现象是指生物机体在进行生理活动时所显示出的电现象,这种现象是普遍存在的。
但人和动物的神经细胞和肌肉细胞最为明显。细胞内外的液体中含有一些带正负电的离子,离子数量不等,决定细胞内外液体浓度的高低不同,因此细胞内外产生电位差,细胞具有半透性,它可以允许或拒绝某种离子进出,当细胞兴奋时,膜的半透性发生变化,于是细胞内外的浓度也会发生变化,细胞内由负电位变成正电位。所有细胞均用生物电来促进和控制新陈代谢,生物电产生的电脉冲沿神经纤维传送多种信息。
前面我们已经谈到过,我们人体是由许多许多细胞构成的。细胞是我们机体的最基本的单位,因为只有机体各个细胞均执行它们的功能,才使得人体的生命现象延续不断。同样地,我们若从电学角度考虑,细胞也是一个生物电的基本单位,它们还是一台台的“微型发电机”呢。原来,一个活细胞,不论是兴奋状态,还是安静状态,它们都不断地发生电荷的变化,科学家们将这种现象称为“生物电现象”。细胞处于未受刺激时所具有的电势称为“静息电位”;细胞受到刺激时所产生的电势称为“动作电位”。
电在生物体内普遍存在。生物学家认为,组成生物体的每个细胞都是一合微型发电机。细胞膜内外带有相反的电荷,膜外带正电荷,膜内带负电荷,膜内外的钾、钠离子的不均匀分布是产生细胞生物电的基础。但是,生物电的电压很低、电流很弱,要用精密仪器才能测量到,因此生物电直到1786年才由意大利生物学家伽伐尼首先发现。
我们的临床工作中经常遇到兴奋性、兴奋与兴奋传导这些概念,堵隔壁生物电有关。了解了生物电的现代基本理论,对于正确理解这些概念以及心电、脑电、肌电等的基本原理都有重要意义。细胞生物电现象有以下几种:
1、静息电位
组织细胞安静状态下存在于膜两侧的电位差,称为静息电位,或称为膜电位。细胞在安静状态时,正电荷位于膜外一侧(膜外电位为正),负电荷位于膜内一侧(膜内电位为负,)这种状态称为极化。如果膜内外电位差增大,即静息电位的数值向膜内负值加大的方向变化时,称为超极化。相反地,如果膜内外电位差减小,即膜内电位向负值减小的方向变化,则称为去极化或极化。一般神经纤维的静息电位如以膜外电位为零,膜内电位为-70~-90mv。
2、动作电位
当细胞受刺激时,在静息电位的基础上可发生电位变化,这种电位变化称为动作电位。动作电位的波形可因记录方法不同而有所差异以微电极置于细胞内,记录到快速、可逆的变化,表现为锋电位;锋电位代睛细胞兴奋过程,是兴奋产生和传导的标志。
锋电位在示波器上显示为灰锐的波形,它可分为上升支和一个下降支。上升支先是膜内的负电位迅速降低到零的过程,称为膜的去极化(除极),接着膜内电位继续上升超过膜外电位,出现膜外电位变负而膜内电位变正的状态,称为反极化。下降支是膜内电位恢复到原来的静息电位水平的过程,称为复极化。锋电位之后到完全恢复到静息电位水平之前,还有微小的连续缓慢的电变化,称为后电位。
心肌细胞的生物电现象和神经纤维、骨骼肌等细胞一样,包括安静时的静息电位和兴奋时的动作电位,但有其特点。心肌细胞安静时,膜内电位约为-90mv。心肌细胞静息电位形成的原理基本上和神经纤维相同。主要是由于安静时细胞内高农度的k+向膜外扩散而造成的。当心肌细胞接受刺激由静息状态转入兴奋时,即产生动作电位。其波形与神经纤维有较大的不同,主要特征是复极过程复杂,持续时间长。心肌细胞的某一点受刺激除极后,立即向四周扩散,直至整个心肌完全除极为止。已除极处的细胞膜外正电荷消失,未除极处的细胞膜仍带正电而形成电位差。除极与未除极部位之间的电位差,引起局部电流,由正极流向负极。复极时,最先除极的地方首先开始复极,膜外又带正电,再次形成复极处与未复极处细胞膜的电位差,又产生电流。