生物电现象

互联网2013-11-15

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　　 生物体在生命活动过程中表现的电现象，称为生物电（ bioelectricity）现象。包括：

膜电位 （ membrane potential）在可兴奋组织（如神经和肌肉）的细胞膜内、外，存在着不同的带电离子，膜外呈正电，膜内呈负电，存在着一定的电位差，称为膜电位。

损伤电位 （ injury potential）活组织的完整部位与损伤部位之间存在着电位差，称为损伤电位。如将电位计的两个电极放在完整无损伤的肌肉或神经表面，由于两处电位相等，无任何电位差可见。如组织局部损伤，其中一个电极移至损伤部位，另一电极仍处于完整部位表面，则可观察到电位计的指针发生偏转，损伤部位为负，完整部位为正，此种电位差，即为损伤电位。损伤电位随着时间推移而逐渐下降，直至组织死亡而完全消失。损伤电位的出现，证明膜内外存在着电位差，即膜电位。

静息电位 （ resting potential）通常所指膜电位，是指细胞未受刺激时，即处于静息状态下，细胞膜两侧存在的电位差，称为静息膜电位，或简称静息电位。在通常情况下，细胞只要处于静息状态，维持正常的新陈代谢，其静息电位总是稳定在一定水平上，一般为 50～ 100毫伏直流电位。此一现象称为极化（ polariza－ tion）。

动作电位 （ action potential）可兴奋组织在兴奋时所产生的生物电活动。如在用纤维内的电级记录静息电位的同时，在纤维的另一端给予电刺激，经过极短时间的潜伏期约 0.06毫秒（ ms）后，记录电极部位就会在静息电位的基础上，出现一个快速的生物电变化，历时约 1毫秒。包括一个极陡峭的上升相和一个较缓慢的下降相。上升相表现为先是膜电位由原来的静息水平（— 45毫伏）迅速减小，原先的极化状态消失，称为去极化（或称除极化 depolariza-tion），继而导致膜极性倒转，变成膜内为正（ 40毫伏）的相反极化状态，称为反极化。极性倒转的部分（即由膜电位零到 40毫伏）称为超射（ overshoot）。整个上升相达 85毫伏，等于静息电位的绝对值与超射的总和。然后为下降相，膜电位逐渐恢复到原先的静息电位水平，称为复极化（ repolarization）

动作电位的特点 全或无性质与传导性。全或无（ all or none）性质；如刺激为阈下刺激，则引不起动作电位；而刺激一达到阈值，即引起动作电位，而动作电位一经引起，其幅度就达到最大值，即使刺激强度继续增加，动作电位也不再增大。传导性：动作电位一经产生就可在同一细胞范围内沿细胞膜传到远处，而且电位幅度不会随传导距离增加而衰减，即非递减性传导。

动作电位的全过程 动作电位全过程包括锋电位和后电位两大部分。（ 1）锋电位（ spike potential）：在刺激后几乎立即出现，潜伏期不超过 0.06毫秒。其幅度为静息电位与超射值之和，并服从全或无定律和非递减性传导。锋电位总是伴随着冲动出现，两者具有相同的阈值、相同的传导速度，并可在一些因素的作用下同时被阻断。锋电位持续时间约 0.5毫秒，在此期内，神经纤维不再对第二个刺激发生反应，即处于绝对不应期。根据离子学说，此时 Na 通道处于被激活后的暂时失活状态，不可能发生进一步的 Na 内流，从而保证了它作为一个独立信息单位而不受干扰。（ 2）后电位（ after potential）：锋电位过后即为历时较长的后电位：先为负后电位，历时约 15毫秒，其幅度约为锋电位的 5～ 6％，前半期与兴奋后兴奋性变化周期中的相对不应期相当，其机制同 Na 通道仅部分地恢复有关；后半期大致和超常期相对应，此时膜处于部分去极化状态。正后电位（ positive after potential）持续 60～ 80毫秒，其幅度仅为锋电位的 0.2％，正后电位与低常期同时出现，可能是由于膜在复极化过程中，膜外阳离子暂时性积聚造成的轻度超极化所致。