A. 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)。
B. 生理学中生物电是如何产生的
生物电现象:细胞在静息或活动状态下所伴随的各种电现象(离子电流、溶液导电、静息电位、动作电位等)总称为生物电现象。
(一)静息电位
1.概念
静息电位是指细胞未受刺激时,存在于膜内外两侧的电位差医学教育/网搜集整理。
表现:细胞同侧表面上各点间电位相等,细胞内外两侧存在电位差。所有动物细胞(及绝大多数植物细胞)的电位为外正内负。不同细胞静息电位值不同。但每种细胞静息电位值一般是稳定的。
2.形成机制
“膜学说”认为是由于膜内外两侧离子分布的不均匀以及细胞膜的选择通透性。静息状态下,细胞膜对钾离子有相对中等的通透性,对钠离子的通透性只及前者约1/100等。
K+在浓度差作用下向细胞外扩散,并滞留在细胞外表面形成向内的电场,当达到电-化学平衡时,K+净流量为零。因此,可以说静息电位相当于K+外流形成的跨膜平衡电位。
(二)动作电位
1.概念
细胞膜受到刺激后,在静息电位的基础上膜两侧电位所发生的快速、可逆的倒转和复原。
特点:①波幅大小与刺激强度无关,②可沿细胞表面进行不衰减传导,③不能融合。
2.形成机制
先弄懂几个相关概念:
极化:静息状态下,细胞膜外为正电位、膜内为负电位的状态,称为极化。
去极化:生物膜受到刺激或损伤后,膜内外的电位差逐渐减小,极化状态逐步消徐,此种过程称为去极化。
超极化:原有极化程度增强,静息电位的绝对值增大,兴奋性降低的状态。
复极化:由去极化状态恢复到静息时膜外为正、膜内为负的极化状态的过程,称为复极化。
锋电位:构成动作电位主要部分的一次短暂而尖锐的脉冲样变化,是细胞兴奋的标志。
后电位:继锋电位后所出现的电位波动。可分为负后电位(去极化后电位)和正后电位(超极化后电位)。它代表细胞兴奋后兴奋性的恢复过程。
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-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,动作电位则是可兴奋细胞兴奋的标志。
3.动作电位时相与兴奋性时期
(1)动作电位时相
①锋电位
上升支:去极化,反极化
下降支:复极化始段、中段
②后电位
负后电位:复极化末段
正后电位:超极化
(2)兴奋性时期
①绝对不应期
②相对不应期
③超常期
④低常期
C. 生物电是如何产生的
细胞是由细胞膜将外界隔开,保持细胞内环境的稳定。细胞膜是选择性半透膜,细胞内外的物质交换要得到这层膜的允许。
实验发现,人体中的细胞内液和细胞外液含有多种离子,包括阴离子和阳离子,其中钠和钾是比较重要的阳离子。细胞内的钾离子浓度较细胞外高,细胞外的钠离子则高于细胞内。在细胞膜上存在一种蛋白,称为钠钾通道或钠钾泵,细胞内外钠钾交换是通过钠钾泵来完成的。通常状态下钠钾泵关闭,细胞外钠离子浓度虽然很高,但无法穿过细胞膜进入细胞内。而钾离子则稍有不同,允许一小部分钾离子穿过钠钾泵从细胞内流到细胞外。因为钾离子带有正电荷,所以流失后,细胞内呈现负电状态。这时如果将细胞内插入一个微电极,得到一个负电势(生理学上将电压称为电势)数值,称为静息电位。
当细胞受到刺激时,细胞膜上的钠钾泵迅速开放,根据物质都有从高浓度向低浓度运动的扩散原理,细胞外钠离子大量涌进细胞内,而细胞内的钾离子虽然有一部分事先运动到细胞外,但细胞内的浓度还是高于细胞外,于是钾离子也由细胞内流到细胞外。值得注意的是,钠离子进入细胞内的速度要大于钾离子出胞的速度,一般来说,三个钠离子进入换出两个钾离子流出。
