一、电生理学的有关概念

1.刺激    

细胞所处的内、外环境因素的变化称为刺激。

2.可兴奋细胞

受刺激后能产生动作电位的细胞称为可兴奋细胞。如神经、肌肉、腺体。

3.兴奋和兴奋性

可兴奋细胞受刺激后产生了动作电位称为兴奋；可兴奋细胞受刺激后产生动作电位的能力称为兴奋性。

4.阈强引起组织产生兴奋的最小强度称为阈强度，也称为阈值。阈强度是衡量细胞兴奋性高低的常用指标，它们之间成反变关系，即阈强度增大表示兴奋性下降；反之，表示兴奋性升高。

5.阈刺激

(1)阈刺激：指具有阈强度的刺激。

(2)阈上刺激：指大于阈强度的刺激。

(3)阈下刺激：指小于阈强度的刺激。

6.极化、反极化、去极化、超极化和复极化

(1)极化：细胞未受刺激时，膜两侧存在的内负外正的状态称为极化。

(2)反极化：细胞兴奋时，膜两侧存在的内正外负的状态称为反极化。

(3)去极化：静息电位的数值向膜内电位升高的方向变化称为去极化。

(4)超极化：静息电位的数值向膜内电位降低的方向变化称为超极化。

(5)复极化：将细胞去极化后又向原极化状态恢复的过程称为复极化。

7.电化学驱动力

浓度差和电位差是离子跨膜扩散的驱动力，它们的代数和称为电化学驱动力。

二、静息电位及其产生机制

(一)细胞的静息电位

1.概念：细胞在未受刺激时存在于膜内外两侧的电位差称为静息电位(RP)。

2.测定方法

细胞未受到刺激或损伤时，其细胞外部表面各点都是等电位的，没有电位差存在。但如果让微电极刺入膜内，在记录仪器上将显示出一个突然的电位跃变，这表明细胞膜内外两侧存在着电位差，该电位差就是静息电位。

3.特点

习惯上规定膜外电位为0(即将参考电极接地)，以膜内电位的数值表示静息电位，所以静息电位一般为负值。

(二)静息电位的产生机制(膜学说)

正常细胞膜内高K+，膜外高Na+，细胞膜安静时K+通透性远大于Na+(50～100倍)，即可假设安静时细胞膜仅对K+离子有通透性，促进K+向外扩散；K+向外扩散形成的电场力，阻止K+进一步向外扩散；当电化学驱动力等于零时，静息电位应该等于K+的平衡电位。

实际上，静息电位的实测值比计算所得的K+平衡电位稍小，这是由于膜在静息时对Na+也有极小的通透性(大约只有K+通透性的1/100~1/50)，从而抵消一部分K+外移造成的膜内负电位。 

(三)影响静息电位的因素

1.膜对Na+、K+的相对通透性

膜对K+的通透性相对增大，静息电位增大；膜对Na+的通透性相对增大，静息电位减小。

2.细胞膜钠-钾泵的活动

通过钠-钾泵的活动，每分解一个ATP，可给膜外增加一个正电荷。钠-钾泵活动增强，细胞膜发生超极化。

3.Na+/K+的相对浓度

膜内K+的相对浓度增大，静息电位增大；膜外Na+的相对浓度增大，静息电位减小。

三、动作电位及其产生机制

(一)细胞的动作电位

1.概念：可兴奋细胞受到刺激时，膜电位在原有静息电位的基础上发生一次快速的倒转和复原称为动作电位(AP)。

2.动作电位的变化过程：锋电位(快速去极化和复极化)→负后电位(后去极化)→正后电位(后超极化)。

(1)去极相

膜内电位在短时间内可由原来的内负外正变为内正外负，构成了动作电位变化曲线的上升支(去极相)。膜内电位高于零电位的部分称为超射。

(2)复极相

由刺激所引起的这种膜内外电位的倒转只是暂时的，很快就出现膜内电位的下降，由正值的减小发展到膜内出现刺激前原有的负电位状态，这构成了动作电位曲线的下降支。

(3)后电位

在锋电位下降支最后恢复到静息电位水平以前，膜两侧电位还要经历一些微小而较缓慢的波动，称为后电位，一般是先有一段负后电位，再出现一段延续更长的正后电位。

3.特点

(1)全或无现象：指同一细胞上动作电位的大小不随刺激强度而改变的现象，即同一细胞上动作电位的大小与刺激强度无关。

(2)不衰减性传导：在同一细胞上一般只能记录到同样大小和波形的锋电位，即同一细胞上动作电位的大小与传导距离无关。

(3)有不应期：锋电位存在的时期就相当于绝对不应期，这时细胞对任何新的刺激均不能产生新的兴奋。

(二)动作电位的产生机制

1.去极相的产生机制

刺激使膜去极化达阈电位→电压门控性Na通道突然大量开放→大量Na+内流(经通道易化扩散)→造成膜内电位的迅速升高→形成去极相。

2.复极相的产生机制

膜很快出现对Na+通透性的消失，并伴随出现了K+通透性的增大，K+逐渐外流，形成复极相。

当兴奋使膜两侧Na+、K+浓度差降低到一定程度时，钠泵被激活，将进入膜内的Na+泵出，将逸出膜外的K+泵入，使膜两侧的离子分布状态恢复至兴奋前的水平，以便细胞接受新的刺激。

(三)动作电位的引起

动作电位去极相分为两部分，一部分由刺激电流引起膜的缓慢去极化；另一部分是由于Na+通道大量开放引起膜的快速去极化，这一临界值的跨膜电位就称为阈电位。可见，动作电位的引起条件是刺激使膜去极化达到阈电位。

当外来刺激引起膜的去极化达到阈电位水平时，Na+通道开放，使膜内电位迅速升高，形成动作电位的快速去极相，直至膜内电位上升到近于Na+平衡电位的水平。

四、局部电位

1.概念：细胞受到阈下刺激时，细胞膜两侧产生的微弱电变化。

2.形成机制：阈下刺激使膜通道部分开放，产生少量去极化或超极化。