动作电位的发生与离子通道开闭变化之间的关系

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1、
①阶段代表静息状态时,只有非门控K+通道开放,K+通透性远大于Na+通透性。②阶段代表外界刺激导致膜去极化至阈电位,使电压门控Na+通道激活开放,Na+通透性超过K+通透性,发生快速的去极化与反极化。③阶段电压门控Na+通道失活,电压门控K+通道激活,K+通透性超过Na+通透性,此时即复极化时期。④阶段电压门控K+通道关闭,电压门控Na+通道恢复到备用状态,离子通透性恢复到与①阶段相同。
2、Na+—K+泵在动作电位产生过程中的作用
从上文描述可知,动作电位产生过程中各种离子的流动都是顺浓度差的易化扩散,那么Na+—K+泵在该过程中有没有作用,以及起到何种作用呢? Na+—K+泵对于维持膜两侧的离子浓度差非常重要,因为每兴奋一次,必然有少量K+外流和Na+内流,使得膜内外两种离子的浓度差减少。如果没有Na+—K+泵的主动转运,离子浓度差势必持续减少,直至不能产生兴奋。因此,每产生一次动作电位后的静息期,Na+—K+泵就会启动,从而始终维持一定的离子浓度差。
一个动作电位的周期离子通道的变化如下表:
质膜状态 |
静息状态 |
去极化 |
反极化 |
复极化 |
|||
Na+-K+泵 |
工作 |
几乎没有工作 |
快速工作 |
||||
Na+通道 |
几乎关闭 |
正反馈性的迅速打开 |
迅速关闭并暂时失活 |
||||
K+通道 |
开放 |
缓慢增加开放程度 |
开放程度先继续增加而后减小 |
||||
Cl-通道 |
几乎关闭 |
开放 |
关闭 |
||||
对刺激反应灵敏性 |
灵敏 |
灵敏到迟钝 |
峰电位前后都没反应 |
只有超过阈值的刺激才可能会有反应 |