正电荷多了不应该内外电势差加大吗


这是一个好问题,我在高中的时候也想了很久才想明白的。

首先明确:静息下,神经细胞质膜上的钾离子通道是打开的,且钾离子泄漏速度应大于钠钾泵转运速率。

因此对于钾离子的扩散存在物理化学平衡

K+(i)== K+(o) △G=0

i与o分别是胞内、外。以o、i简记外、内浓度。

由能斯特方程:△G=zEF+RTln(o/i)

在此情况下,E描述的是膜两侧的电势差(直观起见,膜外-膜内,为正数)。应该考虑到细胞膜附近的K+浓度对E有贡献。

可以近似认为E与K+浓度差呈一阶线性关系。

E=E0+k(o-i)

k为一常系数。

胞外K+浓度o是因变数,因此可以联立两个方程得到如下形式

i+Alni+B=0

其中A=RT/zFk, B=-E0/k-Alno-o

对o求偏导

?i/?o+A/i ?i/?o-A/o-1=0

?i/?o=(1+A/o)/(1+A/i)

i&>o,A&>0

所以,?i/?o&>1

?E/?o&<0

随著胞外K+提升,膜电位差的绝对值减小。

原因是胞外的K+也会扩散进胞内,且胞内K+浓度升高地更快,从而升高胞内电位,降低电位差绝对值


不请自来,刚刚本来一直想不通来知乎搜到了这个问题了,现在想通了,来答一下。

首先有个两个背景知识:第一,就是细胞内液K+浓度是细胞外液的30倍,浓度差。第二,安静状态下,细胞对各种离子通透性以K+最高(相较于Na+,主要因为细胞膜中存在持续开放的非门控钾通道),所以把K+的平衡电位看作静息电位,也就是有那句经典名言,K+离子外流造成静息电位。

浓度差——>电位差(浓度差造成了电位差)具体原因如下第二点

细胞外液K+浓度升高,导致了细胞内外浓度差减少了,K+外流减少了,进而电位差就减少了,于是平衡电位就减少了。

有什么问题,要提出来啊!这也只是我得看法而已。感兴趣的话我想强推下我公众号Newpowering,有什么想法一起交流啊。


简单来说,静息下钾通道开放,会自动达到内外电化学平衡。所以外面多了的时候就会让更多的钾进入细胞使得内部的电荷增加。而进入细胞这部分钾对于胞外的全部钾来说只占很小一部分。所以胞外基本不变,这么一来电势就减少了。


细胞膜静息电位是钾平衡电位。胞内钾浓度是胞外钾的39倍。如果胞外钾升高,胞内外钾浓度差变小,所以膜电位降低


搞明白三点就ok了:

1.实际细胞内外的离子浓度差是怎样的?

细胞内高钾(胞内钾离子浓度是胞外钾离子浓度的30倍),细胞外高钠(胞外钠离子浓度是胞内的12倍)

2.跨膜电势差(即电位差)怎么产生的?

无论是静息还是产生动作电位,细胞最终需要回到一个平衡电位,而平衡电位是电位差驱动力与浓度差驱动力相等时的跨膜电位差,即浓度差大时,相应的,电位差驱动力也会加大。

3.胞外钾离子浓度高时,胞内外钾离子浓度差怎么变化?电位差?

根据1,胞内外浓度差减小,既然浓度差减小,根据2,电位差也减小。

思路如上,若有不对还请指正。


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