静息状态下,细胞膜内的k+浓度是膜外的30
倍,这是静息电位(内负外正)产生的主要离子基础之一,当细胞外液的k+浓度明显降低时,会使k+外流增加,膜内负值增大。一旦膜受到刺激,na+通道开放,na+内流的驱动力增加
①什么是电化学驱动力:离子在膜两侧收到的电化学驱动力应为膜电位(em)与该离子的平衡点为(ex)之差,即(em-ex)
②以静息电位时na离子电化学驱动力为例:
③由于静息电位下质膜对k离子的通透性较高,静息电位非常接近于k离子的平衡点位。(由于na泵的生电作用,静息电位略小于k离子的平衡电位)所以我们说膜静息电位受细胞外液k离子浓度影响。由于细胞膜内外有k离子浓度差,膜内是膜外的30倍,就造成k离子外流,膜内平衡电位为负值。
④细胞外液钾离子浓度明显减少,细胞膜内外浓度差进一步加大,k离子平衡电位更负,也就是变大了。
⑤静息电位时na离子的化学驱动力=膜电位(em)-na离子平衡电位(exna)=-90mv-(+60mv)=-150mv
⑥负值表示内向驱动力。所以静息电位时na离子的内向驱动力为150mv。我们可以理解受到刺激时为什么是na离子内流形成动作电位,因为内向电化学驱动力大。
⑦细胞膜外k离子浓度减小时na离子的化学驱动力=膜电位(em)↑-na离子平衡电位(exna)=-110mv-(+60mv)=-170mv↑
⑧所以细胞外液钾离子浓度明显减少,钠离子内向驱动力增加
减小。首先明确静息电位的意义,如果安静状态下细胞膜对多种离子同时具有通透性,静息电位的大小取决于细胞膜对这些离子的相对通透性和这些离子各自在膜两侧的浓度差。膜对某种离子的通透性越高,该离子的扩散对静息电位的形成作用就越大,静息电位越接近该离子的平衡电位。简单地说,K+对静息电位的影响占主导地位。根据Nernst公式Ex=(RT/ZF)ln(X膜外/X膜内)=60lg(X膜外/X膜内),算出K+的平衡电位。由于K+胞内大于胞外浓度,所以当X外增大时,Ex减小。
注意用Nernst公式算出来的正负代表电位方向,比较大小变化时取绝对值。