Question

静息状态时，钠钾泵会主动运输，使钠离子排到细胞外，钾离子排到细胞内，但是为什么

静息状态时，钠钾泵会进行钠离子和钾离子的主动运输，使钠离子排到细胞外，钾离子排到细胞内，但是为什么又说静息电位是钾离子扩散到细胞外？钾离子一进一出这样还能形成外正内负吗？

Answer 1

这个问题涉及到细胞上的两类膜蛋白。一种是泵（pump），另一种是离子通道（channel）。

主动运输的蛋白我们最熟悉的就是钠钾泵。它主要是用来形成细胞膜内外的钠钾离子的梯度，使得细胞保持内部高钾离子，外部高钠离子的状态，这样就形成了静息电位。在这个过程需要消耗ATP，并且转运速度比较慢，是主动运输。

然而对于离子通道来说，这个过程不需要能量。细胞膜上有不同种类的离子通道，对于不同离子的通透具有选择性。比如钠离子通道只允许钠离子通过，钾离子通道只允许钾离子通道通过。这个过程离子只能够由高浓度向低浓度转运，速度相对较快，并且不需要消耗能量，是被动运输。离子通道的开启和关闭受生理条件的影响。

细胞通过钠钾泵使得细胞内外产生钠-钾离子梯度，产生静息电位，消耗ATP。这时钠离子通道和钾离子通道处于关闭状态。当外界的刺激发生后，钠离子通道和钾离子通达迅速打开，钠向内流，钾向外流。这时电势迅速改变产生动作电位。之后钠钾泵工作，消耗ATP，使得静息电位恢复，相对前一个过程比较慢，离子通道也缓慢关闭，保持细胞内外的离子的浓度梯度差。

Answer 2

形成动作电位后（即兴奋后）恢复静息电位过程中是钠钾泵参与主动运输，使钠离子排到细胞外，钾离子排到细胞内。

Answer 3

钠钾泵每消耗一分子ATP就向外泵3个钠吸2个钾

追问

静息电位是钾离子扩散到细胞外，钾离子一进一出这样还能形成外正内负吗？

追答

细胞膜两侧的离子呈不均衡分布，膜内的钾离子高于膜外，膜内的钠离子和氯离子低于膜外，即胞内为高钾、低钠、低氯的环境。此外，有机阴离子仅存在于细胞内。在安静状态下，细胞膜对钾离子通透性大，对钠离子通透性很小，仅为钾离子通透性的1/100~1/50，而对氯离子则几乎没有通透性。因此，细胞
枪乌贼轴突膜静息电位
静息期主要的离子流为钾离子外流。钾离子外流导致正电荷向外转移，其结果导致细胞内的正电荷减少而细胞外正电荷增多，从而形成细胞膜外侧电位高而细胞膜内侧电位低的电位差。可见，钾离子外流是静息电位形成的基础，推动钾离子外流的动力是膜内外钾离子浓度差。[1]

　　钾离子外流并不能无限制地进行下去，因为随着钾离子顺浓度差外流，它所形成的内负外正的电场力会阻止带正电荷的钾离子继续外流。当浓度差形成的促使钾离子外流的力与阻止钾离子外流的电场力达到平衡时，钾离子的净移动就会等于零。此时，细胞膜两侧稳定的电位差称为钾离子的电位。[1]
　　根据物理化学能斯特公式，只要知道细胞膜两侧钾离子的浓度差，就可计算出钾离子的平衡电位。如果人工改变细胞膜外钾离子的浓度，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，其变化与根据能特斯公式计算所得的预期值基本一致。科学家注意到根据公式计算出钾离子平衡电位还是与实际测量出的静息电位有很小的一些差别的，测定值总是比计算值负得少。这是由于膜对钠离子和氯离子也有很小的通透性，它们的经膜扩散（主要指钠离子的内移），可以抵销一部分由钾离子外移造成的电位差数值。[1]
　　静息状态下钾离子的外流是构成静息电位的主要因素。一般细胞内钾离子的浓度变化非常小，因此造成细胞内外钾离子浓度差变动的主要因素是细胞外的钾离子浓度。如果细胞外钾离子浓度增高，可使细胞内外的钾离子浓度差减小，从而是钾离子向外扩散的动力减弱，钾离子外流减少，结果是静息电位减小。反之，则使静息电位增高。这个实验也进一步说明，形成静息电位的主要离子就是钾离子。[1]这里的离子流动属于自由扩散，不消耗能量（）。

参考资料： http://baike.baidu.com/view/134373.htm#2