静息电位的原理和概念(静息电位的原理)

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1、神经和骨骼肌细胞的生物电现象： 静息电位是细胞处于安静状态（未受刺激时）时膜内外的电位差。静息电位在膜外为正，在膜内为负。

形成条件

形成机制

特点

2、静息电位原则。

细胞膜两侧的离子分布不均匀。膜内的钾离子高于膜外，膜内的钠离子和氯离子低于膜外。即细胞内环境为高钾、低钠、低氯。此外，有机阴离子仅存在于细胞内。在安静状态下，细胞膜对钾离子的渗透性很强，对钠离子的渗透性很小，只有钾离子渗透性的1/100~1/50，对氯离子几乎没有渗透性。

因此，细胞静止期的主要离子流是钾离子外流。钾离子的流出导致正电荷向外转移，导致细胞内正电荷减少，细胞外正电荷增加，从而形成电位差，细胞外电位细胞膜的电位较高，细胞膜内部的电位较低。可见，钾离子的流出是静息电位形成的基础，而钾离子流出的驱动力是膜内外钾离子的浓度差。

钾离子的流出不可能无限地持续下去，因为当钾离子沿着浓度差流出时，其形成的内部负电场力会阻止带正电的钾离子继续流出。当浓度差形成的促进钾离子流出的力与阻止钾离子流出的电场力达到平衡时，钾离子的净运动为零。此时细胞膜两侧稳定的电位差称为钾离子电位。

根据物理化学的能斯特公式，只要知道细胞膜两侧钾离子的浓度差，就可以计算出钾离子的平衡电位。如果人为改变细胞膜外钾离子的浓度，则测得的静息电位值随浓度升高而降低，随浓度降低而升高。这些变化与根据能斯特公式计算的预期一致。数值基本相同。科学家们注意到，根据公式计算出的钾离子平衡电位与实际测量的静息电位仍然略有不同。测量值总是小于计算值的负值。这是因为膜对钠离子和氯离子的渗透性也很小，它们通过膜的扩散（主要指钠离子的向内运动）可以抵消部分钾离子向外运动引起的电位差。

静息状态下钾离子的流出是构成静息电位的主要因素。一般细胞内钾离子浓度变化很小，因此引起细胞内外钾离子浓度差变化的主要因素是细胞外钾离子浓度。如果细胞外钾离子浓度升高，则可以减小细胞内外钾离子浓度差，从而减弱钾离子向外扩散的力量，减少钾离子流出。结果，静息电位降低。相反，静息电位会增加。该实验还进一步说明，形成静息电位的主要离子是钾离子。这里的离子流是辅助扩散，不消耗能量。

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