静息电位和动作电位
静息电位和动作电位的测定
静息电位和动作电位的测定1．静息电位和动作电位：静息电位：在神经未受到刺激时，神经纤维处于静息状态，这时，由于细胞膜内外特异的离子分布特点，细胞膜两侧的电位表现为内负外正，称为静息电位。
动作电位：当神经纤维某一部位受到刺激时，这个部位的膜两侧出现暂时性的电位变化，由内负外正变为外负内正，这就是动作电位。
2．基本原理：神经细胞内K+明显高于膜外，而膜外Na+明显高于膜内。
静息时，由于膜主要对K+有通透性，造成K+外流，使膜外阳离子多于膜内，所以外正内负。
受到刺激时，细胞膜对Na+的通透性增加，钠离子内流，使膜内阳离子浓度高于外侧，所以表现为内正外负。
之后，在膜上由于存在钠钾泵，在其作用下，将外流的钾离子运输进膜内，将内流的钠离子运出膜外，从而成膜电位又慢慢恢复到静息状态。
3．神经电位差测定的常见类型：（1）静息电位测定方式：静息电位常见的测定方式是将电流表的两个电极一个放在神经纤维的外侧，另一个放在神经纤维的内侧（如右上图），由于内外两侧存在电势差，因此电流表指针会发生偏转。
（2）动作电位测定方式：①在一个神经纤维上的测定：是指将电流表的两个电极放在同一个神经纤维的外侧（A处和B处），来测定两个电极处是否有电位差。
其放置方式如右下图。
对于一个神经纤维上电位的测定，如电流表指针发生了偏转，则说明A B两点存在电势差。
一般的做法是在该神经纤维上C点给一个足够强度的刺激，从而观察电流表发生几次偏转，方向是否一致？当刺激点C到达A、B两点距离相等时，神经冲动同时到达A、B两点，两点虽然均产生了动作电位，但是仍然不存在电势差，因此电流表不会发生偏转。
只要刺激点C与A、B点在同一神经元上，且CA与CB不相等，电流表就会发生两次方向相反的偏转。
②在两个神经纤维上的测定：是指将电流表的两个电极放在两个相邻神经元的外侧，来测定两个电极处是否有电位差。
其放置方式如右图。
在A点给一个足够强度的刺激，观察电流表发生几次偏转，方向是否一致？若这个刺激发生在上游神经元上，则电流表会发生两次方向相反的偏转；若这个刺激发生在下游神经元上，则电流表只能发生一次偏转。
静息电位和动作电位
静息电位和动作电位静息电位和动作电位一、静息电位1、概念表述静息电位是指组织细胞静止状态下存在于膜内外两侧的电位差，呈外正内负的极化状态。
2、产生条件（1）细胞膜内外离子分布不平衡。
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）膜对离子通透性的选择。
在静息状态下，膜对K+的通透性大，对Na+的通透性则很小(Na+通道关闭)，对膜内大分子A-则无通透性。
3、产生过程K+顺浓度差向膜外扩散，膜内A-因不能透过细胞膜被阻止在膜内。
致使膜外正电荷增多，电位变正，膜内负电荷相对增多，电位变负，这样膜内外便形成一个电位差。
当促使K+外流的浓度差和阻止K+外流的电位差这两种拮抗力量达到平衡时，使膜内外的电位差保持一个稳定状态，即静息电位。
这就是说，细胞内外K+的不均匀分布和安静状态下细胞膜主要对K+有通透性，是使细胞能保持内负外正的极化状态的基础，所以静息电位又称为K+的平衡电位。
二、动作电位1、概念表述动作电位是指可兴奋细胞受到刺激时，在静息电位的基础上发生的一次快速扩布性电位变化。
2、产生条件（1）细胞膜内外离子分布不平衡。
细胞内外存在着Na+浓度差，Na+在细胞外的浓度是细胞内的13倍之多。
（2）膜对离子通透性的选择。
细胞受到一定刺激时，膜对Na+的通透性增加3、产生过程（1）去极化：细胞受到阀上刺激→细胞外Na+顺浓度梯度流人细胞内→当膜内负电位减小到阈电位时Na+通道全部开放→Na+顺浓度梯度瞬间大量内流（正反馈倍增）→细胞内正电荷增加→膜内负电位从减小到消失,进而出现膜内正电位→膜内正电位增大到足以对抗由浓度差所致的Na+内流→膜两侧电位达到一个新的平衡点。
该过程主要是Na+内流形成的平衡电位，可表示为动作电位模式图的上升支。
（2）复极化：达峰值时Na+通道迅速关闭而失活→Na+内流停止→K+通道被激活→膜对K+的通透性增加→K+借助于浓度差和电位差快速外流→膜内电位迅速下降（负值迅速上升）→电位恢复静息值。
静息电位和动作电位
问题2：动作电位如何产生？
1、概念： 可兴奋细胞受到刺激时在静息电位的基础上 产生的电位变化过程 2、动作电位产生的条件、机理：
①细胞膜两侧各种离子浓度分布不均；
②在不同状态下，细胞膜对各种离子的通透性 不同。
