静息电位和动作电位的原理机制

1.静息电位及其产生原理
　　静息电位是指细胞在安静时，存在于膜内外的电位差。生物电产生的原理可用"离子学说"解释。该学说认为：膜电位的产生是由于膜内外各种离子的分布不均衡，以及膜在不同情况下，对各种离子的通透性不同所造成的。在静息状态下，细胞膜对K+有较高的通透性，而膜内K+又高于膜外，K+顺浓度差向膜外扩散；细胞膜对蛋白质负离子（A-）无通透性，膜内大分子A-被阻止在膜的内侧，从而形成膜内为负、膜外为正的电位差。这种电位差产生后，可阻止K+的进一步向外扩散，使膜内外电位差达到一个稳定的数值，即静息电位。因此，静息电位主要是K+外流所形成的电-化学平衡电位。
　　2.动作电位及其产生原理
　　细胞膜受刺激而兴奋时，在静息电位的基础上，发生一次扩布性的电位变化，称为动作电位。动作电位是一个连续的膜电位变化过程，波形分为上升相和下降相。细胞膜受刺激而兴奋时，膜上Na+通道迅速开放，由于膜外Na+浓度高于膜内，电位比膜内正，所以，Na+顺浓度差和电位差内流，使膜内的负电位迅速消失，并进而转为正电位。这种膜内为正、膜外为负的电位梯度，阻止Na+继续内流。当促使Na+内流的浓度梯度与阻止Na+内流的电位梯度相等时，Na+内流停止。因此，动作电位的上升相的顶点是Na+内流所形成的电-化学平衡电位。
　　在动作电位上升相达到最高值时，膜上Na+通道迅速关闭，膜对Na+的通透性迅速下降，Na+内流停止。此时，膜对K+的通透性增大，K+外流使膜内电位迅速下降，直到恢复静息时的电位水平，形成动作电位的下降相。
　　可兴奋细胞每发生一次动作电位，膜内外的Na+、K+比例都会发生变化，于是钠-钾泵加速转运，将进入膜内的Na+泵出，同时将逸出膜外的K+泵入，从而恢复静息时膜内外的离子分布，维持细胞的兴奋性。

静息电位：指细胞未受刺激时存在于细胞膜内外两侧的电位差；钾离子大量外流造成的。
动作电位：是处于静息电位状态的细胞膜受到适当刺激而产生的；钠离子内流造成的。

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。
静息电位产生的机制“离子学说”认为，细胞水平生物电产生的前提有二：①细胞内外离子分布和浓度不同。就正离子来说，膜内k
浓度较高，约为膜外的30倍。膜外na
浓度较高约为膜内的10倍。从负离子来看，膜外以cl-为主，膜内则以大分子有机负离子（a-）为主。②细胞膜在不同的情况下，对不同离子的通透性并不一样，如在静息状态下，膜对k
的通透性大，对na
的通透性则很小。对膜内大分子a-则无通透性。由于膜内外存在着k
浓度梯度，而且在静息状态下，膜对k
又有较大的通透性（k
通道开放），所以一部分k
便会顺着浓度梯度向膜外扩散，即k
外流。膜内带负电荷的大分子a-，由于电荷异性相吸的作用，也应随k
外流，但因不能透过细胞膜而被阻止在膜的内表面，致使膜外正电荷增多，电位变正，膜内负电荷增多，电位变负。这样膜内外之间便形成了电位差，它在膜外排斥k
外流，在膜内又牵制k
的外流，于是k
外流逐渐减少。当促使k
流的浓度梯度和阻止k
外流的电梯度这两种抵抗力量相等时，k
的净外流停止，使膜内外的电位差保持在一个稳定状态。因此，可以说静息电位主要是k
外流所形成的电一化学平衡电位。动作电位产生的机制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
内流所形成的电一化学平衡电位。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，动作电位是可兴奋细胞兴奋的标志。