神經科學|神經元膜電位

2021-01-21 優術康源繼教平臺

歡迎來到「2分鐘神經科學」！在這裡我會用不到2分鐘的時間，簡單講解一下神經學知識。本期，我來說說「膜電位」。

膜電位是指神經元內外的電位差。這是神經元的細胞膜。它將細胞膜的內部與外部環境分開。我們說這是神經元的內部，這是神經元的外部。電荷的差異是由於膜內外離子的聚集而產生的。離子是失去或得到電子的原子，因此帶有正電荷或負電荷。

人體內存在多種離子，其中幾種在神經元的膜電位中起重要作用。有帶正電荷的鈉離子，（用這些藍色的圓圈表示），帶負電荷的氯離子，（用這些綠色的圓圈表示）。當神經元處於靜止狀態時，鈉離子和氯離子在細胞外更為普遍。也有帶正電的鉀離子，（用這些黃色的圓圈表示），還有各種帶負電的離子，通常被稱為有機陰離子，（用這些灰色的圓圈表示）。（陰離子就是帶負電的離子的簡稱）。當神經元處於靜止狀態時，鉀離子和有機陰離子在細胞內更為普遍。在靜止狀態下，神經元內部的負電荷比外部多，導致一個神經元的靜息膜電位約為-70mV。

維持這種電位的一種方法是通過一種稱為鈉-鉀泵的機制。這是一種轉運蛋白，它利用能量不斷地將三個鈉離子泵出細胞，同時將兩個鉀離子泵入細胞。由於泵出的正離子比泵入的多，這有助於保持膜電位為負。

與其它離子不同的是，鉀離子很容易通過離子通道穿過細胞膜，離子通道是一種跨膜蛋白，允許離子通過。鉀離子會從神經元中釋放出來，直到它達到平衡狀態——當能量不再將鉀離子向一個方向或另一個方向推動。此時神經元的膜電位約為-65~-70mV，稱為靜息膜電位。

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