静息电位和动作电位.docx

简介静息电位( Resting Potential , RP )是指细胞未受刺激时，存在于细胞膜内外 两侧的外正内负的电位差由于这一电位差存在于安静细胞膜的两侧，故亦称跨膜静 息电位，简称静息电位或膜电位形成机理静息电位产生的基本原因是离子的跨膜扩散，和钠-钾泵的特点也有关系细胞膜内 K+浓度高于细胞外安静状态下膜对K+通透性大，K+顺浓度差向膜外扩散，膜内的蛋白质 负离子不能通过膜而被阻止在膜内，结果引起膜外正电荷增多，电位变正；膜内负电 荷相对增多，电位变负，产生膜内外电位差这个电位差阻止 K+进一步外流，当促使K+外流浓度差和阻止K+外流的电位差这两种相互对抗的力量相等时， K+外流停止膜内外电位差便维持在一个稳定的状态，即静息电位测定静息电位的方法插入膜内的是尖端直径V l“m的玻璃管微电极，管内充以 KCl溶液，膜外 为参考电极，两电极连接到电位仪测定极间电位差静息电位都表现为膜内比膜外电 位低，即膜内带负电而膜外带正电这种内负外正的状态，称为极化状态静息电位 是一种稳定的直流电位，但各种细胞的数值不同哺乳动物的神经细胞的静息电位为 -70mV (即膜内比膜外电位低70mV )，骨骼肌细胞为-90mV，人的红细胞为-10mV。

静息电位的产生与细胞膜内外离子的分布和运动有关正常时细胞内的 K+浓度和有机负离子A-浓度比膜外高，而细胞外的Na+浓度和Cl-浓度比膜内高在这种情 况下，K+和A-有向膜外扩散的趋势，而Na+和Cl-有向膜内扩散的趋势但细胞膜在 安静时，对K+的通透性较大，对 Na+和Cl-的通透性很小，而对 A-几乎不通透因 此，K+顺着浓度梯度经膜扩散到膜外使膜外具有较多的正电荷，有机负离子 A-由於不能透过膜而留在膜内使膜内具有较多的负电荷这就造成了膜外变正、膜内变负的 极化状态由K+扩散到膜外造成的外正内负的电位差，将成为阻止 K+外移的力量，而随着K+外移的增加，阻止K+外移的电位差也增大当促使 K+外移的浓度差和阻流的量相等此时，膜两侧的电位差就稳定于某一数值不变，此电位差称为 K+的平衡电位，也就是静息电位其具体数值可按 Nernst公式计算计算所得的K+平衡电位值与实际测得的静息电位值很接近，提示静息电位主要 是由K+向膜外扩散而造成的如果人工改变细胞膜外 K+的浓度，当浓度增高时测得 的静息电位值减小，当浓度降低时测得的静息电位值增大，其变化与根据 Nernst 公 式计算所得的预期值基本一致。

但是，实际测得的静息电位值总是比计算所得的 K+ 平衡电位值小，这是由于膜对 Na+和Cl-也有很小的通透性，它们的经膜扩散（主要 指Na+的内移），可以抵销一部分由K+外移造成的电位差数值动作电位概念可兴奋组织或细胞受到阈上刺激时，在静息电位基础上发生的快速、 可逆转、可传播的细胞膜两侧的电变化动作电位的主要成份是峰电位形成条件① 细胞膜两侧存在离子浓度差，细胞膜内 K+浓度高于细胞膜外，而细胞外Na+、Ca2+、Cl-高于细胞内，这种浓度差的维持依靠离子泵的主动转 运主要是Na+ -K+泵的转运）② 细胞膜在不同状态下对不同离子的通透性不同，例如，安静时主要 允许K+通透，而去极化到阈电位水平时又主要允许Na+通透③ 可兴奋组织或细胞受阈上刺激形成过程三阈刺激f细胞部分去极化~Na+少量内流一去极化至阈电位水平一N a+内流与去极化形成正反馈（Na+爆发性内流）一基本达到Na+平衡电位（膜 内为正膜外为负，因有少量钾离子外流导致最大值只是几乎接近钠离子平 衡电位）（形成动作电位上升支）膜去极化达一定电位水平f Na+内流停止、K+迅速外流（形成动作电位 下降支）形成机制动作电位上升支 Na+内流所致。

动作电位的幅度决定于细胞内外的Na+浓度差，细胞外液Na+浓度降低 动作电位幅度也相应降低，而阻断Na+通道（河豚毒）则能阻碍动作电位的 产生动作电位下降支 K+外流所致动作电位时细胞受到刺激时细胞膜产生的一次可逆的、可传导的电位 变化产生的机制为①阈刺激或阈上刺激使膜对 Na+的通透性增加，Na+顺浓度梯度及电位差内流，使膜去极化，形成动作电位的上升支② Na+通道失活，而K+通道开放，K+外流，复极化形成动作电位的下降支③ 钠泵的 作用，将进入膜内的Na+泵出膜外，同时将膜外多余的 K+泵入膜内，恢复 兴奋前时离子分布的浓度离子通道的特征细胞膜上有多种离子通道而动作电位的产生，则与钠和钾离子通道 有关这些离子通道的开关状态与 膜电位有关，即是所谓的电压门控通道例如钠离子通道，在静息时它是关闭并且是可激活的当去极化到一 特定值时就会引起其构象的改变，成为打开状态但是离子通道却不会持 续停留在开放状态，它会在几毫秒内关闭这是通过膜上一蛋白质的失活 域的活动实现的，这个失活域会像塞子一样堵住离子通道离子通道这种 状态被称为关闭并失活的过渡状态关闭但可激活的只有在完全复极化后 才可能出现，而开放可激活的状态是在简单模型中不可能实现的。

（文献中 也写道，一个关闭并失活的通道在复极过程中首先短时间内还是开放状态， 然后才改变构象直接成为关闭但可激活的再次激活只能发生在完全复极 之后，在去极化的细胞膜中不可能存在着过渡状态开放并失活的 ）当然，并不是所有的通道在电位到达一定值之时全部打开更可能的 是，通道的处于某种状态的概率是与电压相关的而当阈电位出现时，大 部分的通道便会开放，上述的模型便能很好的描述这种状态而状态之间过渡所需的时间也是因通道而异的钠通道从关到开发生 在2毫秒之内，而钾通道则要 10毫秒除了电压外，还有其他开关通道的机制 ,如化学门控通道对动作电位 来说，有两种值得一提一种是与内向整流性钾通道 Kir 有关，这种通道 是不可调控的但却有一些带正电的小分子如精素，能够在去极化到一定 程度时堵塞通道孔另一种机制与钾通道有关，当细胞间的钙离子与它结 合后会开放。