細胞膜電活動實際上就是細胞膜內外離子的運動而產生的電位差。細胞膜電活動是細胞的一個生理特性，與細胞收縮，興奮傳導等密切相關。
基本介紹
- 中文名：細胞膜電活動
- 含義：膜內外離子的運動而產生的電位差
- 性質：是細胞的一個生理特性
- 產生原因：細胞收縮，興奮傳導等
化學組成,通過方式,電活動周期,形成過程,形成機制,動作電位特性,可傳播性,復極,
化學組成
細胞膜組成成分：細胞膜主要由以下3大類物質組成1）膜脂包括磷脂、膽固醇、糖脂，每個動物細胞質膜上約有109個脂分子，即每平方微米的質膜上約有5x106個脂分子。 （2）膜蛋白 細胞膜蛋白質（包括酶）膜蛋白質主要以兩種形式同膜脂質相結合：分內在蛋白和外在蛋白兩種。內在蛋白以疏水的部分直接與磷脂的疏水部分共價結合，兩端帶有極性，貫穿膜的內外；外在蛋白以非共價鍵結合在固有蛋白的外端上，或結合在磷脂分子的親水頭上。如載體、特異受體、酶、表面抗原。占20%～30%的表面蛋白質（外周蛋白質）以帶電的胺基酸或基團——極性基團與膜兩側的脂質結合；占70%～80%的結合蛋白質（內在蛋白質）通過一個或幾個疏水的α-螺旋（20～30個疏水胺基酸吸收而形成，每圈3.6個胺基酸殘基，相當於膜厚度。相鄰的α-螺旋以膜內、外兩側直鏈肽連線）即膜內疏水羥基與脂質分子結合。理論上，鑲嵌在脂質層中的蛋白質是可以橫向漂浮移位的，因而該是隨機分布的；可實際存在著的有區域性的分布；（這可能與膜內側的細胞骨架存在對某種蛋白質分子局限作用有關），以實現其特殊的功能：細胞與環境的物質、能量和信息交換等。（Frye和Edidin1970年用發紅光的鹼性芯香紅標記人細胞同用發綠光螢光素標記膜蛋白抗體標記離體培養的小鼠細胞一起培養，然後使它們融合，從各自分布，經過37℃40min後變為均勻分布。光致漂白螢光恢復法，微區監測） 細胞膜上存在兩類主要的轉運蛋白，即：載體蛋白（carrier protein）和通道蛋白（channel protein）。載體蛋白又稱做載體（carrier）、通透酶（permease）和轉運器（transporter），能夠與特定溶質結合，通過自身構象的變化，將與它結合的溶質轉移到膜的另一側，載體蛋白有的需要能量驅動，如：各類APT驅動的離子泵；有的則不需要能量，以自由擴散的方式運輸物質，如：纈氨酶素。通道蛋白與與所轉運物質的結合較弱，它能形成親水的通道，當通道打開時能允許特定的溶質通過，所有通道蛋白均以自由擴散的方式運輸溶質。 （3）膜糖 膜糖和糖衣：糖蛋白、糖脂 細胞膜糖類主要是一些寡糖鏈和多糖鏈，它們都以共價鍵的形式和膜脂質或蛋白質結合，形成糖脂和糖蛋白；這些糖鏈絕大多數是裸露在膜的外面（非細胞質）一側的。（多糖-蛋白質複合物，細胞外殼cell coat）單糖排序上的特異性作為細胞或蛋白質的“標誌、天線”—抗原決定簇（可識別，與遞質、激素等結合。ABO血型物質即鞘氨醇上寡糖鏈不同。131AA+100糖殘基）。
通過方式
離子通過細胞膜的方法：離子通過細胞膜的方法途徑很多。但細胞膜對無機離子的跨膜運輸有被動運輸（順離子濃度梯度）和主動運輸（逆離子濃度梯度）兩種方式。被動運輸的通路稱離子通道，主動運輸的離子載體稱為離子泵。生物膜對離子的通透性與多種生命活動過程密切相關。例如，感受器電位的發生，神經興奮與傳導和中樞神經系統的調控功能，心臟搏動，平滑肌蠕動，骨骼肌收縮，激素分泌，光合作用和氧化磷酸化過程中跨膜質子梯度的形成等。主要參與離子：K+ Na+ Cl- Ca2+ 等（因靜息時細胞膜對K+通透性最大，故K+最主要）
電活動周期