如此依次复极,直至整个心肌细胞的同时除极也可以看成许多电偶同时在移动,不论它们的强度和方向是否相同,这个代表各部心肌除极总效果的电偶称为等效电偶。心脏的结构是一个立体,它除极时电偶的方向时刻在变化,表现在心电图上,是影响各波向上或向下的主要原因。由于各部心肌的大小、厚薄不同,心脏除极又循一定顺序,所以心脏除极中,等效电偶的强度时刻都在变化。它主要影响心电图上各波的幅度。人体是一个容积导体,心脏居人体之中,心脏产生的等效电偶,在人体各部均有它的电位分布。在心动周期中,心脏等效电偶的电力强度和方向在不断地变化着。身体各种的电位也会随之而不断变动,从身体任意两点,通过仪器(心电图机)就可以把它描记成曲线,这就是心电图。
随着分子生物学和膜的超微结构研究的进展,人们更试图从膜结构中某些特殊蛋白和其他物质的分子构型的改变,来理解膜的通透性能的改变和生物电的产生,这将把生物电现象的研究推进到一个新阶段。
‘伍’ 自然界或生命活动中的各种电现象有哪些
自然界与民间电治病
雷电治顽症
每年夏季,全世界约有两万人因遭受雷击而丧命。有趣的是,有的人遭受雷击后非但未毙命,而且是在受到雷击的瞬间,在不知不觉中治愈了不治之症。法国有一位患风湿病的旅馆经理,手脚都不能动,但在被雷击昏后,苏醒时却发现,自己已经康复如初。1980年夏天, 印度一位患白内障双目失明的老人,正在家中坐着,突然一个巨大的闷雷在阴云密布的空中炸响,他立即感觉到脑子震动了几秒钟。第二天他一觉醒来,惊喜地发现自己已重见了光明。英国肯特郡,一位瘫患已达20年的中年男子,一天被雷击后突然能起床行走了。西班牙一位70多岁的老人失明已有三年,但遭雷击后竟奇迹般的重见光明,而且此后每次闪电后视力便增强一次,到最后不戴眼睛竟能阅读书报。意大利一位聋子则在阵阵炸雷后突然恢复了听觉。
婴儿遭雷击变成发光体
1987年夏季的某一天,24岁的儿子嘉丽和她的女儿占美,在加拿大的红鹿公园漫步时雷击突至,数百万伏特的高压霎那间便加到了7 个月大的占美身上,嘉丽惊惶稍定,把占美送到附近医院抡救。但出乎意料,医生判断占美只是受到一点惊慌和表面烧伤而已。 4 8小时后占美回到家中,当晚上熄灯后,占美的身体灯泡似的闪闪发光,医生认为,这种情况并非绝无可能。电击带来的电力,也会偶然逗留在人体内,直到电力外泄完为止,最初占美深受其困扰。3个月后其身上亮光消失,身体仍很健康。
自然界与民间电治病民间电治病的现象
1、 电气功:气功可以用来强身健体,近年来又开始练电气功,练电气功要将电接到人体上训练,很多电气功的传授者,甚至那些所谓大师级电气功师,根本没有完整的电学知识,很难保证安全。因此,由于人们对电的危险有一定的认识,电气功很难传播。
2、 体控电疗:体控电疗是利用公用电、遵循中医经络理论进行治疗的一种民间疗法,因为效果比较显着,近几年来很是流行。但是,民间传播者缺乏系统的专业知识与科学指导,更缺乏行业管理,因此不为学术界认可。
临床电疗的区别
电疗是利用电对人体进行刺激,以期产生医疗效果的方法,目前在康复领域中应用较广泛。
‘陆’ 细胞的生物电现象的定义分类表现原理
生物电现象是生物机体进行功能活动时显示出来的电现象,它在生物界普遍存在。细胞的生物电现象主要表现为安静时膜的静息电位(Resting Potential) 和受到刺激时产生动作电位(Action Potential)。