②在不同状态下，细胞膜对各种离子的通 透性不同。 受到刺激时主要允许钠离子通透
+ Na + Na
细胞内
+ k
静息状态下钾离子的外流是产生和维持 静息电位的主要原因
问题1：静息电位如何产生？
1、概念：是指细胞未受刺激时，细胞膜两侧的电 位表现为内负外正 2、静息电位产生的条件、机理 ①细胞膜两侧各种离子浓度分布不均； ②在不同状态下，细胞膜对各种离子的通透性 不同 机理：钾离子的外流是产生和维持静息电位的主 要原因 3、静息电位测量的方法
细胞内液 （mol/L）
细胞外液 （mol/L）
4 00 50
2 0 440
②在不同状态下，细胞膜对各种离子的 通透性不同
物质跨膜运输方式有哪几种？
跨膜运输方式
主动 运输
自由 扩散
离子 通道
协助 扩散
主动 运输
②在不同状态下，细胞膜对各种离子的通透 性不同 静息状态
细胞外
Na+
下表示枪乌贼离体神经纤维在Na+浓度不同的 两种海水中受刺激后的膜电位变化情况。
膜 电 位 / mV
正常海水
低浓度海水
+浓度↓→静息电位不变、峰电位↓ 膜外Na 想一想：你能得出什么结论？
问题2：动作电位如何产生？
1、概念：可兴奋细胞受到刺激时在静息电位的基 础上产生的电位变化过程 2、动作电位产生的条件、机理： ①细胞膜两侧各种离子浓度分布不均； ②在不同状态下，细胞膜对各种离子的通透性 不同。 机理：受到刺激时钠离子内流，导致电位逆转 3、动作电位测量方法及动作电位的实验模式图 4、影响动作电位峰值的因素
静息电位、动作电位
一、静息电位（RP）的产生机制： 静息电位（ ）的产生机制：
在静息状态下，细胞膜对 具有较高的通透性是形成 在静息状态下，细胞膜对K+具有较高的通透性是形成 静息电位的最主要因素。细胞膜内K+浓度约相当于细胞外 静息电位的最主要因素。细胞膜内 浓度约相当于细胞外 液的30倍 将顺浓度梯度跨膜扩散， 液的 倍，K+将顺浓度梯度跨膜扩散，但扩散的同时也在 将顺浓度梯度跨膜扩散 细胞膜的两侧形成逐渐增大的电位差， 细胞膜的两侧形成逐渐增大的电位差，且该电位差造成的 驱动力与浓度差的驱动力的方向相反，阻止K+进一步跨膜 驱动力与浓度差的驱动力的方向相反，阻止 进一步跨膜 扩散。当逐渐增大的电位差驱动力与逐渐减小的浓度差驱 扩散。 动力相等时，便达到了稳态。 动力相等时，便达到了稳态。
ห้องสมุดไป่ตู้
• 二、动作电位（AP）的产生机制： 动作电位（ ）的产生机制： • 在静息状态下，细胞膜外Na+浓度约为细胞内液的 倍余，Na+ 在静息状态下，细胞膜外 浓度约为细胞内液的10倍余， 浓度约为细胞内液的 倍余 有向膜内扩散的趋势；并且静息时膜内存在着相当数量的负电位， 有向膜内扩散的趋势；并且静息时膜内存在着相当数量的负电位，吸 引着Na+向膜内移动。但由于静息时细胞膜对 向膜内移动。 相对不通透， 引着 向膜内移动 但由于静息时细胞膜对Na+相对不通透，因此， 相对不通透 因此， Na+不能大量内流。 不能大量内流。 不能大量内流 • 当刺激引起去极化达到阈电位，细胞膜上的电压门控 当刺激引起去极化达到阈电位，细胞膜上的电压门控Na+通道大量被 通道大量被 激活，细胞膜对Na+的通透性突然增大，Na+大量内流，造成细胞膜 的通透性突然增大， 大量内流， 激活，细胞膜对 的通透性突然增大 大量内流 的进一步去极化；而膜的进一步去极化，又将导致更多的Na+通道开 的进一步去极化；而膜的进一步去极化，又将导致更多的 通道开 有更多的Na+内流，引起细胞膜迅速、自动地去极化。 内流， 放，有更多的 内流 引起细胞膜迅速、自动地去极化。 • Na+的大量内流，以至膜内负电位因正电荷的增加而迅速消失。又因 的大量内流， 的大量内流 以至膜内负电位因正电荷的增加而迅速消失。 为细胞膜外Na+浓度约为细胞内液的 倍余，使得Na+内流在膜内负 浓度约为细胞内液的10倍余 为细胞膜外Na+浓度约为细胞内液的10倍余，使得Na+内流在膜内负 电位绝对值减小到零时仍可以继续，进而出现正电位， 电位绝对值减小到零时仍可以继续，进而出现正电位，直至膜内正电 位增大到足以对抗浓度差所引起的Na+内流，便达到了平衡电位（顶 内流， 位增大到足以对抗浓度差所引起的 内流 便达到了平衡电位（ 点）. • 此时膜对Na+的净通量为零。但是膜内电位并不停留在正电位状态， 此时膜对 的净通量为零。但是膜内电位并不停留在正电位状态， 的净通量为零 很快Na+通道失活，膜对 通道失活， 变为相对不通透， 的通透性增加。 很快 通道失活 膜对Na+变为相对不通透，而对 的通透性增加。 变为相对不通透 而对K+的通透性增加 于是膜内K+在浓度差和电位差的驱动力下外流 在浓度差和电位差的驱动力下外流， 于是膜内 在浓度差和电位差的驱动力下外流，使膜内电位由正电 位又向负电位发展，以后再逐渐恢复到静息电位水平. 位又向负电位发展，以后再逐渐恢复到静息电位水平
