細(xì)胞膜私密性改變是指細(xì)胞膜的選擇透過(guò)性發(fā)生了改變,膜上運(yùn)輸離子的載體蛋白、通道蛋白等喪失作用,或則由原先的關(guān)掉狀態(tài)變?yōu)殚_(kāi)放狀態(tài)等等。
細(xì)胞膜私密性的改變,最直接的反例就是生物體內(nèi)激動(dòng)神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)和動(dòng)作電位形成的原理。
產(chǎn)生條件:
1、細(xì)胞膜外側(cè)存在離子含量差,細(xì)胞膜內(nèi)鉀離子含量低于細(xì)胞膜外,而細(xì)胞外鈉離子、鈣離子、氯離子低于細(xì)胞內(nèi),這些含量差的維持借助離子泵的主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)。(主要是鈉-鉀泵的轉(zhuǎn)運(yùn))。
2、細(xì)胞膜在不同狀態(tài)下對(duì)不同離子的私密性不同,比如,安靜時(shí)主要容許鉀離子通透,而去極化到閾電位水平時(shí)又主要容許鈉離子通透。
3、可激動(dòng)組織或細(xì)胞受閾剌激或閾上剌激。
產(chǎn)生原理:
細(xì)胞外鈉離子的含量比細(xì)胞內(nèi)高得多,它有從細(xì)胞內(nèi)向細(xì)胞內(nèi)擴(kuò)散的趨勢(shì),但鈉離子能夠步入細(xì)胞是由細(xì)胞膜上的鈉通道的狀態(tài)來(lái)決定的。
當(dāng)細(xì)胞遭到剌激形成激動(dòng)時(shí)細(xì)胞膜選擇性通透,首先是少量激動(dòng)性較高的鈉通道開(kāi)放,很少量鈉離子順含量差步入細(xì)胞,導(dǎo)致膜外側(cè)的電位差增大,形成一定程度的去極化。
當(dāng)膜電位降低到一定數(shù)值(閾電位)時(shí),都會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞膜上大量的鈉通道同時(shí)開(kāi)放,此時(shí)在膜右側(cè)鈉離子含量差和電位差(內(nèi)負(fù)外正)的作用下,使細(xì)胞外的鈉離子快速、大量地內(nèi)流,造成細(xì)胞內(nèi)正電荷迅速降低,電位大幅上升,產(chǎn)生了動(dòng)作電位的上升支,即去極化。
當(dāng)膜外側(cè)的正電位減小到足以制止鈉離子的進(jìn)一步內(nèi)流時(shí),也就是鈉離子的平衡電位時(shí),鈉離子停止內(nèi)流,而且鈉通道失活關(guān)掉。在此時(shí),鉀通道被激活而開(kāi)放,鉀離子沿著含量梯度從細(xì)胞內(nèi)流向細(xì)胞外,大量的陽(yáng)離子外流造成細(xì)胞膜內(nèi)電位迅速增長(zhǎng),產(chǎn)生了動(dòng)作電位的增長(zhǎng)支,即復(fù)極化。
此時(shí)細(xì)胞膜電位其實(shí)基本恢復(fù)到靜息電位的水平,并且由去極化流入的鈉離子和復(fù)極化流出鉀離子并未各自復(fù)位細(xì)胞膜選擇性通透,此時(shí),通過(guò)鈉鉀泵的活動(dòng)將流入的鈉離子泵出并將流出的鉀離子泵入,恢復(fù)動(dòng)作電位之前細(xì)胞膜外側(cè)這兩種離子的不均衡分布,為下一次激動(dòng)做好打算。