1.静息电位 安静时存在于细胞膜内外两侧的电位差,称为静息电位。如图1-2 A、B所示,将连结示波器上的二个电极中的一个作为参考电极,置于枪乌贼巨大神经轴突的表面,另一个电极末端连接直径不到1微米的微细探测电极,该电极准备插入到神经纤维膜内。当微电极尚在细胞膜外面时,只要细胞未受到刺激或损伤,无论微电极置于细胞膜外任何位置,示波器上始终记录不到电位差,表明膜外各点都呈等电位;当微电极刺破细胞膜进入轴突内部时,示波器上立即显示一个突然的电压降,并稳定在这一水平上,表明膜内外两侧有电位差存在,且膜内电位较膜外为负。如果规定膜外电位为零,则膜内电位值大多在-10—-100mv之间。例如,上述的枪乌贼巨大神经轴突,其静息电位为-50—-70mv,哺乳动物神经和肌肉的静息电位为-70—-90mv,人的红细胞则为-10mv等等。
大多数细胞的静息电位是一个稳定的直流电位,只要细胞末受到外来的刺激并保持正常的新陈代谢,静息电位就稳定在一个相对恒定的水平上。生理学将静息电位存在时膜两侧所保持的内负外正状态,称为膜的极化(Polarization)。在一定的条件下,如细胞受到刺激,膜的极化状态就可能发生改变。如膜内电位负值减小,称为去极化或除极化(Depolarization);相反,如膜内电位负值增大,称超极化(Hyperpolarization);膜去极化后,复又恢复到安静时的极化状态,则称复极化(Repolarization)。
图 1-2 静息电位和动作电位
2.动作电位 如果紧接上述实验,给予神经轴突一次有效刺激(上图C、D),则在示波器上可记录到一个迅速而短促的波动电位,即膜内、外的电位差迅速减少直至消失,进而出现两侧电位极性的倒转,由静息时膜内为负膜外为正,变成膜内为正膜外为负,然而,膜电位的这种倒转是暂时的,它又很快恢复到受刺激前的静息状态。膜电位的这种迅速而短暂波动,称为动作电位(Action Potential)。如图1—3所示,动作电位的波形可分为上升支和下降支两个部分。上升支又称动作电位的除极相,其膜内电位由静息时的-70—-90mv上升到+20—+40mv。下降支又称复极相,它包括迅速复极和缓慢复极两个过程。由动作电位的除极相至复极相的迅速复极,持续时间非常短,如本实验的神经纤维,此时间约0.5—2.0ms,因而在图形上形似于尖锋状,称为锋电位(Spike Potential)。锋电位以后的缓慢复极, 持续时间较长,其变化着的电位称为后电位(Afterpotential), 一般是先有一段持续时间约5—30ms的负后电位(Negative Afterpotential), 再出现一段延续时间更长的正后电位(Positive Afterpotential)。动作电位的主要部分是锋电位,故动作电位又称锋电位。动作电位产生后,可沿着细胞膜迅速传播,从而使整个细胞都经历一次产生动作电位过程。
图 1-3 单一神经细胞动作电位的实验模式图
(二)静息电位和动作电位产生的机制
关于膜电位的产生机制,目前证据比较充分,并为多数学者所接受的是霍奇金(Hodgkin)的离子学说。该学说认为,生物电的产生依赖于细胞膜两侧离子分布的不均匀性和膜对离子严格选择的通透性及其不同条件下的变化,而膜电位产生的直接原因是离子的跨膜运动。
表 1-1,是对膜内、外几种离子成分进行精细测定的结果。由表可见,在正离子方面,细胞内K+的浓度比细胞外高得多,相反,细胞内Na+的浓度比细胞外低得多,在负离子方面,细胞外Clˉ的浓度比细胞内的浓度为高。
然而,离子分布的这种不均匀,只为离子的跨膜运动提供了梯度,至于能否扩散和扩散量的大小则取决于膜对相应离子的通透性,或离子通道开放的程度。
