靜息電位
細胞在安靜狀態時,正電荷位於膜外一側(膜外電位為正),負電荷位於膜內一側(膜內電位為負,)這種狀態稱為極化。如果膜內外電位差增大,即靜息電位的數值向膜內負值加大的方向變化
時,稱為超極化。相反地,如果膜內外電位差減小,即膜內電位向負值減小的方向變化,則稱為去極化或極化。一般神經纖維的靜息電位如以膜外電位為零,膜內電位為-70~-90mv。靜息電位是由於細胞內K+出膜,膜內帶負電,膜外帶正電導致的 。動作電位
當細胞受刺激時,在靜息電位的基礎上可發生電位變化,這種電位變化稱為動作電位。動作電位的波形可因記錄方法不同而有所差異以微電極置於細胞內,記錄到快速、可逆的變化,表現為鋒電位;鋒電位代表細胞興奮過程,是興奮產生和傳導的標誌。 鋒電位在示波器上顯示為灰銳的波形,它可分為上升支和一個下降支。上升支先是膜內的負電位迅速降低到零的過程,稱為膜的去極化(除極),接著膜內電位繼續上升超過膜外電位,出現膜外電位變負而膜內電位變正的狀態,稱為反極化。下降支是膜內電位恢復到原來的靜息電位水平的過程,稱為復極化。鋒電位之後到完全恢復到靜息電位水平之前,還有微小的連續緩慢的電變化,稱為後電位。 心肌細胞的生物電現象和神經纖維、骨骼肌等細胞一樣,包括安靜時的靜息電位和興奮時的動作電位,但有其特點。心肌細胞安靜時,膜內電位約為-90mv。心肌細胞靜息電位形成的原理基本上和神經纖維相同。主要是由於安靜時細胞內高濃度的k﹢向膜外擴散而造成的。當心肌細胞接受刺激由靜息狀態轉入興奮時,即產生動作電位。其波形與神經纖維有較大的不同,主要特徵是復極過程複雜,持續時間長。心肌細胞的某一點受刺激除極後,立即向四周擴散,直至整個心肌完全除極為止。已除極處的細胞膜外正電荷消失,未除極處的細胞膜仍帶正電而形成電位差。除極與未除極部位之間的電位差,引起局部電流,由正極流向負極。復極時,最先除極的地方首先開始復極,膜外又帶正電,再次形成復極處與未復極處細胞膜的電位差,又產生電流。如此依次復極,直至整個心肌細胞的同時除極也可以看成許多電偶同時在移動,不論它們的強度和方向是否相同,這個代表各部心肌除極總效果的電偶稱為等效電偶。心臟的結構是一個立體,它除極時電偶的方向時刻在變化,表現在心電圖上,是影響各波向上或向下的主要原因。由於各部心肌的大小、厚薄不同,心臟除極又循一定順序,所以心臟除極中,等效電偶的強度時刻都在變化。它主要影響心電圖上各波的幅度。人體是一個容積導體,心臟居人體之中,心臟產生的等效電偶,在人體各部均有它的電位分布。在心動周期中,心臟等效電偶的電力強度和方向在不斷地變化著。身體各種的電位也會隨之而不斷變動,從身體任意兩點,通過儀器(心電圖機)就可以把它描記成曲線,這就是心電圖。 隨著分子生物學和膜的超微結構研究的進展,人們更試圖從膜結構中某些特殊蛋白和其他物質的分子構型的改變,來理解膜的通透性能的改變和生物電的產生,這將把生物電現象的研究推進到一個新階段。