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靜息電位
細胞未刺激時膜內(nèi)外的電位差
靜息電位（Resting Potential，RP）是指細胞膜未受刺激時，存在于細胞膜內(nèi)外兩側(cè)的外正內(nèi)負的電位差。它是一切生物電產(chǎn)生和變化的基礎(chǔ)。當一對測量微電極都處于膜外時，電極間沒有電位差。在一個微電極尖端刺入膜內(nèi)的一瞬間，示波器上會顯示出突然的電位改變，這表明兩個電極間存在電位差，即細胞膜兩側(cè)存在電位差，膜內(nèi)的電位較膜外低。該電位在安靜狀態(tài)始終保持不變，因此稱為靜息電位。幾乎所有的動植物細胞的靜息電位膜內(nèi)均較膜外低，若規(guī)定膜外電位為零，則膜內(nèi)電位即為負值。大多數(shù)細胞的靜息電位在-10~-100mV之間。
極化狀態(tài)
細胞膜兩側(cè)的電位差在某些情況下會發(fā)生變動，使細胞膜處于不同的電位狀態(tài)。細胞安靜時膜兩側(cè)內(nèi)負外正的狀態(tài)稱為膜的極化狀態(tài)。當膜電位向膜內(nèi)負值增大方向變化時，稱為超極化；相反，膜電位向膜內(nèi)負值減小方向變化，稱為去極化；去極化進一步加劇，膜內(nèi)電位變?yōu)檎担ね怆娢蛔優(yōu)樨撝担瑒t稱為反極化；細胞受到刺激后先發(fā)生反極化，再向膜內(nèi)為負的靜息電位水平恢復，稱為膜的復極化。
靜息電位是一種穩(wěn)定的直流電位，但各種細胞的數(shù)值不同。哺乳動物的神經(jīng)細胞的靜息電位為-70mV（即膜內(nèi)比膜外電位低70mV），骨骼肌細胞為-90mV，人的紅細胞為-10mV。
形成機理
細胞靜息時在膜兩側(cè)存在電位差的原因：①細胞膜兩側(cè)各種鈉、鉀離子濃度分布不均；②在不同狀態(tài)下，細胞膜對各種離子的通透性不同。
槍烏賊軸突膜內(nèi)外主要離子分布：
槍烏賊軸突膜靜息電位
鉀離子外流并不能無限制地進行下去，因為隨著鉀離子順濃度差外流，它所形成的內(nèi)負外正的電場力會阻止帶正電荷的鉀離子繼續(xù)外流。當濃度差形成的促使鉀離子外流的力與阻止鉀離子外流的電場力達到平衡時，鉀離子的凈移動就會等于零。此時，細胞膜兩側(cè)穩(wěn)定的電位差稱為鉀離子的電位。
根據(jù)物理化學能斯特公式，只要知道細胞膜兩側(cè)鉀離子的濃度差，就可計算出鉀離子的平衡電位。如果人工改變細胞膜外鉀離子的濃度，當濃度增高時測得的靜息電位值減小，當濃度降低時測得的靜息電位值增大，其變化與根據(jù)能斯特公式計算所得的預期值基本一致。科學家注意到根據(jù)公式計算出鉀離子平衡電位還是與實際測量出的靜息電位有很小的一些差別的，測定值總是比計算值負得少。這是由于膜對鈉離子和氯離子也有很小的通透性，它們的經(jīng)膜擴散（主要指鈉離子的內(nèi)移），可以抵銷一部分由鉀離子外移造成的電位差數(shù)值。
靜息狀態(tài)下鉀離子的外流是構(gòu)成靜息電位的主要因素。一般細胞內(nèi)鉀離子的濃度變化非常小，因此造成細胞內(nèi)外鉀離子濃度差變動的主要因素是細胞外的鉀離子濃度。如果細胞外鉀離子濃度增高，可使細胞內(nèi)外的鉀離子濃度差減小，從而使鉀離子向外擴散的動力減弱，鉀離子外流減少，結(jié)果是靜息電位減小。反之，則使靜息電位增高。這個實驗也進一步說明，形成靜息電位的主要離子就是鉀離子。這里的離子流動屬于協(xié)助擴散，不消耗能量。
測定方法
插入膜內(nèi)的是尖端直徑<1μm的玻璃管微電極，管內(nèi)充以KCl溶液，膜外為參考電極，兩電極連接到電位儀測定極間電位差。靜息電位都表現(xiàn)為膜內(nèi)比膜外電位低，即膜內(nèi)帶負電而膜外帶正電。
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