大量研究证实,神经、肌肉的细胞膜上都有Na+通道和K+通道,静息时膜主要表现K+通道的部分开放,即对K+有通透性,于是,膜内高浓度的K+离子顺着本身的浓度梯度向膜外扩散,而膜内的负离子大多数为大分子有机磷酸和蛋白质的离子,它们不能随K+外流。K+外流的结果使膜外聚集较多的正离子,膜内则为较多的负离子,形成膜两侧的电位差,其极性为膜外为正,膜内为负。当膜内外的电位差达到某一临界点时,该电位差又阻止K+进一步的外流。当膜的K+净通量为零,膜两侧的电位差稳定在一个水平时,即是静息电位。可见,静息时膜主要对K+有通透性和K+的外流是静息电位形成的原因。
动作电位的成因起自于刺激对膜的去极化作用。当膜去极化达到某一临界水平时(具有这种临界意义的膜电位,称阈电位),膜对Na+和K+的通透性会发生一次短促的可逆性变化。开始,膜的Na+通道被激活,Na+通道突然打开,使膜对Na+的通透性迅速增大。Na+ 借助于电化学梯度迅速内流,导致膜内极性急剧减少,进而出现极性倒转,呈现出膜内为正、膜外为负的反极化状态。此时膜两侧的电位差亦阻止Na+内流。 当电场力的作用足以阻止Na+的继续内流时,Na+净通量为零,膜两侧形成Na+的平衡电位,该电位相当于动作电位的锋值。由此可见,动作电位上升支的形成是膜对Na+通透性突然增大和Na+的迅速大量内流所致。然而膜对Na+ 通透性增大是短暂的,当膜电位接近锋值水平时,Na+通道突然关闭,膜对Na+通透性回降,而对K+通透性增高,K+的外流,又使膜电位恢复到内负、外正的状态,形成动作电位下降支。在动作电位发生后的恢复期间,钠泵活动也增强,将内流的Na+ 排出,同时将细胞外K+移入膜内,恢复原来离子浓度梯度,重建膜的静息电位。
上述动作电位的成因,已被一些实验所证实。例如,改变细胞外液钠的浓度,动作电位幅度增大,相反减少细胞外液钠的浓度,动作电位的幅度减少,说明动作电位相当于钠的平衡电位。
根据动作电位成因的分析,还可以说明各类可兴奋细胞动作电位的某些共同特征。例如,不论使用何种性质的刺激,只要达到一定的强度,它们在同一细胞所引起的动作电位的波形和变化过程是一样的,并在刺激强度超过阈值,即刺激强度再增加,动作电位幅度不变。这种现象被称为“全或无”现象。因为,动作电位只是由阈电位触发的,至于动作电位所能达到的大小,则决定于当时膜两侧离子浓度比和膜对离子的通透性,而不决定于刺激所提供的能量。
在阐述静息电位和动作电位形成时都提及膜的离子通道。现代生理学的研究表明,所谓膜的离子通道实际上是镶嵌在细胞膜脂质双分子层上的特异性蛋白质(简称通道蛋白)。通道蛋白有两个重要特征。一是它的专一性或对离子的选择通透性,即通道蛋白能提供膜的特殊孔道,有选择性地允许某种带电离子顺浓度梯度移动。通道蛋白的这一特征已被实验所证实。例如,河豚毒素可选择性阻断膜对钠的通透性,但不影响钾的通透;四乙胺和4-氨基吡啶可选择性阻断钾的通透性,而不影响钠的通透。二是它可以在一定条件下被“激活”、“失活”或“关闭”。静息时大多数通道是关闭的,只有当受到刺激时才被打开或激活,此时通道蛋白的结构中出现允许某种离子通过的孔道。根据激活方式不同,离子通道可分两大类,即电压依从性的和化学依从性的。电压依从性通道对膜电位的变化很敏感,如前已述及的钠通道,当膜电位去极化达到一定水平时,该通道即被激活。化学依从性通道受化学物质(主要是神经末梢释放的化学递质)的控制,而膜电位的变化对它们没有直接影响。如兴奋在神经-肌肉接点传递中运动终板上的乙酰胆碱受体通道。离子通道开放的时间极短,如钠通道常在1ms.内就转入失活。通道失活是不同于关闭的另一种机能状态。关闭时可转入激活状态,相当于细胞的静息期或相对不应期,而失活时,则无论遇到什么刺激都不能转入激活状态,相当于兴奋后的绝对不应期。
