当前课程知识点：人体科学 > 第一章 人体细胞与组织 > 第四节 细胞生物电 > 第四节细胞生物电视频2
下一次我们要讲的是静息电位的变化
他们测的是什么呢
首先，他们测定了静息电位
我们看
这是一个当时测定的一个模式图
外面这是一根轴突
神经细胞的一个轴突
因为枪乌贼的细胞外液就是海水
所以它就泡在海水里
那么上面用一根大一点的玻璃管
插在这个轴突中间
让这个口撑开
以便于插小的电极
中间这个是小的微电极
我们大家看 它可以是插在这
插在里面
外面一个电极
这两点来测定、来记录
那么规定外面是作为零
作为参考 然后里面看它的变化值
我们结果发现
当一进去测的时候
这个电位突然下去了
里面的电位突然下去
如果你拔掉 那就回来
那么下去的结果
可以达到负六十毫伏左右
于是他把测得的这个电位值给它定个名义
叫resting potential叫静息电位
什么叫静息电位
就是细胞在安静或者静息状态下
膜内外的电位差
一般我们以负值表示
有的人把它叫做跨膜电位
叫transmembrane potential
或者叫做membrane potential
膜电位
但是我们一般来讲静息状态下测得这个电位
都叫静息电位
下面我们看一看常见的
当初枪乌贼
负的五十五到负七十毫伏
青蛙的骨骼肌细是负的九十毫伏
对于我们人来讲人的骨骼肌细胞
神经细胞以及很多心肌的
细胞都是负的九十毫伏
下面我们要了解为什么会产生静息电位
那么可想而知
产生膜内外的电位差
那就说明膜内和膜外电荷
带电的离子这个电荷数是不一样的
如果在正常生理情况下
细胞允许这些带电物质自由流动的话
那么到最后
这个电位还是会消失的
膜内外肯定会达到平衡
那么为什么不会达到平衡
那就说明膜对这些通透性质不同的
那么静息电位的形成机制就是因为存在着浓度差
存在着这种通透性的不一样
才引起的
我们下面来看一看
具体看一看
首先我们看一看
细胞膜内外的离子浓度差异
在枪乌贼来讲钾离子细胞内
胞浆是指细胞内 四百毫摩尔
细胞外液是二十毫摩尔差二十倍
那么钠离子细胞内低细胞外高
差了将近九倍 氯离子差了十倍左右
A
就是大量的带电的大分子物质
蛋白质啊，有机酸等等
这些在细胞外几乎很少
主要是细胞内
所以我们看这个是存在一些差异的
那么为什么会存在这个差异
我们再看
离子的这个膜的通透性不一样
钾离子、钠离子、氯离子的通透性之比呢
是1：0.04：0.02
相当于钾离子是百分之一百的话
钠离子只有百分之四
氯离子是百分之二
那么在静息状态下
我们认为主要是对钾离子通透
这个膜主要是对钾离子通透
在这种情况下
我们来看这样的一种推测
静息电位应该是钾离子的电化学平衡电位
那么什么叫电化学平衡电位
我们来看看这个现象
静息电位由钾离子扩散势能
与膜电场的反扩散
这个电场能平衡所致的
可想而知这是膜内 这是膜外
钾离子往外走
钾离子在不断往外走的过程中
它带走了正电荷
于是在这个膜的外侧集聚了一层正电荷
里面集聚了一层负电荷
这个膜就像一个电容一样
这边带正电这边带负电
于是形成了一个电场
电场的势能恰恰和化学的扩散能是相反的
电场的势能又阻止了钾离子继续扩散
当电场阻止钾离子扩散的势能和钾离子
顺着浓度差向外扩散的势能相平衡的时候
于是这个净通量就等于零
它达到一个平衡状态
这时候膜内外就产生了一个电位
这个电位我们就称为电化学的平衡电位
那么有一个著名的物理化学家
叫做能斯特
他也是获得诺贝尔奖的一个物理化学家
他有一个方程
他专门做氧化还原电位的
他这个方程是来描述
这一个电位差的值应该是多少
这里是这个方程的种类一个方程
那么这里标出来R是气体常数
T是绝对温度Z是离子价数
F是法拉第常数
我们来看，R、T、下面是Z、F，那么这个气体常数
它是8.31焦耳
绝对温度273加上摄氏温度
如果你是27度那正好是300度
我们以300度来算 法拉第常数是96500
Z离子价数钾离子是1价
所以把这些全部换算
再转化成自然对数
就得到了这么一个简单的一个公式
简单的公式
所以整个变量就是膜内外的钾离子浓度差
我们用测得这个浓度值代进去
和测得的电位值相比较
结果是很接近的很接近的
那么下面就是要证明
你凭什么说是钾离子平衡电位
你也没看到钾离子跑来跑去
要想证明它其实很简单
我们大家大概也可以想得到
因为你是膜内外的钾离子影响了这个电位
我先把膜外的钾离子浓度改变了不就行了
这是一个改变了的一个实验
我们看外面的钾离子浓度是可变的里面的
细胞内的我们不变它
随着外面钾离子的浓度逐不断提高
不断提高
这一个静息电位的值越来越接近于零
这个点是你实际测得的静息电位值
这条直线是根据能斯特方程计算出来的值
在负一百以上 基本上是完全拟合的
当然在很低很低浓度的时候
那么这个静息电流的负值也不可能非常非常大
所以在生理状态下
它是万全符合这个能势的方程的
同样如果我们把膜外的钾离子固定
而改变膜内的钾离子浓度的话
也得到相似的值
所以从这一点完全证明了
静息电位是和钾离子是有关系的
有人认为可以和氯离子有关系
于是我们用硫酸钾来代替氯化钾
结果发现没有什么变化
好 今天我们就先讲到这里
静息电位
动作电位
-第一节 细胞结构
-第二节 细胞的跨膜物质转运
-第三节 细胞跨膜信号转导
-第四节 细胞生物电
-第五节 基本组织
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-期末考试--考试题