静息电位与动作电位
一、静息电位（resting potential, RP）1、概念：静息电位：细胞在静息（未受刺激）状态下膜两侧的电位差称静息电位（膜电位）2、静息时细胞的特点静息时细胞内外离子的特点：①细胞内[K+]一般比细胞外液高30倍；②细胞内带负电荷的生物大分子(主要是蛋白质)比细胞外液高10倍；③细胞外液中[Na+]和[CL-]都比细胞内高20倍。
所以，细胞内正离子主要为K+，负离子主要为带负电荷的蛋白质分子。
细胞外正离子主要为Na+，负离子主要为CL- 。
静息时细胞膜的选择通透性：①带负电荷的蛋白质分子完全不可通过；②Na+和CL-通透性极小；③K+有较大的通透性。
3、静息电位形成的机理：细胞内的K+在细胞膜内外浓度差（内高外低）作用下携带正离子外流，当膜内外K+浓度差（K+外流动力）和K+外流所形成的电位差（K+外流阻力）达到动态平衡时，K+的净通量为零，此时所形成的电位差稳定于某一数值而不再增加，即形成静息电位；所以说静息电位实质为K+外流所形成的跨膜电位。
细胞内外的K+不均衡分布和静息状态下细胞膜对K+的通透性是细胞在静息状态下保持极化状态的基础。
（二）动作电位1. 动作电位的概念动作电位（action potential）：可兴奋组织接受刺激而发生兴奋时，细胞膜原有的极化状态立即消失，并在膜的内外两侧发生一系列的电位变化，这种变化的电位称为动作电位。
2. 动作电位形成的机理证明：①人工地改变细胞外液Na+浓度，动作电位上升支及其幅度也随之改变，*海水实验；②用河豚毒阻断Na+通道后，动作电位幅度↓或消失；③膜片钳实验。
3.动作电位组成动作电位的扫描波形包括升支和降支两部分。
如采用慢扫描并高度放大，则升支和降支的开始部分显示为尖锐的剑锋状，故动作电位又称为锋电位。
动作电位的升支代表细胞受到刺激后膜的去极化和反极化过程，即膜内电位由静息时的-70毫伏逐渐减小到-55毫伏（由于这一膜电位可以激发动作电位产生，故把-55毫伏的膜电位称为阈电位）；然后，膜电位再减小到0毫伏（去极化结束）；最后膜电位由0毫伏迅速上升到+35毫伏（反极化）。
静息电位与动作电位
当促使K+ 外移的浓度差和阻止K+外移的电位差这两种力 量达到平衡时，经膜的 K+ 净通量为零，即K+外流和内流的 量相等。此电位差称K+的平衡电位，也就是静息电位。
细胞静息电位的形成是由细胞膜对特异离子的 相对通透性不同和离子的跨膜浓度梯度决定的
去极化达阈电位水平， 爆发动作电位，未兴 奋段转为兴奋状态
有髓鞘纤维的轴突外面有髓鞘，只有在郎飞结处的轴突膜 与细胞外液相接触，局部电流才能在郎飞结处出膜；郎飞结处 的轴突膜含有丰富的Na+通道。因此，动作电位在郎飞结处发生， 发生后其局部电流从下一个郎飞结处出膜，使下一个结处的膜 兴奋；新产生的动作电位又使再下一个结处的膜兴奋，形成了 兴奋的跳跃式传导。
局部电位：可兴奋细胞在受阈下刺激时细胞膜对Na+的通透性
轻度增加，使膜内负电位减小，发生去极化但达不到阈电位， 所以不产生动作电位。这种去极产生的电位称为局部电位。
局部电位的特点： ①局部兴奋没有“全或无”的特征，它可随刺激强度增强而增大； ②局部兴奋可以向周围扩布，这种扩布是电紧张性扩布，只能使邻 近的膜也发生轻度去极化，其去极化程度随扩布距离的增加而逐渐 减小以至消失，因此这种扩布是衰减性的。 ③局部兴奋可以总和，局部兴奋时不存在不应期，所以两个阈下刺 激引起的局部兴奋可以总和（叠加）起来。
正外负的状态。 复极化(repolarization) ：细胞先发生去极化，接着发生反
极化，然后膜两侧的电位很快又 恢复到静息时的内负外正状态和 水平，这个过程称复极化。
静息电位与动作电位-PPT课件
2
3
静息电位和动作电位
4
测量细胞静息电位的方法
5
静息电位（resting potential)
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
6
7
静息电位的特征
