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什么是静息电位

【提问】什么是静息电位啊?静息电位是不是就是说 细胞内外离子都不动了的时候啊 钾离子的平衡电位+钠离子平衡电位啊

【回答】答复:

您好!

静息电位是指细胞未受刺激时,存在于细胞膜内外两侧的电位差。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。测定静息电位的方法:插入膜内的是尖端直径<1μm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。这就造成了膜外交正、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+外移的浓度差和阻止K+外移的电位差这两种力量达到平衡时,经膜的K+净通量为零,即K+外流和内流的量相等。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。

【追问】谢谢这位老师,那是不是可以这么说,细胞内外膜初始是电平衡,不存在极化或者反极化,只有等因为造成了细胞内外离子分布不均匀而导致钾离子外流,A-不能穿透细胞膜而产生的呢?

那最开始造成细胞内外离子分布原因是钠泵,作用是排出3个Na+ 泵如2个K+,这样净生成了膜外一个正电荷,那为什么在有这样因为钠泵造成细胞内外存在离子浓度差的时候,不会造成细胞内外电位差呢?

【回答】答复:您好!考虑您对一些基本概念还是有些模糊,请您参考如下:

1.单纯扩散:指脂溶性物质由细胞膜的高浓度一侧向低浓度侧的跨膜转运,此方式不消耗能量。

扩散量取决于:

•浓度差

•分子量

•通透性

•举例:O2,CO2,H2S等

2. 易化扩散:水溶性物质由细胞膜高浓度一侧向低浓度侧跨膜转运,此方式同样不消耗能量。其中葡萄糖及氨基酸为载体介导,各种离子为通道介导。

3.主动转运:顾名思义,从低→高跨越细胞膜,必然消耗能量。

知识点:Na+-K+-ATP酶的主要功能是维持细胞外的高钠、低钾状态。

4.阈值:引起组织兴奋的最低刺激强度称为阈强度。

5.动作电位:指膜受刺激后在原有的静息电位基础上发生的一次膜两侧电位的快速而可逆的倒转和复原。

关于动作电位的原理,请熟读以下内容并理解。

动作电位上升支的产生是因膜受刺激后,电压门控Na+通道开放,由于细胞膜外Na+浓度高于细胞内,Na+迅速大量的内流导致膜两侧电位差减小直至膜外带负电,而膜内带正电。上升支的顶点接近Na+平衡电位。在上升支达到顶点时,膜上的Na+通道迅速关闭,膜对Na+的通透性迅速下降,Na+停止内流。此时,K+通道开放,细胞膜对K+通透性增大,K+外流导致膜内电位迅速下降,直至恢复到静息电位的水平。由动作电位导致的膜两侧Na+、K+离子浓度的变化,通过Na+泵的工作恢复正常。

以下3个概念请结合图像记忆:

极化:细胞安静时膜两侧保持的内负外正的的状态(膜外高钠)。

超极化:膜电位向膜内负值加大的方向变化。

去极化:膜电位向膜内负值减小的方向变化。

以下四个特点内容,请学员自行查阅并理解记忆,务必能牢记这些内容的定义,在今后章节中它们还会用于对其它内容的理解分析。

6.动作电位传导特点:不衰减性传导、“全或无”、 双向传导、不融合现象。

【追问】老师你说了“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。”

我有两个理解不知道问题在哪儿:

1.老师你在我的解答里说安静时候,那安静时候到底是什么时候呢?是细胞在没有刺激的情况,是细胞内外电荷都平衡,没有离子外流,细胞没有电位差的时候呢?还是因为在钾离子外流到自身的电场力阻碍其外流,从而达到平衡,造成静息电位时候呢?

2.最开始的时候是不是膜内外是不带电荷呢?也就是说细胞内外最开始的时候分别所带的正电荷和负电荷是相等的,只有当钾离子外流,而A-不能外流,从而才使得膜外带正,膜内带负的极化状态呢?

谢谢老师!!!!

【回答】答复:您好!

1.考虑其实您可以理解为当这种电位达到平衡时(动态平衡)。

2.不是这样的,动作电位上升支的产生是因膜受刺激后,电压门控Na+通道开放,由于细胞膜外Na+浓度高于细胞内,Na+迅速大量的内流导致膜两侧电位差减小直至膜外带负电,而膜内带正电。上升支的顶点接近Na+平衡电位。在上升支达到顶点时,膜上的Na+通道迅速关闭,膜对Na+的通透性迅速下降,Na+停止内流。此时,K+通道开放,细胞膜对K+通透性增大,K+外流导致膜内电位迅速下降,直至恢复到静息电位的水平。由动作电位导致的膜两侧Na+、K+离子浓度的变化,通过Na+泵的工作恢复正常。

★问题所属科目:临床执业医师---生理学

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