静息电位和动作电位形成的原理和特点与细胞膜内外离子的分布和运动有关。静息电位和动作电位的形成机制和传导特点有什么区别?因为这种电位差存在于静息细胞膜的两侧,所以也称为跨膜静息电位,简称膜电位,因为这种电位差存在于静息细胞膜的两侧,所以也称为跨膜静息电位,简称膜电位。
由于膜内外存在K的浓度梯度,而膜在静止状态下(K通道开放)对K的通透性相对较高,一部分K会沿着浓度梯度向膜外扩散,即K外流。膜内带负电荷的大分子A由于异性电荷的吸引,也应随K流出,但它不能穿透细胞膜,被阻挡在膜的内表面,导致膜外正电荷增加,电位变正,膜内负电荷增加,电位变负。这样就在膜内外形成了电位差,排斥了K向膜外的流出,限制了K向膜内的流出,所以K的流出量逐渐减少。
这个电位差阻止K进一步外流,当两个相反的力,促进K外流的浓度差和阻止K外流的电位差相等时,K外流停止。膜内外的电位差维持在稳定状态,即静止电位。测量静息电位的方法:将一个尖端直径小于1微米的玻璃管微电极插入膜内,管内充入KCl溶液,参比电极在膜外。这两个电极连接到一个电位计,以测量电极之间的电位差。膜内的静息电位低于膜外,即膜带负电,膜带正电。
K向膜外扩散产生的外部正、内部负电位差会是阻止K向外移动的力,随着K向外移动的增加,阻止K向外移动的电位差也会增加。当促进K迁移的浓度差和阻止K迁移的电位差这两个力达到平衡时,K跨膜的净通量为零,即K流出量和K流入量相等,此时膜两侧的电位差稳定在某一值,该值称为K的平衡电位,即静息电位。