静息电位都表现为内负外正；高等哺乳 动物的神经和肌细胞为－70～－90mV。
静息电位是一种稳定的直流电位（自律 细胞例外），只要细胞未受到外来的刺 激而且保持正常的新陈代谢，静息电位 就稳定在某一个相对恒定的水平。
15
动作电位的产生机制
动作电位的上升支是由于膜对Na+通透性 增大 。 Na+平衡电位
动作电位的下降支是由于K＋外流 锋电位的形成与Na+通道
16
绝对不应期－可兴奋组织在接受一次刺 激后的极短时间内，即相当于刺激引起 的峰电位时期内，不能接受新的刺激， 因而也不能发生两次峰电位的叠加，这 一时期称为绝对不应期。
18
19
局部兴奋及其特征
局部兴奋 阈下刺激虽不能引起细胞产生可以传导
的动作电位，但是，却能使受刺激局部细胞膜的Na＋通 道少量被激活，膜对Na＋的通透性轻度增加，因而有少 量Na＋内流，造成原有静息电位的减小，但尚达不到阈 电位水平。因此，将这种仅局限于受刺激的局部而达 不到阈电位的局部去极化，称为局部反应或局部兴奋 (local excitation)。
兴奋在神经纤维上的传导，称为神经冲动。
22
23
有髓纤维上的兴奋传导比较特殊，因为在有髓纤维的 轴突外面包裹着一层很厚的髓鞘，髓鞘的主要成分是 脂质，而脂质是不导电或不允许带电离子通过的。只 有在髓鞘暂时中断的朗飞结处，轴突膜才能和细胞外 液接触，使跨膜离子移动得以进行。因此，当有髓纤 维受到外来刺激时，动作电位只能在邻近刺激点的朗 飞结处产生，而局部电流也就在相邻的朗飞结之间形 成(图2-12)。这一局部电流对邻近的朗飞结起着刺激 作用，使之兴奋；然后又以同样的方式使下一个朗飞 结兴奋。这样，兴奋就以跳跃的方式 ，从一个朗飞结 传至另一个朗飞结而不断向前传导。这种传导方式称 为跳跃式传导(saltatory conduction)。跳跃式传导 使冲动的传导速度大为加快，因此，有髓纤维的传导 速度远比无髓纤维为快。另外，跳跃式传导时，单位 长度内每传导一次兴奋所涉及的跨膜离子运动的总数 要少得多，因此它还是一种更“节能”的传导方式。
静息电位和动作电位
简介静息电位（Resting Potential , RP ）是指细胞未受刺激时，存在于细胞膜内外两侧的外正内负的电位差。
由于这一电位差存在于安静细胞膜的两侧，故亦称跨膜静息电位，简称静息电位或膜电位。
形成机理静息电位产生的基本原因是离子的跨膜扩散，和钠- 钾泵的特点也有关系。
细胞膜内K+浓度高于细胞外。
安静状态下膜对K+通透性大，K+顺浓度差向膜外扩散，膜内的蛋白质负离子不能通过膜而被阻止在膜内，结果引起膜外正电荷增多，电位变正；膜内负电荷相对增多，电位变负，产生膜内外电位差。
这个电位差阻止K+进一步外流，当促使K+外流浓度差和阻止K+外流的电位差这两种相互对抗的力量相等时，K+外流停止。
膜内外电位差便维持在一个稳定的状态，即静息电位。
测定静息电位的方法插入膜内的是尖端直径＜1μm的玻璃管微电极，管内充以KCl溶液，膜外为参考电极，两电极连接到电位仪测定极间电位差。
静息电位都表现为膜内比膜外电位低，即膜内带负电而膜外带正电。
这种内负外正的状态，称为极化状态。
静息电位是一种稳定的直流电位，但各种细胞的数值不同。
哺乳动物的神经细胞的静息电位为-70mV（即膜内比膜外电位低70mV），骨骼肌细胞为-90mV，人的红细胞为-10mV。
静息电位的产生与细胞膜内外离子的分布和运动有关。
正常时细胞内的K+浓度和有机负离子A-浓度比膜外高，而细胞外的Na+浓度和Cl-浓度比膜内高。
在这种情况下，K+和A-有向膜外扩散的趋势，而Na+和Cl-有向膜内扩散的趋势。
但细胞膜在安静时，对K+的通透性较大，对Na+和Cl-的通透性很小，而对A-几乎不通透。
因此，K+顺着浓度梯度经膜扩散到膜外使膜外具有较多的正电荷，有机负离子A-由於不能透过膜而留在膜内使膜内具有较多的负电荷。
这就造成了膜外变正、膜内变负的极化状态。
由K+扩散到膜外造成的外正内负的电位差，将成为阻止K+外移的力量，而随着K+外移的增加，阻止K+外移的电位差也增大。
动作电位静息电位
动作电位静息电位1. 什么是动作电位和静息电位？动作电位和静息电位是神经元细胞膜的两种电位状态。
动作电位是指神经元细胞膜在受到足够强度的刺激后，发生短暂的电压变化的过程。
而静息电位则是指神经元细胞膜在没有受到任何刺激时的电压状态。
2. 动作电位的过程当神经元受到足够强度的刺激时，细胞膜内外的离子浓度发生瞬间变化，导致细胞膜内外电位的反转。
