静息电位是指细胞在安静状态下,存在于膜两侧的电位差,表现为膜内电位较膜外为负,一般在-100~-l0mV。
静息电位主要由K+外流形成,接近于K+的电-化学平衡电位。
细胞内外Na+和K+的分布不均匀,细胞外高Na+而细胞内高K+;安静时膜对K+的通透性远大于Na+,K+顺浓度梯度外流,并达到电-化学平衡。
钠-钾泵的生电作用,医学教育|网搜集维持细胞内外离子不均匀分布,使膜内电位的负值增大,参与静息电位生成。
扩展资料:
细胞外K+浓度的改变当细胞外K+浓度升高时,静息电位绝对值减小; 膜对K+和Na+的相对通透性改变对K+通透性增高时,静息电位绝对值增大;对Na+通透性升高时,静息电位绝对值减小。
在大多数细胞是一种稳定的直流电位; 细胞内电位低于胞外,即内负外正; 不同细胞静息电位的数值可以不同。
钾离子外流并不能无限制地进行下去,因为随着钾离子顺浓度差外流,它所形成的内负外正的电场力会阻止带正电荷的钾离子继续外流。
当浓度差形成的促使钾离子外流的力与阻止钾离子外流的电场力达到平衡时,钾离子的净移动就会等于零。此时,细胞膜两侧稳定的电位差称为钾离子的电位。
静息电位的产生机制有两个重要条件,一是膜两侧离子的不平衡分布,二是静息时膜对离子通透性的不同。
一、神经元、肌细胞等活组织细胞处于静息状态时,膜内的电位较膜外为负,相差70-90mV,称极化状态。这种膜内外的电位差称为静息电位或膜电位。静息电位指安静时存在于细胞两侧的外正内负的电位差。
二、平衡电位说明如下:
1、细胞内K浓度和带负电的蛋白质浓度都大于细胞外(而细胞外Na和Cl浓度大于细胞内),但因为静息时细胞膜只对K有相对较高的通透性,K顺浓度差由细胞内移到细胞外,而膜内带负电的蛋白质离子不能透出细胞,阻碍K外流。于是K离子外移造成膜内变负而膜外变正。
2、外正内负的状态一方面可随K的外移而增加,另一方面,K外移形成的外正内负将阻碍K的外移。最后达到一种K外移(因浓度差)和阻碍K外移(因电位差)相平衡的状态,这是的膜电位称为K平衡电位,其数值EK受该离子膜内外浓度比决定,可通过Nernst公式进行计算。
3、其中,R是通用气体常数,T是绝对温度,Z是离子价,F是Faraday常数,[K]o和[K]i分别代表膜外和膜内K的浓度。同理,Na的平衡电位也可以通过这条公式计算得出。在模式生物枪乌贼神经细胞膜两侧,K的平衡电位约为—75mV,Na的平衡电位约为+55mV。
三、静息电位说明如下:
1、静息电位是由K与Na综合作用的结果,可由Goldman方程计算。
2、式中Vm代表膜电位,EK和ENa分别代表K的平衡电位和Na的平衡电位,gK和gNa分别代表K和Na的电导。静息电位时,由于gK>>gNa,因此膜电位十分接近于K的平衡电位,但也偏向Na的平衡电位。
3、当神经细胞处于静息状态时,k+通道开放(Na+通道关闭),这时k+会从浓度高的膜内向浓度低的膜外运动,使膜外带正电,膜内带负电。膜外正电的产生阻止了膜内k+的继续外流,使膜电位不再发生变化,此时膜电位称为静息电位。
细胞内K浓度和带负电的蛋白质浓度都大于细胞外(细胞外Na和Cl浓度均高于细胞内),但由于细胞膜只对K有相对较高的通透性,故细胞内k浓度和带负电的蛋白质浓度均高于细胞外。K顺浓度差从细胞向胞外移动,而膜内带负电荷的蛋白质离子不能穿透细胞,阻碍了K外移。
因此,k离子迁移导致膜内为负,膜外为正。一方面,k的正、负态随k的移动而增加,另一方面,k的正、负态阻碍k的移动。最后,k移动的相平衡状态(由于浓度差)和k移动的阻碍(由于电位差异)已实现。
膜电位称为k平衡电位。其数值EK受该离子膜内外浓度比决定,可通过Nernst公式进行计算:
其中R是通用气体常数,T是绝对温度,Z是离子价,F是Faraday常数,[K]o和[K]i分别代表膜外和膜内K的浓度。同样,钠的平衡势也可以用这个公式计算。在模式生物枪乌贼神经细胞膜两侧,K的平衡电位约为—75mV,Na的平衡电位约为+55mV。
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静息电位产生机制的极化状态:
细胞膜两侧的电位差在某些情况下会发生变动,使细胞膜处于不同的电位状态。当细胞处于静默状态时,膜两侧的正负态称为膜的极化态。当膜电位沿膜内负值增大的方向变化时,称为超极化;反之,膜电位沿膜内负值减小的方向变化称为去极化。
当膜电位沿膜内负值增大的方向变化时,称为去极化。去极化进一步加剧,膜内电位变为正值,而膜外电位变为负值,则称为反极化;细胞受到刺激后先发生反极化,再向膜内为负的静息电位水平恢复,称为膜的复极化。
参考资料来源:百度百科-静息电位
参考资料来源:百度百科-静息电位产生机制