膜電位與被動電流
靜息膜電位是神經(jīng)細胞膜在靜息狀態(tài)(即非動作電位階段)的膜兩側(cè)電位差。
細胞膜對某種特異離子的滲透性取決于離子通道允許離子穿過細胞膜的程度。
ATP是神經(jīng)元的主要能量來源,用于控制K+——Na+泵。
電荷梯度源于離子在膜兩側(cè)的不對稱分布。膜兩側(cè)的電荷梯度差就是靜息電位的基礎(chǔ)。Nernst方程式被用于發(fā)現(xiàn)某種離子的平衡電位。Goldman方程式考慮的是決定膜電位的幾種離子的通透性。
被動電傳導指的是電傳導或遞減傳導。一個去極化電流引起細胞內(nèi)正性增加,動作電位產(chǎn)生的可能性增加;一個超極化電流使細胞內(nèi)正性減少,動作電位產(chǎn)生的可能性減低。
動作電位
神經(jīng)元產(chǎn)生動作電位的部位被稱為鋒電位啟動區(qū)。
動作電位是一種全或無的現(xiàn)象:只要去極化程度達到啟動動作電位所需的閾值,則動作電位的幅度不再依賴于該去極化的大小。
根據(jù)膜電位而開放和關(guān)閉的電壓門控離子通道在動作電位的產(chǎn)生中發(fā)揮重要的作用。
動作電位起始階段的特征性的大去極化是由電壓門控的Na+通道的自我強化循環(huán)所控制的。在動作電位的這個階段,細胞膜去極化,接近于Na+的平衡電位。
K+通道的開放晚于Na+通道,但K+的細胞外流出要強于Na+的細胞內(nèi)流入。在Na+通道已經(jīng)關(guān)閉后,一些K+通道仍保持開放,使細胞膜電位趨向于K+的平衡電位,即低于靜息膜電位水平。
Na+通道的失活導致絕對不應(yīng)期的出現(xiàn),在此期間不產(chǎn)生動作電位。
絕對不應(yīng)期之后是相對不應(yīng)期階段,由于K+通道緩慢關(guān)閉的細胞膜超極化。在此階段,動作電位不是不能產(chǎn)生,但相當困難。髓鞘允許動作電位沿軸突快速地、跳躍式傳遞。
離子通道
離子通道由穿膜蛋白質(zhì)構(gòu)成,它能形成離子流動的通道。
構(gòu)成離子通道的蛋白質(zhì)具有幾個水平的結(jié)構(gòu):一級(氨基酸序列),二級(氨基酸鏈如何螺旋),三級(螺旋的氨基酸鏈折疊形成復雜的三維結(jié)構(gòu)),四級(三級結(jié)構(gòu)的相互結(jié)合形成最后的結(jié)構(gòu))。
離子通道可以是被動的(通常是開放的)或門控的(僅在電、化學或物理刺激的情況下開放)。
化學門控的離子通道是作為神經(jīng)遞質(zhì)的受體。神經(jīng)遞質(zhì)也被指為配基。
突觸后受體可以是直接連接的貨間接連接的,后者需要第二信使系統(tǒng)。
突出傳遞與神經(jīng)遞質(zhì)
化學傳遞導致神經(jīng)遞質(zhì)從突觸前神經(jīng)元釋放,并與突觸后神經(jīng)元受體相結(jié)合,它所引起的是興奮性突觸后電位還是抑制性突觸后電位(EPSP或IPSP),取決于所釋放的神經(jīng)遞質(zhì)。
神經(jīng)遞質(zhì)是突觸末端的囊泡以胞吐形成釋放的。
鑒定某種物質(zhì)為神經(jīng)遞質(zhì)的標準如下:
神經(jīng)遞質(zhì)是由突觸前神經(jīng)元合成,并位于突觸前神經(jīng)元內(nèi)。
當動作電位到達突觸前神經(jīng)元并使末梢去極化時(在Ca2+介導下),神經(jīng)遞質(zhì)能被該末梢釋放。
突觸后神經(jīng)元針對該物質(zhì)的受體具有特異性。
當被人工施加到突觸后細胞時,該物質(zhì)能啟動與突觸前神經(jīng)元刺激相同的反應(yīng)。
神經(jīng)遞質(zhì)包括氨基酸、生物活性胺類和神經(jīng)肽類。
神經(jīng)遞質(zhì)在與受體結(jié)合后必須被清除。清除機制包括(a)突觸前末梢的主動重攝?。唬╞)突觸間隙的酶降解;(c)神經(jīng)遞質(zhì)的遠距離擴散。
激動劑是影響神經(jīng)遞質(zhì)活性的化學物質(zhì),通過以下方式:模擬神經(jīng)遞質(zhì)在突觸后膜受體的活動而增加神經(jīng)遞質(zhì)的釋放,阻止神經(jīng)遞質(zhì)的再攝取。相反,拮抗劑是降低神經(jīng)遞質(zhì)影響突觸后神經(jīng)元能力的化學物質(zhì)。
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來源:高飛