这种电位反转的过程被称为动作电位。
动作电位的过程可以分为四个阶段：- 静息状态：细胞膜内外的离子浓度分布保持不变，细胞膜内外电位差为-70mV左右。
- 起始阶段：细胞膜受到刺激后，细胞膜内外的离子浓度发生瞬间变化，导致细胞膜内外电位差快速反转到+30mV左右。
- 上升阶段：细胞膜内外电位差继续上升到峰值，此时细胞膜内外电位差为+30mV左右。
- 下降阶段：细胞膜内外电位差开始迅速下降，恢复到静息状态。
3. 静息电位的维持静息电位的维持与神经元细胞膜内外的离子浓度分布有关。
在静息状态下，神经元细胞膜内外的离子浓度分布如下：- 细胞内钾离子（K+）浓度高，细胞外钠离子（Na+）浓度高。
- 细胞内氯离子（Cl-）浓度低，细胞外氯离子（Cl-）浓度高。
这种离子分布的差异导致了细胞膜内外的电位差，使得细胞膜内电位为负电荷，外电位为正电荷。
这种静息状态的电位差通常为-70mV左右。
维持这种静息状态需要通过细胞膜上的离子通道和离子泵来实现。
4. 总结动作电位和静息电位是神经元细胞膜的两种电位状态。
动作电位指细胞膜在受到足够强度的刺激后，发生短暂的电压变化的过程。
静息电位指细胞膜在没有受到任何刺激时的电压状态。
神经元细胞膜内外离子浓度分布的差异是维持静息电位的主要原因。
通过细胞膜上的离子通道和离子泵来调节离子浓度分布，从而维持静息状态。
动作电位和静息电位的研究有助于人们更好地理解神经元的工作原理，为治疗神经系统相关疾病提供参考。
静息电位与动作电位ppt课件
兴奋的引起和传导
阈电位 能够造成膜对Na＋通透性突然增大，
诱发动作电位产生的临界膜电位的数值，称为 阈电位(threshold membrane potential)。 阈强度与阈下刺激
兴奋在神经纤维上的传导，称为神经冲动。
有髓纤维上的兴奋传导比较特殊，因为在有髓纤维的 轴突外面包裹着一层很厚的髓鞘，髓鞘的主要成分是 脂质，而脂质是不导电或不允许带电离子通过的。只 有在髓鞘暂时中断的朗飞结处，轴突膜才能和细胞外 液接触，使跨膜离子移动得以进行。因此，当有髓纤 维受到外来刺激时，动作电位只能在邻近刺激点的朗 飞结处产生，而局部电流也就在相邻的朗飞结之间形 成(图2-12)。这一局部电流对邻近的朗飞结起着刺激 作用，使之兴奋；然后又以同样的方式使下一个朗飞 结兴奋。这样，兴奋就以跳跃的方式 ，从一个朗飞结 传至另一个朗飞结而不断向前传导。这种传导方式称 为跳跃式传导(saltatory conduction)。跳跃式传导 使冲动的传导速度大为加快，因此，有髓纤维的传导 速度远比无髓纤维为快。另外，跳跃式传导时，单位 长度内每传导一次兴奋所涉及的跨膜离子运动的总数 要少得多，因此它还是一种更“节能”的传导方式。
动作电位的产生机制
电压钳和膜片钳
电压钳 I=VG 用电压钳技术可记录细胞兴奋过程中的跨膜离
子电流曲线，进而计算出膜电导的变化曲线。实验证明，在细胞 兴奋时Na+电导和K+电导的变化过程与动作电位的变化过程是一致 的。电压钳技术的应用，进一步证明了动作电位产生机制的正确 性。
膜片钳 20世纪70年代建立起来的膜片钳实验技术，可以用直接
静息电位动作电位
静息电位动作电位
静息电位动作电位（Resting Membrane Potential Action Potential，简称RMP-AP）是指由一个细胞的内外电位差引发的生物电位过程。
在此过程中，当外界环境中的电位变化时，会引起细胞内外电位差，从而产生电位上升或降低。
RMP-AP是由三个不同的周期组成的，即静息电位、动作电位和恢复期。
首先，当细胞的外界环境中的电位变化时，会导致细胞内外电位差的变化，从而使细胞内外电位差发生变化，这就是静息电位（RMP）。
此时，细胞内外电位差处于一个稳定的水平，这样细胞就可以保持正常的功能。
接下来是动作电位（AP），当细胞内外电位差超过一定的阈值时，会产生一个动作电位，它具有较快的上升速度和较高的电压水平，从而使细胞内外电位差急剧上升，这样细胞便会发出电位信号，从而改变细胞的生理功能。
最后是恢复期。
当动作电位（AP）发生后，细胞内外电位差会再次降低，直到恢复到原先的静息电位（RMP），此时会有一个恢复期，即当细胞内外电位差回到正常水平时，细胞便会恢复到正常的功能状态。
总之，静息电位动作电位（RMP-AP）是由一个细胞的内外电位差引发的生物电位过程，其主要由静息电位、动作电位和恢复期三个不同的周期组成，它能够使细胞内外电位差发生变化，从而使细胞发出的电位信号改变细胞的生理功能，从而使细胞获得正常的功能状态。
