静息电位与动作电位详解

一、静息电位

1、概念表述

静息电位是指组织细胞静止状态下存在于膜内外两侧的电位差，呈外正内负的极化状态。其值常为数十毫伏，并稳定在某一固定水平。

2、产生条件

（1）细胞膜内外离子分布不平衡。就正离子来说，膜内K+浓度较高，约为膜外的30倍。膜外Na⁺浓度较高约为膜内的10倍。从负离子来看，膜外以Cl^-为主，膜内则以大分子有机负离子（A^-）为主。

（2）膜对离子通透性的选择。在静息状态下，膜对K⁺的通透性大，对Na⁺的通透性则很小(Na+通道关闭)，对膜内大分子A^-则无通透性。

3、产生过程

K⁺顺浓度差向膜外扩散，膜内A^-因不能透过细胞膜被阻止在膜内。致使膜外正电荷增多，电位变正，膜内负电荷相对增多，电位变负，这样膜内外便形成一个电位差。当促使K⁺外流的浓度差和阻止K⁺外流的电位差这两种拮抗力量达到平衡时，使膜内外的电位差保持一个稳定状态，即静息电位。这就是说，细胞内外K⁺的不均匀分布和安静状态下细胞膜主要对K⁺有通透性，是使细胞能保持内负外正的极化状态的基础，所以静息电位又称为K⁺的平衡电位。

二、动作电位

1、概念表述

动作电位是指可兴奋细胞受到阈或阈上刺激时，在静息电位的基础上发生的一次快速扩布性电位变化。典型的神经动作电位的波形由峰电位、负后电位和正后电位组成。

2、产生条件

（1）细胞膜内外离子分布不平衡。细胞内外存在着Na⁺的浓度差，Na⁺在细胞外的浓度是细胞内的13倍之多。

（2）膜对离子通透性的选择。细胞受到一定刺激时，膜对Na⁺的通透性先增加，对K⁺的通透性后增加。( 因为Na⁺通道开放快，失活也快；K⁺通道开放的慢，失活的也慢，慢到几乎就不出现失活。）

3、产生过程

（1）去极化：细胞受到阀上刺激→细胞外的Na⁺顺浓度梯度流人细胞内→当膜内负电位减小到阈电位时Na⁺通道全部开放→Na⁺顺浓度梯度瞬间大量内流（正反馈倍增）→细胞内正电荷增加→膜内负电位从减小到消失进而出现膜内正电位→膜内正电位增大到足以对抗由浓度差所致的Na⁺内流→膜两侧电位达到一个新的平衡点。该过程主要是Na⁺内流形成的平衡电位，可表示为动作电位模式图的上升支。

（2）复极化 ：去极化达峰值时被激活的Na⁺通道迅速关闭而失活→Na⁺内流停止→K⁺通道逐渐被激活而开放→膜对K⁺的通透性增加→K⁺借助于浓度差和电位差快速外流→膜内电位迅速下降（负值迅速上升）→电位恢复静息值。该过程是K⁺外流形成的，可表示为动作电位模式图的下降支。

（3）Na⁺-K⁺泵转运： 当膜复极化结束后，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。这样细胞膜上的Na⁺-K⁺泵就会被激活，并开始主动地将膜内的Na⁺泵出膜外，同时把流失到膜外的K⁺泵回膜内，Na⁺—K⁺的转运是耦联进行的，以恢复兴奋前的离子分布的浓度。