(三)动作电位的传导
动作电位的特征之一就是它的可传导(Conction)性,即细胞膜任何一处兴奋时,它所产生的动作电位可传播到整个细胞。如图1-4所示,对于一段无髓鞘神经纤维,当膜的某一点受到刺激产生动作电位时,该点的膜电位即倒转为内正外负,而邻近未兴奋部位仍维持内负外正的极化状态,于是,兴奋部位和邻近未兴奋部位之间将由于电位差产生局部电流,局部电流在膜外由未兴奋部位流向兴奋部位,在膜内电流方向则相反。这种局部电流构成了对邻近未兴奋部位膜的刺激,而导致兴奋的阈电位水平一般都很低,这种刺激足以使邻近未兴奋部位产生动作电位,与此同时,原兴奋部位开始复极化,兴奋也就由原兴奋部位传至其邻近部位。这一过程在细胞膜上是连续进行下去,表现动作电位不断向前传导,直至传遍整个细胞。
图 1-4 动作电位传导原理示意图
上述动作电位传导机制虽然以无髓鞘神经纤维为例,但动作电位在其它可兴奋细胞的传导,基本上遵循同样的原理,比较特殊的是有髓鞘神经纤维的传导。有髓鞘神经纤维被多层较厚的髓鞘所包裹,每段髓鞘间有一个称为郎飞结的低阻抗区,动作电位产生后,局部电流是由一个郎飞结跳跃到邻近郎飞结的。因此,有髓鞘神经纤维动作电位的传导方式是跳跃式的。这种传导方式大大加快了兴奋的传导速度。
在神经纤维上传导的动作电位,习惯上称神经冲动。对神经冲动的进一步观察表明,动作电位在神经纤维的传导具有以下特征:①生理完整性。神经传导首先要求神经纤维在结构上和生理功能上都是完整的。由于一些原因(如纤维切断、机械压力、冷冻、电流、化学药品作用等)致使神经纤维局部结构或机能发生改变,神经的传导则中断。②双向传导。刺激神经纤维的任何一点,所产生的神经冲动均可沿纤维向两侧方向传导,这是因为局部电流可向两侧传导的缘故。③不衰减和相对不疲劳性。在传导过程中,锋电位的幅度和传导速度不因传导距离增大而减弱,也不因刺激作用时间延长而改变。这是因为神经传导的能量来源于兴奋神经本身。④绝缘性。在神经干内包含有许多神经纤维,而神经传导各行其道互不干扰。绝缘性主要由于髓鞘的作用。
(四)局部兴奋
动作电位产生的基本条件是刺激的强度必须达到阈值水平,如果刺激的强度小于阈值,虽然不能引起可传播的动作电位,但并非对细胞不产生影响。实验证明,此时受刺激局部Na+通道可被少量激活,使膜对Na+的通透性轻度增加,造成原有静息电位的轻度减少。由于这种电位变化小,而且只局限在受刺激的局部范围,故称为局部反应(Local Response)或局部兴奋。局部兴奋本身虽然未能达到阈电位所需要的去极化程度,不能触发动作电位的产生,但它使膜电位距阈电位的差值减小,这时如果膜再受到适当刺激,就比较容易达到阈电位而产生兴奋。
阈下刺激引起的局部兴奋有下列特点:①不是“全或无”的,它可随着刺激强度增加而增大。②只能向邻近细胞膜作电紧张性扩布。③没有不应期。④有总和现象。如在第一个阈下刺激引起的局部兴奋未消失前,紧接着给予第二个阈下刺激,两个刺激所引起的局部兴奋可叠加起来,这种局部兴奋的总和为时间总和;同样,在相邻细胞膜同时受到两个或两个以上阈下刺激时,它们所引起的局部兴奋也可以叠加起来,称为空间总和。局部兴奋的总和,可使膜电位接近直至达到阈电位水平,从而触发扩布性兴奋。
唔,这是奥赛的内容,可能比较难,想要详细了解的话可以去找几本书来看看,希望对你有帮助
‘柒’ 生物电是什么
生物电现象是