静息电位、动作电位
大多数细胞的静息电位表现为一种稳定的直流电位，但各种细胞的数值不同。 静息电位本质是K＋平衡电位
Na+
Na+
Na+
Na+
Na+ Na+
K+ Na+
Na+ Na+
Na+
细胞外高钠
K+ K+
K+
K+
K+
K+
K+
K+ Na+
K+ K+
第一章
肌肉活动
01 静息电位
什么是静息电位？
静息电位
细胞未受刺激、处于安静状态时存在于细 胞膜内外两侧 的电位差。
特点
内负外正、相对恒定。
0
膜电位
01
极化
静息时膜两侧的 内负外正状态
02
超极化
膜内电位负值增大
03
去极化
膜内电位负值减小
04
复极息电位
K+
动作电位产生原理（下降支）
Na+ Na+
Na+
K+
K+ Na+ K+
K+ Na+
Na+
K+
Na+
Na+
K+ K+
K+
K+
Na+ K+
Na+
K+
K+
K+ Na+
K+
动作电位和静息电位
动作电位和静息电位是生理学上描述神经细胞功能状态的重要概念。
动作电位指的是
神经元在收到外界刺激后产生的电位变化，它是一种瞬时的电信号传递，可以用来传递神经信号；静息电位指的是神经元在没有任何刺激的情况下产生的电位变化，它是一种持续的电信号传递，可以用来维持神经元的基础功能。
动作电位的构成主要来自于膜电位的变化，膜电位是由离子通道的选择性渗透决定的，它的变化反映了细胞内外离子的平衡状态的变化；静息电位的构成主要来自于安定电位的变化，它是由膜蛋白电位决定的，它的变化反映了细胞内外离子的偏置态的变化。
动作电位主要由膜电位变化产生，它是一种瞬时的电信号传递，可以用来传递神经信号；静息电位主要由安定电位变化产生，它是一种持续的电信号传递，可以用来维持神经
元的基础功能。
动作电位变化可以使神经元间的电信号传递得以实现，而静息电位则可以维持神经元内部的稳定性。
因此，动作电位和静息电位都是神经元功能的重要指标，为神经元功能的研究提供了重要的参考依据。
静息电位和动作电位的特点
静息电位和动作电位的特点静息电位和动作电位是神经细胞中的两种不同的电信号。
在神经元的兴奋传导过程中，静息电位是维持细胞处于静止状态时的电位，而动作电位则是细胞受到足够强的刺激后，发出的快速且短暂的电信号。
下面将分别介绍静息电位和动作电位的特点。
一、静息电位的特点静息电位（Resting Membrane Potential）是指神经元在没有受到外界刺激时，维持在一个稳定的电势水平。
静息电位的主要特点如下：1. 电压低静息电位为负电压，通常在-65mV到-85mV之间。
这意味着，神经元内部相对于外部有一个负电荷。
2. 相对稳定静息电位是相对稳定的，即使没有外部刺激，也会维持在稳定的水平上。
静息电位主要是由细胞膜上的Na+、K+离子泵维持的。
3. 不具有传导性静息电位并不是神经元信号传导的一种形式，只是维持细胞膜的稳定状态。
静息电位的存在是为了使神经元随时准备好接收外部刺激。
二、动作电位的特点动作电位（Action Potential）是神经元收到足够强的刺激后产生的一种短暂的电信号。
动作电位的主要特点如下：1. 快速性动作电位具有很快的传导速度，通常在1-2毫秒内完成传导。
2. 大幅度变化动作电位的电压变化幅度比静息电位大得多，通常在+30mV到-70mV 之间。
3. 具有传导性动作电位是神经元信号传导过程中最重要的形式之一，可以在神经元之间、神经元与肌肉细胞之间传递信号。
综上所述，静息电位和动作电位是神经元中两种不同的电信号。
静息电位是为了维持细胞膜的稳定状态，而动作电位则是为了进行信息传递和神经元的兴奋传导。
两种信号的特点和作用不同，但在神经元的正常功能和活动中都具有非常关键的作用。
静息电位动作电位
细胞膜的生物电现象主要有两种表现形式，即安静时的静息电位和受刺激时产生的膜电位的改变（包括局部电位和动作电位）。
生物电现象是以细胞为单位产生的，以细胞膜两侧带电离子的不均衡分布和离子的选择性跨膜转运为基础。
1.静息电位（resting potential，RP）：指细胞未受刺激时存在于细胞膜内外两侧的电位差。
将一对测量电极中的一个放在细胞的外表面，另一个与微电极相连，准备刺入细胞膜内。
当两个电极都位于膜外时，电极之间不存在电位差。
在微电极尖端刺入膜内的一瞬间，示波器上显示一突然的电位跃变，表明两个电极间出现电位差，膜内侧的电位低于膜外侧电位。
该电位差是细胞安静时记录到的，因此称为静息电位。
