深度解读：静息电位

 

来源公众号：GhostImmune　作者：元元

静息电位是细胞在未受刺激时存在于细胞膜两侧的电位差，几乎存在于所有的活细胞中，是细胞基本电特性之一，对细胞的生理功能有着深远影响。

一、数值表现与形成机制

大多数细胞的静息电位在 -10mV 至 -100mV 之间，通常将细胞膜内侧的电位定为负值，外侧为正值。其形成主要基于以下几个关键因素。

膜两侧离子浓度差：细胞内外的离子分布不均是基础。细胞内钾离子（K⁺）浓度远高于细胞外，而细胞外的钠离子（Na⁺）和氯离子（Cl⁻）浓度高于细胞内。这种浓度差是由细胞膜上的钠 – 钾泵（Na⁺ – K⁺泵）维持的，它通过主动转运，每消耗一份 ATP，将 3 个 Na⁺泵出细胞，同时将 2 个 K⁺泵入细胞，从而建立起并维持了细胞内高 K⁺、细胞外高 Na⁺的浓度梯度。

膜的通透性：在静息状态下，细胞膜对 K⁺的通透性相对较高。由于浓度差的驱动，K⁺会顺着浓度梯度从细胞内向细胞外扩散，形成 K⁺外流。这种外流使得膜内侧的正电荷减少，外侧的正电荷相对增多，从而形成了内负外正的电位差。随着 K⁺外流的进行，膜两侧的电位差逐渐增大，会对 K⁺的继续外流产生阻碍作用。

当促使 K⁺外流的动力（浓度差）和阻碍 K⁺外流的阻力（电位差）达到平衡时，K⁺的净外流量为零，此时膜两侧的电位差稳定在一个特定水平，即 K⁺的平衡电位，这也是静息电位的主要决定因素。虽然静息时细胞膜对 Na⁺也有一定的通透性，但相比 K⁺而言通透性较低，所以 Na⁺内流对静息电位的影响较小。

二、生理意义

维持细胞的兴奋性基础：静息电位为细胞是否产生动作电位提供了基准。当细胞受到刺激时，只有使膜电位去极化达到一定阈值，才能引发动作电位。静息电位的稳定存在保证了细胞兴奋性的相对稳定，使细胞能够对适宜的刺激做出准确的反应。

影响细胞的物质转运：细胞膜两侧的电位差可以影响一些带电物质的跨膜转运。例如，某些离子和带电分子的转运会受到静息电位的驱动或阻碍，从而影响细胞内的物质代谢和离子平衡。

参与细胞的信息传递：在一些细胞中，静息电位的变化可以作为细胞间信息传递的一种方式。例如，某些内分泌细胞可以通过改变自身的静息电位来调节激素的分泌，进而影响其他细胞的功能。

三、影响因素

细胞外液中 K⁺浓度：当细胞外液中 K⁺浓度升高时，细胞内外 K⁺的浓度差减小，K⁺外流减少，静息电位会相应减小（即绝对值减小）；反之，细胞外液中 K⁺浓度降低时，静息电位会增大。

膜对 K⁺和 Na⁺的相对通透性：如果膜对 K⁺的通透性增大，K⁺外流增多，静息电位会增大；若膜对 Na⁺的通透性明显增加，Na⁺内流增多，会使静息电位减小。

钠 – 钾泵的活动：钠 – 钾泵通过维持细胞内外 Na⁺和 K⁺的浓度差，间接影响静息电位。如果钠 – 钾泵的活动受到抑制，细胞内外离子浓度差会逐渐减小，静息电位也会发生改变。

静息电位是细胞重要的电生理特性，其形成机制和生理意义对于理解细胞的兴奋性、物质转运和信息传递等功能至关重要，同时也受到多种因素的调节和影响。

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