北京张博士医考临床医师考试辅导之——细胞的生物电现象

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生物电现象：细胞在静息或活动状态下所伴随的各种电现象（离子电流、溶液导电、静息电位、动作电位等）总称为生物电现象。

（一）静息电位

1.概念

静息电位是指细胞未受刺激时，存在于膜内外两侧的电位差。

表现：细胞同侧表面上各点间电位相等，细胞内外两侧存在电位差。所有动物细胞（及绝大多数植物细胞）的电位为外正内负。不同细胞静息电位值不同。但每种细胞静息电位值一般是稳定的。

2.形成机制

“膜学说”认为是由于膜内外两侧离子分布的不均匀以及细胞膜的选择通透性。静息状态下，细胞膜对钾离子有相对中等的通透性，对钠离子的通透性只及前者约1/100等。

K+在浓度差作用下向细胞外扩散，并滞留在细胞外表面形成向内的电场，当达到电-化学平衡时，K+净流量为零。因此，可以说静息电位相当于K+外流形成的跨膜平衡电位。

（二）动作电位

1.概念

细胞膜受到刺激后，在静息电位的基础上膜两侧电位所发生的快速、可逆的倒转和复原。

特点：①波幅大小与刺激强度无关，②可沿细胞表面进行不衰减传导，③不能融合。

2.形成机制

先弄懂几个相关概念：

极化：静息状态下，细胞膜外为正电位、膜内为负电位的状态，称为极化。

去极化：生物膜受到刺激或损伤后，膜内外的电位差逐渐减小，极化状态逐步消徐，此种过程称为去极化。

超极化：原有极化程度增强，静息电位的绝对值增大，兴奋性降低的状态。

复极化：由去极化状态恢复到静息时膜外为正、膜内为负的极化状态的过程，称为复极化。

锋电位：构成动作电位主要部分的一次短暂而尖锐的脉冲样变化，是细胞兴奋的标志。

后电位：继锋电位后所出现的电位波动。可分为负后电位（去极化后电位）和正后电位（超极化后电位）。它代表细胞兴奋后兴奋性的恢复过程。

动作电位产生的机制与静息电位相似，都与细胞膜的通透性及离子转运有关。

（l）去极化过程

当细胞受刺激而兴奋时，膜对Na+通透性增大，对K+通透性减小，于是细胞外的Na+便会顺其波度梯度和电梯度向胞内扩散，导致膜内负电位减小，直至膜内电位比膜外高，形成内正外负的反极化状态。当促使Na+内流的浓度梯度和阻止Na+内流的电梯度，这两种拮抗力量相等时，Na+的净内流停止。因此，可以说动作电位的去极化过程相当于Na+内流所形成的电-化学平衡电位。

（2）复极化过程

当细胞膜除极到峰值时，细胞膜的Na+通道迅速关闭，而对K+的通透性增大，于是细胞内的K+便顺其浓度梯度向细胞外扩散，导致膜内负电位增大，直至恢复到静息时的数值。

可兴奋细胞每发生一次动作电位，总会有一部分Na+在去极化中扩散到细胞内，并有一部分K+在复极过程中扩散到细胞外。这样就激活了Na+-K+依赖式ATP酶即Na+-K+泵，于是钠泵加速运转，将胞内多余的Na+泵出胞外，同时把胞外增多的K+泵进胞内，以恢复静息状态的离子分布，保持细胞的正常兴奋性。如果说静息电位是兴奋性的基础，那么，动作电位则是可兴奋细胞兴奋的标志。

3.动作电位时相与兴奋性时期

（1）动作电位时相

①锋电位

上升支：去极化，反极化

下降支：复极化始段、中段

②后电位

负后电位：复极化末段

正后电位：超极化

（2）兴奋性时期

①绝对不应期

②相对不应期

③超常期

④低常期

（3）二者对应关系

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