几乎所有的动植物细胞的静息电位都表现为膜内电位值较膜外为负，如规定膜外电位为0，膜内电位可以负值表示，即大多数细胞的静息电位在-10～-100mV之间。
神经细胞的静息电位约为-70mV，红细胞的约为-10mV。
细胞膜两侧存在电位差，以及此电位差在某种条件下会发生波动，使细胞膜处于不同的电学状态。
人们将细胞安静时膜两侧保持的内负外正的的状态称为膜的极化；当膜电位向膜内负值加大的方向变化时，称为膜的超极化；相反，膜电位向膜内负值减小的方向变化，称为膜的去极化；细胞受刺激后先发生去极化，再向膜内为负的静息电位水平恢复，称为膜的复极化。
2.静息电位形成的原理（1）细胞膜内、外的离子浓度差RP的形成与细胞膜两侧的离子有关。
下表显示枪乌贼巨轴突细胞膜两侧主要离子浓度。
由表可见，细胞膜内外的离子呈不均衡分布，膜内K+多于膜外，Na+和Cl-低于膜外，即细胞内为高钾低钠低氯的状态。
此外，A-表示带负电蛋白质基团，仅存在于膜内。
（2）细胞膜对离子的选择通透性和K+平衡电位Hodgkin和Huxley推测：由于细胞内外存在K+的浓度差（细胞内高钾），K+具有从膜内侧向膜外侧扩散的趋势。
如果细胞膜在安静时只能允许K+自由通透（K+通道开放），K+即可顺浓度差外流到细胞外。
静息电位动作电位课件
在20世纪的前半叶，科学家们开始深入研究静息 电位和动作电位的机制和特性。
3
重要发现
一些重要的实验和观察结果为静息电位和动作电 位的研究奠定了基础。
研究现状
01
02
03
跨学科合作
现代对静息电位和动作电 位的研究涉及多个学科领 域，如生理学、药理学、 遗传学等。
先进技术应用
随着技术的发展，科学家 们开始利用新的技术和方 法来研究静息电位和动作 电位。
特点的比较
静息电位
相对稳定，幅度较小。
动作电位
幅度大，可快速传播。
功能比较
静息电位
维持细胞的正常代谢和功能。
动作电位
传递信息，使细胞能够响应外界 刺激并作出相应的反应。
04
静息电位和动作电位的应用
在生理学中的应用
解释生物电的产生和传播机制
静息电位和动作电位是生物体内电活动的基础，对于理解生物电的产生和传播机制具有 重要意义。
03
静息电位与动作电位的比较
产生机制的比较
静息电位
主要是由于细胞内外离子分布不均所引起的，细胞膜对钾离子的通透性高，钾离子大量外流，形成内负外正的电 位差，阻止钾离子的进一步外流，造成膜电位逐渐接近钾离子的平衡电位，最终形成稳定的静息电位。
动作电位
主要是由于钠离子内流所引起的，当细胞受到有效刺激时，钠离子通道打开，钠离子内流，形成内正外负的电位 差，从而引发动作电位。
静息电位的产生机制
静息电位的产生主要与钠钾泵活动有关。
钠钾泵是一种主动转运的蛋白质，通过消耗ATP将钠离子泵出细胞外，将钾离子 泵入细胞内，从而维持细胞内外钠钾离子的正常分布，形成和维持静息电位。
静息电位的特点
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
简介
静息电位（Resting Potential , RP ）是指细胞未受刺激时，存在于细胞膜内外两侧的外正内负的电位差。
由于这一电位差存在于安静细胞膜的两侧，故亦称跨膜静息电位，简称静息电位或膜电位。
形成机理
静息电位
产生的基本原因是离子的跨膜扩散，和钠- 钾泵的特点也有关系。
细胞膜内K+浓度高于细胞外。
安静状态下膜对K+通透性大，K+顺浓度差向膜外扩散，膜内的蛋白质负离子不能通过膜而被阻止在膜内，结果引起膜外正电荷增多，电位变正；膜内负电荷相对增多，电位变负，产生膜内外电位差。
这个电位差阻止K+进一步外流，当促使K+外流浓度差和阻止K+外流的电位差这两种相互对抗的力量相等时，K+外流停止。
膜内外电位差便维持在一个稳定的状态，即静息电位。
测定静息电位的方法
插入膜内的是尖端直径＜1μm的玻璃管微电极，管内充以KCl溶液，膜外为参考电极，两电极连接到电位仪测定极间电位差。
静息电位都表现为膜内比膜外电位低，即膜内带负电而膜外带正电。
这种内负外正的状态，称为极化状态。
静息电位是一种稳定的直流电位，但各种细胞的数值不同。
哺乳动物的神经细胞的静息电位为-70mV（即膜内比膜外电位低70mV），骨骼肌细胞为-90mV，人的红细胞为-10mV。
静息电位的产生与细胞膜内外离子的分布和运动有关。
正常时细胞内的K+浓度和有机负离子A-浓度比膜外高，而细胞外的Na+浓度和Cl-浓度比膜内高。
