兴奋在神经纤维上的传导,其离子过膜的基础是学生最难理解的,其实,这对教师也很难理解,主要是涉及的离子过膜种类太多太复杂。对中学教学而言,最好能在高中和大学教材之间平衡到一种最简单的理解方式。老师可以高要求,但落点要低,不要给学生增加负担。
①静息电位:电压门控激活态Na+通道和K+通道都是关闭的,失活态Na+通道开放。膜上由于存在许多漏K+通道和极少量的漏Na+通道(非门控状态),K+通过膜的通透能力远大于Na+,大量K+顺浓度梯度外流,由于A_(阴离子)不随K+外流,膜内外逐渐建立起一个电位差。K+的浓度梯度使K+趋向于流出细胞,而膜两侧的电位梯度又驱使K+重新返回细胞。在膜电位建立初期,K+的跨膜浓度梯度的力大于跨膜电位梯度。随着K+流出细胞数量的增加,膜电位差的值也相应增大。直至某一时刻,当K+在膜两侧的电势梯度差和浓度梯度差形成的力相等时,K+的跨膜净移动停止,此时在膜两侧建立起来的稳定状态的电位称为K+的平衡电位。静息电位相当于K+的平衡电位,但比K+的平衡电位略小,因为有少量漏Na+通道会导致Na+内流。
②阈电位:一个适宜的刺激使一些Na+通道的激活态门开故,此时Na+通道的两种状态的门都处于开放状态,Na+的浓度梯度(膜外高于膜内)和电压梯度(膜外为正,膜内为资)两种力都驱使Na+迅速向细胞内流动,引起膜两侧达到阈电位
③动作电位的去极化阶段:阈电位后,由于正反馈过程使膜上大量激活态Na+电压门控通道相继开放,但电压门控K+通道保持关闭,Na+的通透性增大并占据绝对优势,大量的Na+进入细胞内,膜内电位迅速由负变正并接近Na+的平衡电位,动作电位达到峰值,但要小于Na+的平衡电位。
④动作电k的复极化阶段:在动作电位达到峰值后,失活状态的电压门控Na+通道关闭,电压门控K+通道完全开放,浓度梯度和电压梯度都促进K+流出细胞,电菏的减少使细胞内部积累更多的负电,膜电位逐渐恢复为静息电位
⑤超极化电位:激活态和失活态的电压门控Na+通道都关闭,电压门控K+通道也逐渐开始关闭,但速度缓慢,会有稍微过量的K+外流使膜电位较静息状态时更负,形成一个超极化电位,即正后电位。细胞膜很快会恢复到静息状态,细胞膜时刻准备响应另一个新刺激。