靜息電位：靜息電位及形成原理：靜息電位產生的基本原因是離子的跨膜擴散，和鈉- 鉀泵的特點也有關係。細胞膜內K+濃度高於細胞外。安靜狀態下膜對K+通透性大， K+順濃度差向膜外擴散，膜內的蛋白質負離子不能通過膜而被阻止在膜內，結果引起膜外正電荷增多，電位變正；膜內負電荷相對增多，電位變負，產生膜內外電位差。這個電位差阻止K+進一步外流，當促使K+外流濃度差和阻止K+外流的電位差這兩種相互對抗的力量相等時，K+外流停止。膜內外電位差便維持在一個穩定的狀態，即靜息電位。
動作電位
形成過程
≥閾刺激→細胞部分去極化→Na+少量內流→去極化至閾電位水平→Na+內流與去極化形成正反饋（Na+爆發性內流）→基本達到Na+平衡電位（膜內為正膜外為負，因有少量鉀離子外流導致最大值只是幾乎接近鈉離子平衡電位）（形成動作電位上升支）。
膜去極化達一定電位水平→Na+內流停止、K+迅速外流（形成動作電位下降支）。
形成機制
動作電位上升支——Na+內流所致。
動作電位的幅度決定於細胞內外的Na+濃度差，細胞外液Na+濃度降低動作電位幅度也相應降低，而阻斷Na+通道（河豚毒）則能阻礙動作電位的產生。
動作電位下降支——K+外流所致。
動作電位時細胞受到刺激時細胞膜產生的一次可逆的、可傳導的電位變化。產生的機制為①閾刺激或閾上刺激使膜對Na+的通透性增加，Na+順濃度梯度及電位差內流，使膜去極化，形成動作電位的上升支。②Na+通道失活，而 K+通道開放，K+外流，復極化形成動作電位的下降支。③鈉泵的作用，將進入膜內的Na+泵出膜外，同時將膜外多餘的 K+泵入膜內，恢復興奮前時離子分布的濃度。離子通道的特徵
例如鈉離子通道，在靜息時它是關閉並且是可激活的。當去極化到一特定值時就會引起其構象的改變，成為打開狀態。但是離子通道卻不會持續停留在開放狀態，它會在幾毫秒內關閉。這是通過膜上一蛋白質的失活域的活動實現的，這個失活域會像塞子一樣堵住離子通道。離子通道這種狀態被稱為關閉並失活的。過渡狀態關閉但可激活的只有在完全復極化後才可能出現，而開放可激活的狀態是在簡單模型中不可能實現的。(文獻中也寫道，一個關閉並失活的通道在復極過程中首先短時間內還是開放狀態，然後才改變構象直接成為關閉但可激活的。再次激活只能發生在完全復極之後，在去極化的細胞膜中不可能存在著過渡狀態開放並失活的)。
當然，並不是所有的通道在電位到達一定值之時全部打開。更可能的是，通道的處於某種狀態的機率是與電壓相關的。而當閾電位出現時，大部分的通道便會開放，上述的模型便能很好的描述這種狀態。
而狀態之間過渡所需的時間也是因通道而異的。鈉通道從關到開發生在2毫秒之內，而鉀通道則要10毫秒。
除了電壓外，還有其他開關通道的機制,如化學門控通道。對動作電位來說，有兩種值得一提。一種是與內向整流性鉀通道 Kir有關，這種通道是不可調控的。但卻有一些帶正電的小分子如精素，能夠在去極化到一定程度時堵塞通道孔。另一種機制與鉀通道有關，當細胞間的鈣離子與它結合後會開放。
動作電位特性
刺激強度未達到閾值，動作電位不會發生；刺激強度達到閾值後即可出發動作電位，而且其幅度立即達到該細胞該細胞動作電位的最大值，也不會隨刺激強度的繼續增強而隨之增大。
可傳播性
動作電位產生後，並不局限於受刺激局部，而是延質膜迅速向周圍傳播直至整個細胞都依次產生一次動作電位，而且動作電位在同一細胞上的傳播是不衰減的，其幅度和波形始終保持不變。
復極
興奮細胞在除極之後，由於K+的外流使膜電位再次轉變為外正內負，恢復到靜息狀態即靜息電位水平以上。這一過程稱復極效應。
以上就是一個周期·
