一、静息电位

（一）静息电位的概念

静息电位（RP）是指细胞在静息时，存在于细胞膜内外两侧的电位差（图2-3-1）。一根电极置于细胞外液，另一极细微电极插入到细胞内，示波器显示，细胞外电位高于细胞内的电位，如设定细胞外电位为零，则细胞内为负电位（少数植物细胞例外）。哺乳动物神经细胞的静息电位为-70 mV（即膜内比膜外电位低70 mV），骨骼肌细胞为-90 mV，人的红细胞为-10 mV。枪乌贼巨大神经轴突和蛙骨骼肌细胞的静息电位为-70～-50 mV。为了较好地描述膜内外电位差的变化，人们通常把细胞在安静状态下所保持的膜外带正电、膜内带负电的状态称极化状态。在静息电位的基础上，膜内电位向负值减小称去极化，如膜内电位由-70 mV减小到-40 mV。反之，膜内电位向负值增大称超极化，如从-70 mV到-90 mV。在去极化后，膜内电位向静息电位方向恢复，称复极化。

图2-3-1　细胞膜电位测量示意图

（二）静息电位产生的机制

静息电位的产生原因是离子跨膜扩散。细胞膜内外各种离子的浓度分布不均，即存在浓度差。细胞膜钠-钾泵的活动使细胞外有大量Na+，细胞内侧分布大量K+（表2-3-1），细胞膜在不同状态下对各种离子的通透性不同。细胞处于静息状态时，对K+的通透性最大，Na+通透性很小，而对胞内有机A-（蛋白质离子）几乎没有通透性。因此，K+顺着浓度梯度扩散到膜外使膜外具有较多的正电荷，有机负离子A-由于不能透过膜而留在膜内，使膜内具有较多的负电荷。这就造成了膜外为正、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，又成为阻止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+净流出量为零，即K+外流和内流的量相等。可见K+外流是静息电位形成的基础。

表2-3-1　哺乳动物神经轴突内外离子的浓度（mmol/L）和流动趋势

综上所述，从静息电位的形成机制不难看出，影响静息电位水平的因素主要有：①静息电位的大小：主要与细胞内外K+浓度差有关，如细胞外K+浓度增高，可使细胞内外K+浓度差减小，从而使K+向细胞外扩散的动力减弱，K+外流减少，结果是静息电位减小。反之，如果细胞外的K+浓度降低，将引起静息电位增大。②细胞膜对K+相对通透性：对K+的通透性增大，静息电位也增大。③钠-钾泵活动水平对静息电位也有影响：如当细胞缺血、缺O2或H+增多（酸中毒）时，可导致细胞代谢障碍，影响细胞向钠-钾泵提供能量，从而K+就不能泵回细胞内，将使细胞内外K+的浓度差逐渐减小，甚至消失。