揭开细胞电活动的神秘面纱:静息电位与动作电位</
一、静息电位:细胞的休息状态
细胞的“静息电位”是它在未受刺激时的电位特性,表现为外正内负的极化状态。其形成源于两个关键因素:
离子分布不平衡:细胞膜内外,钾离子(K+)在细胞内浓度远高于细胞外,约为30:1,而钠离子(Na+)则相反,细胞外浓度约为细胞内的10倍。
膜通透性的选择性:在静息状态下,细胞膜主要对钾离子具有高通透性,允许钾离子外流,而钠离子通道则几乎关闭,阻止了钠离子的内流。
当钾离子的外流和阻止其外流的电位差达到平衡时,就形成了静息电位,这个过程可以视为钾离子的平衡电位,维持细胞内外的电位差稳定。
二、动作电位:兴奋的瞬间爆发
相比之下,动作电位是细胞受到刺激后的电位变化,它标志着细胞的兴奋性。动作电位的产生依赖于:
刺激后的离子浓度差异:Na+在细胞外浓度远高于细胞内,为动作电位的去极化提供了动力。
通道选择性改变:受到刺激时,细胞膜对钠离子的通透性急剧增加,形成去极化过程。
动作电位的产生过程分为两个阶段:
去极化:</细胞受到阈值刺激,Na+大量涌入,导致膜内负电位迅速减少,直至达到阈值时,Na+通道全开,形成上升支,即动作电位的初始上升阶段。
复极化:</去极化达到峰值后,钠离子通道关闭,钾离子通道开启,K+迅速外流,电位迅速下降,形成下降支,此阶段后细胞通过Na+-K+泵恢复离子平衡。
动作电位的出现,标志着细胞从静息状态到兴奋状态的过渡,是细胞传递信息的重要方式。
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