Question

静息电位和动作电位的产生原理各是什么？

Answer 1

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。
静息电位产生的机制“离子学说”认为，细胞水平生物电产生的前提有二：①细胞内外离子分布和浓度不同。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细胞膜在不同的情况下，对不同离子的通透性并不一样，如在静息状态下，膜对k
的通透性大，对na
的通透性则很小。对膜内大分子a-则无通透性。由于膜内外存在着k
浓度梯度，而且在静息状态下，膜对k
又有较大的通透性（k
通道开放），所以一部分k
便会顺着浓度梯度向膜外扩散，即k
外流。膜内带负电荷的大分子a-，由于电荷异性相吸的作用，也应随k
外流，但因不能透过细胞膜而被阻止在膜的内表面，致使膜外正电荷增多，电位变正，膜内负电荷增多，电位变负。这样膜内外之间便形成了电位差，它在膜外排斥k
外流，在膜内又牵制k
的外流，于是k
外流逐渐减少。当促使k
流的浓度梯度和阻止k
外流的电梯度这两种抵抗力量相等时，k
的净外流停止，使膜内外的电位差保持在一个稳定状态。因此，可以说静息电位主要是k
外流所形成的电一化学平衡电位。动作电位产生的机制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
内流所形成的电一化学平衡电位。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，动作电位是可兴奋细胞兴奋的标志。