动作电位的发生与离子通道开闭变化之间的关系

2014-10-10 07:58阅读：

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1、 Na⁺通道与K⁺通道在动作电位产生过程中的变化
离子通道有许多种，根据其选择性可分为Na⁺通道、K⁺通道Ca⁺通道等。而根据其门控机制不同，又可分为非门控通道、化学门控通道、电压门控通道、机械门控通道等。静息电位与动作电位的产生主要与非门控通道与电压门控通道有关。动作电位产生过程中不同阶段离子通道开闭情况及离子通透性变化可结合图1总结如下（注：各种离子电导大小可反应通透性大小）：

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

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