在这种情况下，K+和A-有向膜外扩散的趋势，而Na+和Cl-有向膜内扩散的趋势。
但细胞膜在安静时，对K+的通透性较大，对Na+和Cl-的通透性很小，而对A-几乎不通透。
因此，K+顺着浓度梯度经膜扩散到膜外使膜外具有较多的正电荷，有机负离子A-由於不能透过膜而留在膜内使膜内具有较多的负电荷。
这就造成了膜外变正、膜内变负的极化状态。
由K+扩散到膜外造成的外正内负的电位差，将成为阻止K+外移的力量，而随着K+外移的增加，阻止K+外移的电位差也增大。
当促使K+外移的浓度差和阻
止K+外移的电位差这两种力量达到平衡时，经膜的K+净通量为零，即K+外流和内流的量相等。
此时，膜两侧的电位差就稳定于某一数值不变，此电位差称为K+的平衡电位，也就是静息电位。
其具体数值可按Nernst公式计算。
计算所得的K+平衡电位值与实际测得的静息电位值很接近，提示静息电位主要是由K+向膜外扩散而造成的。
如果人工改变细胞膜外K+的浓度，当浓度增高时测得的静息电位值减小，当浓度降低时测得的静息电位值增大，其变化与根据Nernst公式计算所得的预期值基本一致。
但是，实际测得的静息电位值总是比计算所得的K+平衡电位值小，这是由于膜对Na+和Cl-也有很小的通透性，它们的经膜扩散（主要指Na+的内移），可以抵销一部分由K+外移造成的电位差数值。
动作电位
概念
可兴奋组织或细胞受到阈上刺激时，在静息电位基础上发生的快速、可逆转、可传播的细胞膜两侧的电变化。
动作电位的主要成份是峰电位。
形成条件
①细胞膜两侧存在离子浓度差，细胞膜内K+浓度高于细胞膜外，而细胞外Na+、Ca2+、Cl-高于细胞内，这种浓度差的维持依靠离子泵的主动转运。
（主要是Na+ -K+泵的转运）。
②细胞膜在不同状态下对不同离子的通透性不同，例如，安静时主要允许K+通透，而去极化到阈电位水平时又主要允许Na+通透。
③可兴奋组织或细胞受阈上刺激。
形成过程
≥阈刺激→细胞部分去极化→Na+少量内流→去极化至阈电位水平→N a+内流与去极化形成正反馈（Na+爆发性内流）→基本达到Na+平衡电位（膜内为正膜外为负，因有少量钾离子外流导致最大值只是几乎接近钠离子平衡电位）（形成动作电位上升支）。
膜去极化达一定电位水平→Na+内流停止、K+迅速外流（形成动作电位下降支）。
形成机制
动作电位上升支——Na+内流所致。
动作电位的幅度决定于细胞内外的Na+浓度差，细胞外液Na+浓度降低动作电位幅度也相应降低，而阻断Na+通道（河豚毒）则能阻碍动作电位的产生。
动作电位下降支——K+外流所致。
动作电位时细胞受到刺激时细胞膜产生的一次可逆的、可传导的电位变化。
产生的机制为①阈刺激或阈上刺激使膜对Na+的通透性增加，Na+顺浓度梯度及电位差内流，使膜去极化，形成动作电位的上升支。
②Na+通道失活，而 K+通道开放，K+外流，复极化形成动作电位的下降支。
③钠泵的作用，将进入膜内的Na+泵出膜外，同时将膜外多余的 K+泵入膜内，恢复兴奋前时离子分布的浓度。
离子通道的特征
细胞膜上有多种离子通道。
而动作电位的产生，则与钠和钾离子通道有关。
这些离子通道的开关状态与膜电位有关，即是所谓的电压门控通道。
例如钠离子通道，在静息时它是关闭并且是可激活的。
当去极化到一特定值时就会引起其构象的改变，成为打开状态。
但是离子通道却不会持续停留在开放状态，它会在几毫秒内关闭。
这是通过膜上一蛋白质的失活域的活动实现的，这个失活域会像塞子一样堵住离子通道。
离子通道这种状态被称为关闭并失活的。
过渡状态关闭但可激活的只有在完全复极化后才可能出现，而开放可激活的状态是在简单模型中不可能实现的。
(文献中也写道，一个关闭并失活的通道在复极过程中首先短时间内还是开放状态，然后才改变构象直接成为关闭但可激活的。
再次激活只能发生在完全复极之后，在去极化的细胞膜中不可能存在着过渡状态开放并失活的)。
当然，并不是所有的通道在电位到达一定值之时全部打开。
更可能的是，通道的处于某种状态的概率是与电压相关的。
而当阈电位出现时，大部分的通道便会开放，上述的模型便能很好的描述这种状态。
而状态之间过渡所需的时间也是因通道而异的。
钠通道从关到开发生在2毫秒之内，而钾通道则要10毫秒。
除了电压外，还有其他开关通道的机制,如化学门控通道。
对动作电位来说，有两种值得一提。
一种是与内向整流性钾通道 Kir有关，这种通道是不可调控的。
但却有一些带正电的小分子如精素，能够在去极化到一定程度时堵塞通道孔。
另一种机制与钾通道有关，当细胞间的钙离子与它结合后会开放。