静息电位,又称为静息膜电位,是指细胞在未受刺激状态时存在于细胞膜两侧的电位差。这一概念在神经科学和生理学中占有极其重要的地位,是理解细胞如何接收和传递信号的基础。
通常情况下,静息电位表现为细胞内部带负电荷而细胞外部带正电荷的状态,即外正内负,而非题目中的“外负内正”。这种电位差主要是由于细胞内外离子浓度梯度以及细胞膜对不同离子的选择性通透性所导致的。具体而言,细胞膜主要允许钾离子(K⁺)和氯离子(Cl⁻)自由通过,而不允许钠离子(Na⁺)和钙离子(Ca²⁺)自由通过。在静息状态下,细胞膜上的钠-钾泵(Na⁺/K⁺ ATP酶)持续工作,将3个钠离子排出细胞外,同时将2个钾离子摄入细胞内,这一过程消耗能量并维持了细胞内外离子浓度的不平衡状态。此外,细胞膜上带负电荷的大分子(如蛋白质)无法自由穿过细胞膜,进一步增加了细胞内部的负电性。
静息电位的数值因不同的细胞类型而异,但大多数动物细胞的静息电位在-40mV至-90mV之间波动。神经元和肌肉细胞的静息电位通常接近于-70mV。当细胞受到刺激时,细胞膜对特定离子的通透性会发生变化,从而引发动作电位,这是神经冲动传导的基础。动作电位的发生标志着细胞从静息状态转变为兴奋状态的过程。
总之,静息电位对于细胞的功能至关重要,它不仅为细胞提供了基本的电化学环境,还为细胞对外界刺激作出反应奠定了基础。通过研究静息电位及其调控机制,科学家们能够更深入地理解细胞信号转导过程,并为治疗各种神经系统疾病提供新的思路。