静息电位是怎样形成的
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原理如下:
(1) 细胞膜内、外的离子浓度差
RP的形成与细胞膜两侧的离子有关。下表显示枪乌贼巨轴突细胞膜两侧主要离子浓度。由表可见,细胞膜内外的离子呈不均衡分布,膜内K+多于膜外,Na+和Cl-低于膜外,即细胞内为高钾低钠低氯的状态。此外,A-表示带负电的蛋白质基团,仅存在于膜内。 枪乌贼巨轴突细胞膜两侧主要离子浓度 离子胞浆(mmol/L)细胞外液(mmol/L)平衡电位(mV) K+ 40020-75Na+ 50440+55Cl- 52560-60A- 385--
(2) 细胞膜对离子的选择通透性和K+平衡电位
Hodgkin和Huxley推测:由于细胞内外存在K+的浓度差(细胞内高钾), K+具有从膜内侧向膜外侧扩散的趋势。如果细胞膜在安静时只能允许K+自由通透(K+通道开放),K+即可顺浓度差外流到细胞外。虽然胞内A-的浓度也很高,但细胞膜对A-不能通透,它只能因正负电荷的相互吸引作用,排列于细胞的内侧面。而扩散出细胞的K+也不能远离膜,而排列在膜的外侧面。这样在膜的内外两侧就形成了内负外正的电位差。
K+的这种外向扩散不能无限制的进行,因为K+外流造成的外正内负的电场力,将阻碍带正电的K+继续外流,而且K+外流愈多,这种电势的阻碍就会愈大。当促使K+外流的膜两侧K+浓度差势能, 与阻碍K+外流的电位差势能相等时,即膜两侧电-化学势的代数和为零时,K+外流量与回收(回到胞内)的量达到了动态平衡,K+的跨膜净移动为零,此时膜两侧电位差就稳定在某一不再增大的数值,即静息电位。因其是K+移动达到平衡时的膜电位,又可称作K+平衡电位(EK)。
(1) 细胞膜内、外的离子浓度差
RP的形成与细胞膜两侧的离子有关。下表显示枪乌贼巨轴突细胞膜两侧主要离子浓度。由表可见,细胞膜内外的离子呈不均衡分布,膜内K+多于膜外,Na+和Cl-低于膜外,即细胞内为高钾低钠低氯的状态。此外,A-表示带负电的蛋白质基团,仅存在于膜内。 枪乌贼巨轴突细胞膜两侧主要离子浓度 离子胞浆(mmol/L)细胞外液(mmol/L)平衡电位(mV) K+ 40020-75Na+ 50440+55Cl- 52560-60A- 385--
(2) 细胞膜对离子的选择通透性和K+平衡电位
Hodgkin和Huxley推测:由于细胞内外存在K+的浓度差(细胞内高钾), K+具有从膜内侧向膜外侧扩散的趋势。如果细胞膜在安静时只能允许K+自由通透(K+通道开放),K+即可顺浓度差外流到细胞外。虽然胞内A-的浓度也很高,但细胞膜对A-不能通透,它只能因正负电荷的相互吸引作用,排列于细胞的内侧面。而扩散出细胞的K+也不能远离膜,而排列在膜的外侧面。这样在膜的内外两侧就形成了内负外正的电位差。
K+的这种外向扩散不能无限制的进行,因为K+外流造成的外正内负的电场力,将阻碍带正电的K+继续外流,而且K+外流愈多,这种电势的阻碍就会愈大。当促使K+外流的膜两侧K+浓度差势能, 与阻碍K+外流的电位差势能相等时,即膜两侧电-化学势的代数和为零时,K+外流量与回收(回到胞内)的量达到了动态平衡,K+的跨膜净移动为零,此时膜两侧电位差就稳定在某一不再增大的数值,即静息电位。因其是K+移动达到平衡时的膜电位,又可称作K+平衡电位(EK)。
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以神经细胞的轴突为例,正常情况下它的电位是外正内负,这就是静息电位。外界的刺激导致局部细胞膜通透性改变,钠离子进入细胞,导致局部电位外负内正,从而与它两侧构成电位差,导致电信号的传导。这就是动作电位。电信号传导后该部位又恢复为外正内负,静息电位。
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静息电位是如何形成的呢
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