一、静息电位

一、静息电位

（一）静息电位的概念

静息电位是指细胞在安静状态下（未受刺激时），存在于细胞膜两侧的电位差。由于这一电位差存在于安静细胞膜的两侧，又称跨膜静息电位。大多数细胞的静息电位都表现为膜内电位低于膜外。生理学中，把膜外的电位规定为零，膜内电位即为负值，静息电位用膜内电位表示，所以，静息电位是负值。大多数细胞的静息电位都在－50～－100mV之间。例如，神经细胞的静息电位为－70mV，心室肌细胞的静息电位为－90mV等。静息电位是细胞处于安静状态下的标志。

（二）静息电位的产生机制

静息电位的产生有两个前提条件：①细胞内外各种离子的分布不均匀：细胞外的正离子主要是Na^＋，细胞外Na^＋浓度约为细胞内的12倍；细胞外的负离子主要是Cl^－。细胞内的正离子主要是K^＋，细胞内的K^＋浓度约为细胞外的30倍；细胞内的负离子主要是大分子的有机负离子（A^－）。②细胞膜在安静状态下对各种离子的通透性不同：对K^＋的通透性较大（K^＋通道开放），对Na^＋和Cl^－的通透性很小（Na^＋通道、Cl^－通道关闭），而对A^－几乎没有通透性。

细胞膜内外离子浓度差是促进离子跨膜转移的动力。由于安静状态下细胞膜主要对K^＋有通透性，并且细胞内的K^＋浓度远远高于细胞膜外，K^＋顺着浓度差从细胞内向细胞外扩散（K^＋外流）。此时，细胞内的A^－在K^＋的吸引下也有随K^＋外流的趋势，但因细胞膜对A^－几乎没有通透性而被阻隔在膜的内表面，并牵制细胞外的K^＋不能远离细胞膜。K^＋和A^－隔膜相对，使膜外带正电，电位升高；膜内带负电，电位下降，由此产生膜两侧电位差。而电位差形成的电场力对K^＋的继续外流构成阻力（膜内负电场吸引K^＋，膜外正电场排斥K^＋）。随着K^＋的外流，膜两侧K^＋浓度差（动力）逐渐减小，电位差（阻力）逐渐增大。当促使K^＋外流的浓度差与阻止K^＋外流电位差这两种相互拮抗的力量达到平衡时，K^＋的净外流停止，膜两侧电位差不再继续增大，而是稳定在一定数值不变，这就是静息电位。简言之，静息电位主要是推动K^＋外流的浓度差与阻止K^＋外流的电位差达到平衡时的电位，所以又称K^＋平衡电位（图2－6）。(https://www.daowen.com)

图2－6　静息电位形成示意图

细胞在安静状态下，膜外带正电、膜内带负电的状态称为极化。在静息电位的基础上，膜两侧电位差增大（膜内电位向着负值增大的方向变化，如从－70mV到－80mV），表明极化状态加强，称为超极化；膜两侧电位差减小（膜内电位向着负值减小的方向变化，如从－70mV到－60mV），表明极化状态减弱，称为去极化；膜两侧极化反转，由外正内负变为外负内正，称为反极化；细胞发生去极化或反极化后，再恢复到极化状态，称为复极化。

极化状态与静息电位是一个现象的两种表述方式，它们都是细胞处于静息状态的标志。极化状态表达的是膜两侧电荷分布的情况，静息电位表达的是膜两侧的电位差。从电性上来说，细胞膜外带正电荷，膜内带负电荷，即“外正内负”。从电位上来说，细胞膜外电位高，膜内电位低。但电位本身只有高低，没有正负，只有确定某一参照点为零电位以后，高于参照点的为正电位，低于参照点的为负电位。生理学中把膜外电位规定为零（参照点），膜内电位低于膜外即为负值。静息电位是膜两侧的电位差，意为膜内比膜外低多少，或膜外比膜内高多少，不要与数学上的“正”“负”混淆。