細胞的生物電活動

生物電的表現(xiàn)形式：

靜息電位——所有細胞在安靜時均存在，不同的細胞其靜息電位值不同。

動作電位——可興奮細胞受到閾或閾上刺激時產(chǎn)生。

局部電位——所有細胞受到閾下刺激時產(chǎn)生。

01.靜息電位

細胞處于安靜狀態(tài)下（未受刺激時）膜內(nèi)外的電位差。

靜息電位表現(xiàn)為膜個相對為正而膜內(nèi)相對為負。

（1）形成條件：

①安靜時細胞膜兩側(cè)存在離子濃度差（離子不均勻分布）。

②安靜時細胞膜主要對K+通透。也就是說，細胞未受刺激時，膜上離子通道中主要是K+通道開放，允許K+由細胞內(nèi)流向細胞外，而不允許Na+、Ca2+由細胞外流入細胞內(nèi)。

（2）形成機制：K+外流的平衡電位即靜息電位，靜息電位形成過程不消耗能量。

（3）特征：靜息電位是K+外流形成的膜兩側(cè)穩(wěn)定的電位差。

只要細胞未受刺激、生理條件不變，這種電位差持續(xù)存在，而動作電位則是一種變化電位。細胞處于靜息電位時，膜內(nèi)電位較膜外電位為負，這種膜內(nèi)為負，膜外為正的狀態(tài)稱為極化狀態(tài)。而膜內(nèi)負電位減少或增大，分別稱為去極化和超級化。細胞先發(fā)生去極化，再向安靜時的極化狀態(tài)恢復稱為復極化。

02.動作電位

（1）概念：可興奮組織或細胞受到閾上刺激時，在靜息電位基礎(chǔ)上發(fā)生的快速、可逆轉(zhuǎn)、可傳播的細胞膜兩側(cè)的電變化。動作電位的主要成份是峰電位。

（2）形成條件：

①細胞膜兩側(cè)存在離子濃度差，細胞膜內(nèi)K+濃度高于細胞膜外，而細胞外Na+、Ca2+、Cl-高于細胞內(nèi)，這種濃度差的維持依靠離子泵的主動轉(zhuǎn)運。（主要是Na+　-K+泵的轉(zhuǎn)運）。

②細胞膜在不同狀態(tài)下對不同離子的通透性不同，例如，安靜時主要允許K+通透，而去極化到閾電位水平時又主要允許Na+通透。

③可興奮組織或細胞受閾上刺激。

（3）形成過程：≥閾刺激→細胞部分去極化→Na+少量內(nèi)流→去極化至閾電位水平→Na+內(nèi)流與去極化形成正反饋（Na+爆發(fā)性內(nèi)流）→達到Na+平衡電位（膜內(nèi)為正膜外為負）→形成動作電位上升支。

膜去極化達一定電位水平→Na+內(nèi)流停止、K+迅速外流→形成動作電位下降支。

（4）形成機制：動作電位上升支——Na+內(nèi)流所致。

動作電位的幅度決定于細胞內(nèi)外的Na+濃度差，細胞外液Na+濃度降低動作電位幅度也相應(yīng)降低，而阻斷Na+通道（河豚毒）則能阻礙動作電位的產(chǎn)生。

動作電位下降支——K+外流所致。

（5）動作電位特征：

①產(chǎn)生和傳播都是“全或無”式的。

②傳播的方式為局部電流，傳播速度與細胞直徑成正比。

③動作電位是一種快速，可逆的電變化，產(chǎn)生動作電位的細胞膜將經(jīng)歷一系列興奮性的變化：絕對不應(yīng)期——相對不應(yīng)期——超常期——低常期，它們與動作電位各時期的對應(yīng)關(guān)系是：峰電位——絕對不應(yīng)期；負后電位——相對不應(yīng)期和超常期；正后電位——低常期。

④動作電位期間Na+、K+離子的跨膜轉(zhuǎn)運是通過通道蛋白進行的，通道有開放、關(guān)閉、備用三種狀態(tài)，由當時的膜電位決定，故這種離子通道稱為電壓門控的離子通道，而形成靜息電位的K+通道是非門控的離子通道。當膜的某一離子通道處于失活（關(guān)閉）狀態(tài)時，膜對該離子的通透性為零，同時膜電導就為零（電導與通透性一致），而且不會受刺激而開放，只有通道恢復到備用狀態(tài)時才可以在特定刺激作用下開放。

03.局部電位

（1）概念：細胞受到閾下刺激時，細胞膜兩側(cè)產(chǎn)生的微弱電變化（較小的膜去極化或超極化反應(yīng)）?；蛘哒f是細胞受刺激后去極化未達到閾電位的電位變化。

（2）形成機制：閾下刺激使膜通道部分開放，產(chǎn)生少量去極化或超極化，故局部電位可以是去極化電位，也可以是超極化電位。局部電位在不同細胞上由不同離子流動形成，而且離子是順著濃度差流動，不消耗能量。

（3）特點：

①等級性。指局部電位的幅度與刺激強度正相關(guān)，而與膜兩側(cè)離子濃度差無關(guān)，因為離子通道僅部分開放無法達到該離子的電平衡電位，因而不是“全或無”式的。

②可以總和。局部電位沒有不應(yīng)期，一次閾下刺激引起一個局部反應(yīng)雖然不能引發(fā)動作電位，但多個閾下刺激引起的多個局部反應(yīng)如果在時間上（多個刺激在同一部位連續(xù)給予）或空間上（多個刺激在相鄰部位同時給予）疊加起來（分別稱為時間總和或空間總和），就有可能導致膜去極化到閾電位，從而爆發(fā)動作電位。

③電緊張擴布。局部電位不能像動作電位向遠處傳播，只能以電緊張的方式，影響附近膜的電位。電緊張擴布隨擴布距離增加而衰減。

04.興奮的傳播

（1）興奮在同一細胞上的傳導：可興奮細胞興奮的標志是產(chǎn)生動作電位，因此興奮的傳導實質(zhì)上是動作電位向周圍的傳播。動作電位以局部電流的方式傳導，直徑大的細胞電阻較小傳導的速度快。有髓鞘的神經(jīng)纖維動作電位以跳躍式傳導，因而比無髓纖維傳導快。

動作電位在同一細胞上的傳導是“全或無”式的，動作電位的幅度不因傳導距離增加而減小。

（2）興奮在細胞間的傳遞：細胞間信息傳遞的主要方式是化學性傳遞，包括突觸傳遞和非突觸傳遞，某些組織細胞間存在著電傳遞（縫隙連接）。

05.興奮性的變化規(guī)律

絕對不應(yīng)期——相對不應(yīng)期——超常期——低常期——恢復