总的结果就是大量的阳离子由细胞外进入细胞内,是原本是负电势的细胞转换成正电位,通过微电极的检测发现,这时的细胞形成一个峰电位,称为动作电位。细胞在形成动作电位后,产生一个运动,如肌细胞的收缩或腺体细胞的分泌等。而后细胞内外的钠钾离子再从新分布,细胞内的钠离子被移除到细胞外,细胞外的钾离子被移进细胞内,细胞重新恢复静息电位的状态,等待下一个刺激引起的动作电位。
D. 细胞是这么产生电的
细胞膜上有钠-钾泵(一种蛋白质,能跨膜运输Na+、K+),它能造成细胞内K+是细胞外30倍,细胞外Na+使细胞内12倍。因为细胞膜两侧K+的浓度差,K+会外流。
当细胞膜外的正电荷大到能阻止同样带正电荷的K+出来时(同种电荷相排斥),K+就停止内流。但是因为细胞膜对Na+的通透性很小,Na+就不能进来,这样就相当于细胞膜两侧有了电位差(可以理解为电压),这就是细胞的静息电位。
细胞膜上还有钠、钾通道(也是两种蛋白质),当细胞受到刺激,Na+通道会开放,刚说到细胞外Na+是细胞内12倍,所以Na+会内流(相当于电流)。这样导致膜两侧电位差减少。当电位差降到一定程度时,Na+通道失活,K+通道开放。因为没有了正电荷抵抗K+的浓度差,K+会大量外流。之后,钠-钾泵会出来收拾残局,向膜外运输Na+,向膜内运输K+,使浓度恢复到原来水平。这就是细胞的动作电位,神经细胞的动作电位会传得很远。
是什么原因导致那种蛋白质让Na+、K+,向一个方向运输的呢?
结构是这样的:钠-钾泵由两个α亚基、两个β亚基组成,α亚基下面有3个结构域。α亚基上还有3个Na+结合位点、两个K+结合位点,β亚基不直接参与运输,只是用来帮助α亚基正确折叠。
运输开始时,α上先结合三个Na+,同时3号结构域上结合一个ATP。蛋白质就把ATP水解为ADP,同时2号结构域磷酸化。α亚基构象改变,Na+就不能结合了,就被释放到到细胞外,同时2个K+结合到α上。然后2号结构域去磷酸化,α构象再次改变,K+又不能结合了,就被释放到细胞内,就这样循环。钠-钾泵消耗一个ATP能运输3个Na+、2个K+,α的构象一秒能改变1000多次。如果钠-钾泵不运输的话,膜两侧Na+、K+的浓度会变化,就会影响其他生理功能,细胞产生动作电位后也不能恢复了。
E. 生物电是怎样形成的
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。
F. 生物放电是怎么回事
生物电现象的研究,至今已经有了相当的进展.我们已经知道,动物的神经细胞、肌细胞等都存在跨膜的静息电位,而且,在一定条件下,会产生电位变化.不仅如此,对植物细胞的电现象也有发现和研究.然而,人类对生物电现象的最早发现,应该追溯到对放电生物的认识和了解.随着人类对生物细胞电现象的发现与研究,又反过来,促进了人类对生物的放电现象的解释.
我们人类的细胞中有控制各种微量金属元素的功能,我们称为"泵",如钠泵,钾"泵"等,细胞靠这功能来调节细胞内的离子浓度,我们运动的时候,泵会调节细胞内外的离子浓度.离子的移动的能量表现就是一种电流.这些微量金属元素,在自然界只能以离子形式存在,而一旦被溶解,它们就以电解质的形式存在.人体一般能承受36伏电压,这称为安全电压,如果超出这一标准,人就会因电流过大而导致生命危险.
