去极化

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在生物学中,去极化或次极化是细胞内的一种变化,在此期间细胞的电荷分布发生变化,导致细胞内的负电荷比细胞外少。去极化对于许多细胞的功能、细胞间的通讯以及生物体的整体生理学都是必不可少的。 高等生物中的大多数细胞都维持着相对于细胞外部带负电的内部环境。这种电荷差异称为细胞膜电位。在去极化过程中,电池内部的负电荷暂时变得更正(负更少)。这种从负膜电位到更正膜电位的转变发生在几个过程中,包括动作电位。在动...

去极化

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生物学中,去极化或次极化是细胞内的一种变化,在此期间细胞的电荷分布发生变化,导致细胞内的负电荷比细胞外少。 去极化对于许多细胞的功能、细胞间的通讯以及生物体的整体生理学都是必不可少的。

高等生物中的大多数细胞都维持着相对于细胞外部带负电的内部环境。 这种电荷差异称为细胞膜电位。 在去极化过程中,电池内部的负电荷暂时变得更正(负更少)。 这种从负膜电位到更正膜电位的转变发生在几个过程中,包括动作电位。 在动作电位期间,去极化非常大,以至于细胞膜上的电位差会短暂地反转极性,细胞内部会带正电。

电荷的变化通常是由于钠离子流入细胞而发生的,尽管它可以由任何种类的阳离子流入或任何种类的阴离子流出介导。 去极化的反面称为超极化。

术语去极化在生物学中的使用不同于它在物理学中的使用,在物理学中它指的是任何形式的极性( 即任何电荷的存在,无论是正电荷还是负电荷)变为零值的情况。

去极化有时被称为次极化(与超极化相反)。

生理学

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去极化过程完全取决于大多数细胞的固有电学性质。 当细胞处于静止状态时,细胞会保持所谓的静息电位。 几乎所有细胞产生的静止电位导致细胞内部与细胞外部相比具有负电荷。 为了维持这种电不平衡,称为离子的微观带正电和带负电的粒子被传输穿过细胞的质膜。 离子跨质膜的运输是通过嵌入细胞质膜中的几种不同类型的跨膜蛋白完成的,这些跨膜蛋白充当离子进出细胞的途径,例如离子通道,钠钾泵, 和电压门控离子通道。

静息电位

在细胞去极化之前,必须在细胞内建立静息电位。 细胞可以通过多种机制建立静息电位,但是许多细胞都遵循一种典型的产生静息电位的模式。 细胞使用离子通道、离子泵和电压门控离子通道在细胞内产生负静息电位。 然而,在细胞内产生静息电位的过程也会在细胞外创造一个有利于去极化的环境。 钠钾泵主要负责优化细胞内部和外部的去极化条件。 通过每两个带正电的钾离子 (K+) 泵入细胞,将三个带正电的钠离子 (Na+) 泵出细胞,不仅建立了细胞的静息电位,而且通过增加 细胞外钠浓度增加,细胞内钾浓度增加。 尽管细胞内钾和细胞外钠过量,但产生的静息电位使质膜中的电压门控离子通道保持关闭,从而防止泵过质膜的离子扩散到某个区域 浓度较低。 此外,尽管带正电荷的钾离子浓度很高,但大多数细胞都含有内部成分(带负电荷),这些成分会积累以建立负内电荷。

去极化

在细胞建立静息电位后,该细胞具有去极化的能力。 在去极化过程中,膜电位迅速从负变为正。 为了在细胞内部发生这种快速变化,必须沿着细胞的质膜发生几个事件。

去极化

当钠钾泵继续工作时,电压门控钠通道和通道在细胞处于静息电位时关闭,响应电压的初始变化而打开。 当钠离子冲回细胞时,它们会为细胞内部增加正电荷,并将膜电位从负变为正。 一旦细胞内部变得更加正电荷,细胞的去极化就完成了,通道再次关闭。

复极化

细胞去极化后,它会经历一次内部电荷的最终变化。

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  1. 去极化
  2. 生理学
  3. 静息电位
  4. 去极化
  5. 复极化

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