引起膜内外电位变化的主要因素

（一）静息电位

静息电位（resting potential）是指细胞未受刺激时存在于细胞膜内外两侧的电位差（图3- 7）。安静时细胞膜内电位比膜外低，静息电位就是此时的膜内电位。如果膜外电位为0mV，人类等哺乳动物的神经和骨骼肌细胞的静息电位就是-70～-90mV。只要细胞未受到外来刺激而且保持着正常的新陈代谢，静息电位就稳定在某一相对恒定的水平。

图3-7　单一神经纤维静息电位和动作电位模式

R．表示记录仪器；S．为电刺激器
当测量电极中的一个微电极刺入轴突内部时可发现膜内持续处于较膜外低70mV的负电位状态。当神经受到一次短促的外加刺激时，膜内电位快速上升到＋35mV的水平，经0．5～1．0ms后再逐渐恢复到刺激前的状态

（二）静息电位的产生机制

静息电位的产生与细胞膜内外离子的不均衡分布和细胞膜对各种离子选择性通透有关。正常时细胞内K＋浓度高于细胞外，细胞外Na＋浓度高于细胞内。如果细胞膜在安静时只对K＋有通透性，当K＋外流时，膜内带负电荷的蛋白质（A-）因为不能通过细胞膜而留在细胞内，流出膜外的K＋所产生的外正内负的电场力，将阻碍K＋的继续外流，随着K＋外流的增加，这种阻止K＋外流的力量（膜两侧的电位差）也不断加大。当促使K＋外流的浓度差与阻止K＋外移的电位差的两种力量达到平衡时，膜内外不再有K＋的净移动，此时膜的电位差称为K＋的平衡电位。K＋的平衡电位的数值决定于膜两侧初始存在的K＋浓度差的大小，它的精确数值可根据Nernst公式算出（27℃条件下）。

式中EK表示K＋的平衡电位，［K＋］o和［K＋］i分别表示K＋膜外和膜内的浓度。

计算的K＋平衡电位数值与实际测得的静息电位数值非常接近，这提示静息电位主要是K＋由膜内向膜外扩散所造成的。为了证明此点，在试验中人工地改变细胞外液中K＋的浓度，也就改变了［K＋］o／［K＋］i的值，结果发现，细胞静息电位的值也随着K＋的改变而改变，而且改变的情况基本上与根据Nernst公式计算所得的预期值相一致。这就说明，细胞内高K＋浓度和安静时膜主要对K＋有通透性，是大多数细胞产生和维持静息电位的主要原因。

细胞膜内外两侧所保持的外正内负状态，称为膜的极化（polarization）。静息电位与极化是一个现象的两种表达方式，它们都是细胞处于静息状态的标志。