G. 什么是细胞生物电现象
细胞生物电现象是细胞中表现出的静息电位和动作电位。
静息电位是指细胞在不动时,存在于细胞膜内外两侧的电位差,例如体内所有细胞都体现出细胞膜内侧带负电,外侧带正电的情况。而动作电位是指在神经纤维一端记录静息电位同时,在纤维另一端用电刺激,经过极短潜伏期之后,在记录静息电位的基础上有一个迅速的生物电变化。细胞生物电现象产生的原因是因为细胞膜内外离子分布不均匀,同时细胞膜对离子的选择通透性。
H. 神奇的生物电
什么是生物电
我们人体是由许许多多细胞构成的。细胞是我们机体最基本的单位,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”。植物有植物电、动物有动物电、人体有生物电,一切事物的变化都有电产生。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"。
生物电的产生原理
细胞浸浴在细胞液中,细胞膜的内外存在许多带电离子。在安静状态时,这些离子相对稳定,当受到刺激时,细胞膜的通透力发生变化,各种离子便活跃起来,在细胞膜内外川流不息,出现钾钠离子交换,便产生了生物电。
人体所有器官都会产生生物电现象,并且以电的形式--动作电位,通过相应的神经纤维把兴奋传导到大脑中枢,大脑中枢以动作电位的方式,把神经冲动信号通过相应的神经纤维传到效应器,从而产生器官或组织的功能活动。
生物电在临床的应用
心电图,也叫"心电描记器",是用来检查人的心脏疾病的一种仪器,它可以记录下心肌电位改变所产生的波形图象。医生们只要对心电图进行分析,便可以判断受检人的心跳是否规则、有否心脏肥大、有否心肌梗塞等疾病。
还有一个是脑电图,原理相同,只是比起心电来,脑电比较微弱,因此科学家要将脑电放大100万倍才可反映出脑组织的变化,如脑内是否长肿瘤、有否可能发生癫痫病等。
生物电中医疗法
经络是运行全身气血,联络脏腑支节,沟通上下内外的通道。科学家测试:在人体表经络线上电阻比邻近肌肉小,实际上经络就是人体的生物电系统。中医认为:"通则不痛,痛则不通",就是气不通,血不通,气滞则血瘀,不通为万病之根源。为什么气不通,就是生物电不通,植物神经不能顺利指挥各组织器官、脏腑的气血运行,新陈代谢,所以就慢慢生病了。
人体的生物电弱了,会造成气不通、血不通,用外来电强化人的生物电,电动生磁,磁动生电,这是近代磁疗的兴起原理。当磁场作用于穴位,电压、电位就发生变化,激发生物电流产生电磁波,然后传到全身的经络,传到中枢神经形成刺激,对病变部位进行调整。
小结
生物电经络疗法,核心是一个"通"字,生物电通了,磁场强化了,气通了,血通了,微循环改善。有胀痛、红肿发炎,有病理性产物,很快排走了,所以,大家在未来的医疗选择中,不妨多一种选择和尝试。
I. 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。
J. 有生命的细胞是如何产生生物电流的
科学家通过扫描电镜,看到人体细胞里的微观世界,由细胞膜、细胞质和细胞核三大部分构成的细胞,平均直径只有10~30微米,构造却极复杂。细胞膜厚75埃,有好几层复杂结构,膜上布满了小孔,通过膜上小孔,细胞与周围的液体环境直接沟通,不停地进行物质交换。凭借细胞膜的这种通透性,才能产生生物电。因为在细胞膜内外,分别带有不同的电荷,膜外带正电荷,膜内带负电荷。在正常情况下,虽说细胞内外的钾、钠、氯离子分布不均匀,但由于细胞膜忠于职守,进行严格的“海关检查”,这些带电离子不能随便出入细胞膜,都规规矩矩的,该出该入秩序井然。如果心理生理发生变化,或遇到理化等因素的刺激,便会干扰细胞膜的“海关检查”,细胞膜内外相对静止的环境受到影响。于是,这些带电的离子便乱了起来,钠离子乘机通过膜上小孔迅速进入膜内,使膜内电位急剧上升,导致局部细胞膜出现电位倒转,膜外带负电,膜内带正电。在这种带电离子分布发生变化的进出流动情况下,这一细胞膜的局部与其邻近部位之间,由于电荷的不同,出现了“电位差”,形成了生物电流。这就是细胞膜产生生物电的“膜离子学说”。