指生物机体在进行生理活动时所显示出的电现象,这种现象是普遍存在的.细胞膜内外都存在着电位差,当某些细胞(如神经细胞、肌肉细胞)兴奋时,可以产生动作电位,并沿细胞膜传播出去。而另一些细胞(如腺细胞、巨噬细胞、纤毛细胞)的电位变化对于细胞完成种种功能也起着重要作用。随着科学技术的日益进展,生物电的研究取得了很大的进步。在理论上,单细胞电活动的特点,神经传导功能,生物电产生原理,特别是膜离子流理论的建立都取得了一系列的突破。在医学应用上,利用器官生物电的综合测定来判断器官的功能,给某些疾病的诊断和治疗提供了科学依据。我们的临床工作中经常遇到兴奋性、兴奋与兴奋传导这些概念,堵隔壁生物电有关。了解了生物电的现代基本理论,对于正确理解这些概念以及心电、脑电、肌电等的基本原理都有重要意义。细胞生物电现象有以下几种1、静息电位组织细胞安静状态下存在于膜两侧的电位差,称为静息电位,或称为膜电位。细胞在安静状态时,正电荷位于膜外一侧(膜外电位为正),负电荷位于膜内一侧(膜内电位为负,)这种状态称为极化。如果膜内外电位差增大,即静息电位的数值向膜内负值加大的方向变化时,称为超极化。相反地,如果膜内外电位差减小,即膜内电位向负值减小的方向变化,则称为去极化或极化。一般神经纤维的静息电位如以膜外电位为零,膜内电位为-70~-90m2、动作电位当细胞受刺激时,在静息电位的基础上可发生电位变化,这种电位变化称为动作电位。动作电位的波形可因记录方法不同而有所差异以微电极置于细胞内,记录到快速、可逆的变化,表现为锋电位;锋电位代睛细胞兴奋过程,是兴奋产生和传导的标志。锋电位在示波器上显示为灰锐的波形,它可分为上升支和一个下降支。上升支先是膜内的负电位迅速降低到零的过程,称为膜的去极化(除极),接着膜内电位继续上升超过膜外电位,出现膜外电位变负而膜内电位变正的状态,称为反极化。下降支是膜内电位恢复到原来的静息电位水平的过程,称为复极化。锋电位之后到完全恢复到静息电位水平之前,还有微小的连续缓慢的电变化,称为后电位。心肌细胞的生物电现象和神经纤维、骨骼肌等细胞一样,包括安静时的静息电位和兴奋时的动作电位,但有其特点。心肌细胞安静时,膜内电位约为-90mv。心肌细胞静息电位形成的原理基本上和神经纤维相同。主要是由于安静时细胞内高农度的k+向膜外扩散而造成的。当心肌细胞接受刺激由静息状态转入兴奋时,即产生动作电位。其波形与神经纤维有较大的不同,主要特征是复极过程复杂,持续时间长。
‘捌’ 简述细胞生物电产生的原理
生物电现象是指生物细胞在生命活动过程中所伴随的电现象。它与细胞兴奋的产生和传导有着密切关系。细胞的生物电现象主要出现在细胞膜两侧,故把这种电位称为跨膜电位,主要表现为细胞在安静时所具有的静息电位和细胞在受到刺激时产生的动作电位。心电图、脑电图等均是由生物电引导出来的。
1.静息电位及其产生原理
静息电位是指细胞在安静时,存在于膜内外的电位差。生物电产生的原理可用"离子学说"解释。该学说认为:膜电位的产生是由于膜内外各种离子的分布不均衡,以及膜在不同情况下,对各种离子的通透性不同所造成的。在静息状态下,细胞膜对K+有较高的通透性,而膜内K+又高于膜外,K+顺浓度差向膜外扩散;细胞膜对蛋白质负离子(A-)无通透性,膜内大分子A-被阻止在膜的内侧,从而形成膜内为负、膜外为正的电位差。这种电位差产生后,可阻止K+的进一步向外扩散,使膜内外电位差达到一个稳定的数值,即静息电位。因此,静息电位主要是K+外流所形成的电-化学平衡电位。
2.动作电位及其产生原理
