動(dòng)作電位
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基本介紹
概念
可興奮組織或細(xì)胞受到閾上刺激時(shí)，在靜息電位基礎(chǔ)上發(fā)生的快速、可逆轉(zhuǎn)、可傳播的細(xì)胞膜兩側(cè)的電變化。動(dòng)作電位的主要成份是峰電位。
形成條件
①細(xì)胞膜兩側(cè)存在離子濃度差，細(xì)胞膜內(nèi)K+濃度高于細(xì)胞膜外，而細(xì)胞外Na+、Ca2+、Cl-高于細(xì)胞內(nèi)，這種濃度差的維持依靠離子泵的主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)。（主要是Na+ -K+泵的轉(zhuǎn)運(yùn)）。
②細(xì)胞膜在不同狀態(tài)下對(duì)不同離子的通透性不同，例如，安靜時(shí)主要允許K+通透，而去極化到閾電位水平時(shí)又主要允許Na+通透。
③可興奮組織或細(xì)胞受閾上刺激。
形成過程
≥閾刺激→細(xì)胞部分去極化→Na+少量?jī)?nèi)流→去極化至閾電位水平→Na+內(nèi)流與去極化形成正反饋（Na+爆發(fā)性內(nèi)流）→基本達(dá)到Na+平衡電位（膜內(nèi)為正膜外為負(fù)，因有少量鉀離子外流導(dǎo)致最大值只是幾乎接近鈉離子平衡電位）（形成動(dòng)作電位上升支）。
膜去極化達(dá)一定電位水平→Na+內(nèi)流停止、K+迅速外流（形成動(dòng)作電位下降支）。
形成機(jī)制
動(dòng)作電位上升支——Na+內(nèi)流所致。
動(dòng)作電位的幅度決定于細(xì)胞內(nèi)外的Na+濃度差，細(xì)胞外液Na+濃度降低動(dòng)作電位幅度也相應(yīng)降低，而阻斷Na+通道（河豚毒）則能阻礙動(dòng)作電位的產(chǎn)生。
動(dòng)作電位下降支——K+外流所致。
動(dòng)作電位時(shí)細(xì)胞受到刺激時(shí)細(xì)胞膜產(chǎn)生的一次可逆的、可傳導(dǎo)的電位變化。產(chǎn)生的機(jī)制為①閾刺激或閾上刺激使膜對(duì)Na+的通透性增加，Na+順濃度梯度及電位差內(nèi)流，使膜去極化，形成動(dòng)作電位的上升支。②Na+通道失活，而 K+通道開放，K+外流，復(fù)極化形成動(dòng)作電位的下降支。③鈉泵的作用，將進(jìn)入膜內(nèi)的Na+泵出膜外，同時(shí)將膜外多余的 K+泵入膜內(nèi)，恢復(fù)興奮前時(shí)離子分布的濃度。
離子通道的特征
細(xì)胞膜上有多種離子通道。而動(dòng)作電位的產(chǎn)生，則與鈉和鉀離子通道有關(guān)。這些離子通道的開關(guān)狀態(tài)與膜電位有關(guān)，即是所謂的電壓門控通道。
例如鈉離子通道，在靜息時(shí)它是關(guān)閉并且是可激活的。當(dāng)去極化到一特定值時(shí)就會(huì)引起其構(gòu)象的改變，成為打開狀態(tài)。但是離子通道卻不會(huì)持續(xù)停留在開放狀態(tài)，它會(huì)在幾毫秒內(nèi)關(guān)閉。這是通過膜上一蛋白質(zhì)的失活域的活動(dòng)實(shí)現(xiàn)的，這個(gè)失活域會(huì)像塞子一樣堵住離子通道。離子通道這種狀態(tài)被稱為關(guān)閉并失活的。過渡狀態(tài)關(guān)閉但可激活的只有在完全復(fù)極化后才可能出現(xiàn)，而開放可激活的狀態(tài)是在簡(jiǎn)單模型中不可能實(shí)現(xiàn)的。(文獻(xiàn)中也寫道，一個(gè)關(guān)閉并失活的通道在復(fù)極過程中首先短時(shí)間內(nèi)還是開放狀態(tài)，然后才改變構(gòu)象直接成為關(guān)閉但可激活的。再次激活只能發(fā)生在完全復(fù)極之后，在去極化的細(xì)胞膜中不可能存在著過渡狀態(tài)開放并失活的)。
當(dāng)然，并不是所有的通道在電位到達(dá)一定值之時(shí)全部打開。更可能的是，通道的處于某種狀態(tài)的概率是與電壓相關(guān)的。而當(dāng)閾電位出現(xiàn)時(shí)，大部分的通道便會(huì)開放，上述的模型便能很好的描述這種狀態(tài)。
而狀態(tài)之間過渡所需的時(shí)間也是因通道而異的。鈉通道從關(guān)到開發(fā)生在2毫秒內(nèi)，而鉀通道則要10毫秒。
除了電壓外，還有其他開關(guān)通道的機(jī)制,如化學(xué)門控通道。對(duì)動(dòng)作電位來說，有兩種值得一提。一種是與內(nèi)向整流性鉀通道 Kir有關(guān)，這種通道是不可調(diào)控的。但卻有一些帶正電的小分子如精素，能夠在去極化到一定程度時(shí)堵塞通道孔。另一種機(jī)制與鉀通道有關(guān)，當(dāng)細(xì)胞間的鈣離子與它結(jié)合后會(huì)開放。
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