细胞膜上的离子通道和膜电流

膜片钳（patch clamp）和分子克隆等技术在单通道分子水平的研究揭示，离子通道（ion channel）是指存在于神经、肌和腺体等可兴奋细胞膜上的，由具有亲水性结构的越膜蛋白所形成的允许离子经此而发生越膜运动的孔道；当这种蛋白质结构出现允许某种离子顺其浓度差越膜运动的孔道时，通道处于开放状态，离子越膜运动形成膜电流；反之，这种孔道消失，表示该通道处于关闭状态，越膜离子流停止。离子通道产生和传递电信息的功能，就是通过其开放和关闭活动来实现的。

除可兴奋细胞膜上存在有不同种类的离子通道外，体内的红细胞、白细胞和肾小管上皮细胞等，其膜上也存在K＋、Na＋、Ca2＋和Cl－等离子通道，且这些通道具有各自的类型和特征，即表现为家族性。这些离子通道同细胞对物质转运、细胞运动、细胞膜内外渗透压和容积及酸碱度的稳定等功能活动有关。(https://www.daowen.com)

细胞膜上的单离子通道及其定位等是Neher和Sakman在1976年建立膜片钳技术后发现的。他们的工作不但表明通道活动及其调节对细胞的生理功能产生影响，而且也为研究某些先天性或后天获得性的原因所致离子通道结构和功能改变时出现的某些疾病奠定了基础。目前，已发现在心血管和神经－骨骼肌以及其他功能系统中，由于离子通道结构和功能改变导致的多种离子通道病（channelopathy）。Neher和Sakman的工作获得1991年诺贝尔生理学或医学奖。

以下主要介绍神经（神经和骨骼肌细胞电位形成机制相同）和心室肌细胞膜上的离子通道性质和特征以及有关的膜离子电流。