细胞膜受刺激而兴奋时,在静息电位的基础上,发生一次扩布性的电位变化,称为动作电位。动作电位是一个连续的膜电位变化过程,波形分为上升相和下降相。细胞膜受刺激而兴奋时,膜上Na+通道迅速开放,由于膜外Na+浓度高于膜内,电位比膜内正,所以,Na+顺浓度差和电位差内流,使膜内的负电位迅速消失,并进而转为正电位。这种膜内为正、膜外为负的电位梯度,阻止Na+继续内流。当促使Na+内流的浓度梯度与阻止Na+内流的电位梯度相等时,Na+内流停止。因此,动作电位的上升相的顶点是Na+内流所形成的电-化学平衡电位。
在动作电位上升相达到最高值时,膜上Na+通道迅速关闭,膜对Na+的通透性迅速下降,Na+内流停止。此时,膜对K+的通透性增大,K+外流使膜内电位迅速下降,直到恢复静息时的电位水平,形成动作电位的下降相。
可兴奋细胞每发生一次动作电位,膜内外的Na+、K+比例都会发生变化,于是钠-钾泵加速转运,将进入膜内的Na+泵出,同时将逸出膜外的K+泵入,从而恢复静息时膜内外的离子分布,维持细胞的兴奋性。
‘玖’ 生物:细胞的电现象是如何形成的电压一般是多少
细胞的生物电现象
(1)静息电位及其产生机制:静息电位是指细胞在未受刺激时存在于细胞膜内、外两侧的电位差,绝大多数细胞的静息电位是稳定的负电位。机制:①钠泵主动转运造成的细胞膜内、外Na+和K+ 的不均匀分布是形成生物电的基础。②静息状态下细胞膜主要是K+通道开放,K+受浓度差的驱动向膜外扩散,膜内带负电荷的大分子蛋白质与K+隔膜相吸,形成膜外为正,膜内为负的跨膜电位差,当达到平衡状态时,此时的跨膜电位称为K+平衡电位。安静状态下的膜只对K+有通透性,因此静息电位就相当于K+平衡电位。
(2)动作电位及其产生机制:在静息电位的基础上,兴奋细胞膜受到一个适当的刺激,膜电位发生迅速的一过性的波动,这种膜电位的波动称为动作电位。它由上升支和下降支组成,两者形成尖峰状的电位变化称为锋电位。上升支指膜内电位从静息电位的-90mV到+30mV,其中从-90mV上升到0mV,称为去极化;从0mV到+30mV,即膜电位变成了内正外负,称为反极化。动作电位在零以上的电位值称为超射。下降支指膜内电位从+30mV逐渐下降至静息电位水平,称为复极化。锋电位后出现膜电位的低幅、缓慢的波动,称为后电位。其产生机制:
①上升支的形成:当细胞受到阈刺激时,引起Na+内流,去极化达阈电位水平时,Na+通道大量开放,Na+迅速内流的再生性循环,造成膜的快速去极化,使膜内正电位迅速升高,形成上升支。主要是Na+的平衡电位。
②下降支的形成:钠通道为快反应通道,激活后很快失活,随后膜上的电压门控K+通道开放,K+顺梯度快速外流,使膜内电位由正变负,迅速恢复到刺激前的静息电位水平,形成动作电位下降支(复极相)。
‘拾’ 生物电是什么
生物电是生物的器官、组织和细胞在生命活动过程中发生的电位和极性变化。它是生命活动过程中的一类物理、物理一化学变化,是正常生理活动的表现,也是生物活组织的一个基本特征。
200多年前,人类就发现动物体带电的事实,并利用电鳐所发生的生物电治疗精神病。18世纪末,L.伽伐尼发现蛙肌与不同金属所构成的环路相接触时发生收缩的现象,提出“动物电”的观点。但被伏特推翻证明蛙肌的收缩只是由于蛙肌中含有导电液体,将绑在青蛙肌肉两端的不同金属连接成闭合回路,这才是产生电的关键。
生物电医学运用生物电共振波对人体失衡的生物电进行矫正的技术。生物电是生命功能的本质,也是人体生命活动的基础,人体的任何一种生命活动无不和生物电密切相关。
神经细胞、心肌细胞和肌细胞等细胞在正常活动时有生物电产生,有病的时候生物电也发生异常。检测和分析生物电是否正常可以诊断疾病。如检测大脑神经细胞电的脑电图,检测心肌细胞的心电图,肌细胞电的肌电图。