(3) 维持细胞膜内外离子浓度差的机制
RP不等于K+平衡电位的原因:RP的实测值总是比计算值稍大一些。 用标有放射活性的离子仔细观察时,发现细胞安静时膜不仅对K+通透,对Na+也有通透性,只是与K+的通透性相比,Na+的通透性要小得多(约为K+通透性的1/50-1/100),即静息时也有极少量的Na+从膜外通透到膜内(Na+的浓度差和电位差均驱使其内流),部分抵消K+外流造成的膜内负电位,导致RP的实测值比Nernst方程计算的EK值稍大。
RP较EK稍大的后果:由于未达到K+平衡电位,K+仍然会不断少量外流,而RP与Na+平衡电位相差甚远,也会使Na+不断地内流,如此下去,细胞安静时膜内外稳定的离子浓度差将遭到破坏。
钠泵(sodium pump)的活动维持了安静时细胞内外的离子平衡:引起细胞膜上钠泵活动的因素是细胞内Na+的增加和细胞外K+的升高。只要细胞内外的Na+、K+平衡稍有变化,Na+泵就被激活,在泵出胞内多余的Na+的同时,将胞外 多余 的K+泵回,从而维持了细胞内外正常的离子浓度梯度。
(4)静息电位小结:
·几乎所有的细胞均有膜内较膜外为负的RP。细胞的RP是由膜内外的K+离子浓度差及安静时膜对K+有通透性形成的。RP的值接近于K+平衡电位。
·由于RP不等于K+平衡电位(因为在静息时也有少量Na+内流),经常有少量的K+外流。然而,细胞膜上Na+泵的经常性活动,将胞内多余的Na+泵出,将胞外多余的K+泵回,从而维持了细胞内、外的正常离子浓度。可兴奋细胞的RP及膜两侧的离子浓度差(势能)是产生兴奋的基础。
·近年来已认识到, 安静时K+离子通过细胞膜弥散的实质是因为膜上有非门控的K+离子通道。这种离子通道没有门,总是开着的。K+离子是否通过和通过多少是由膜两侧的离子浓度差和电位差决定的。