细胞在生命活动过程中所伴随的电现象，称为生物电。生物电现象表现形式有:静息电位、局部电位和动作电位。

一、静息电位和动作电位及其产生原理

(一)静息电位

1、概念:细胞处于安静状态时，存在于细胞膜两侧的电位差。表现为膜外为正，膜内为负的极化状态，称为静息电位。(在极化状态的基础上，膜内外电位差进一步增大称为超极化;反之，若膜内外电位差变小或消失称为去极化)。

哺乳动物神经细胞的静息电位，若以膜外为零，则胞内电位的数值为-70mv～-90mv。

2、产生机理:

(1)生物电现象产生的前提条件

①细胞内外离子分布不同，形成细胞内外离子浓度差。细胞内K+、A比细胞外多、细胞外Na+、Cl和Ca2+比细胞内多。

②细胞膜对各种离子的通透性随情况不同而改变。安静时，细胞膜对K+通透性大，对Na+通透性很低，对A几乎不通透。

(2)静息电位的产生

细胞安静时，细胞内K+浓度高/细胞膜对K+通透性大(K+通道开放)，K+顺浓度差大量外流，而膜内的A不能随之外流，由于异性电荷相吸就使膜内负离子停留于膜的内表面一侧，而K+也不能远去就停留在膜的外表面一侧，造成膜外较正膜内较负的极化状态，一直到促进K+外流的K+浓度差与阻止K+外流的电势能差(电场力)达到平衡时，极化状态稳定于一定数值即静息电位。所以，静息电位主要由K+外流形成，静息电位相当于+的电一化学平衡电位。

(二)动作电位

1、概念:当细胞受到阈刺激(或阈上刺激)时，胞膜在静息电位的基础上产生快速的、可逆的可扩布的电位波动的变化，包括去极化和复极化称为动作电位。神经纤维和骨骼肌的动作电位去极和复极非常迅速(几个毫秒)形成尖峰状称锋电位。

动作电位是可兴奋细胞受刺激而兴奋时共有的特征表现，所以动作电位是兴奋的客观标志。神经纤维兴奋时产生的动作电位称为神经冲动。

2、产生原理:

(1)去极相(上升支)的产生

细胞受到刺激→细胞膜使少量Na+内漏→膜电位减小(局部去极化)→静息膜电位减小到某一临界数值(阈电位)→膜上的Na+通道被激活→膜对Na+的通透性突然增大Na顺浓度差大量、快速内流→膜内电位急剧上升(去极化)直到使极化状态逆转即变为膜外为负、膜内为正(反极化超射)。

当膜内正电荷增加到足以对抗由浓度差所造成的a+内流时，达到Na+的平衡电位。(膜内电位可由一70mV变为+30mV)。所以动作电位的上升支是a+内流形成，相当于Na+的电一化学平衡电位。

(2)复极相(下降支)的产生:

Na通道迅速失活→K+通道开放→K+顺浓度差外流→膜内电位迅速下降→直达静息电位水平(复极化)形成复极相的下降支。所以动作电位下降支是由K+外流形成。

(3)细胞内外离子浓度的恢复过程:

复极结束后，膜上的钠钾泵活动加强，在消耗能量的情况下逆浓度差将细胞内过多的Na+“泵”出胞外，同时将胞外过多的K+“泵”入胞内以维持正常的细胞内外K+和Na的浓度差。由于动作电位的曲线很像一个尖峰，所以又叫锋电位。锋电位代表兴奋过程，是兴奋产生和传导的标志。

总之，动作电位的上升支是钠内流形成的，而动作电位的下降支则是钾外流形成的。

极化：安静状态下，细胞膜两侧外正内负的电位差状态。

去极化：在极化基础上，膜内外电位差减小。去极化表示细胞处于兴奋过程。

超极化：膜内外电位差增大，即膜内负电位增大。超极化表示细胞处于抑制。

反极化：膜内电位由负转正，膜外电位由正转负。

复极化：细胞去极化后，向原来极化状态恢复。

动作电位的锋电位值基本上相当于Na+平衡电位。改变膜内外Na+的浓度差，可以改变动作电位的锋值。如果膜外Na+浓度降低，则可使动作电位锋值降低。

3、动作电位的特点有:

(1)全或无性;

(2)可传播性;

(3)脉冲式;

(4)不衰减性。

二、刺激、兴奋和兴奋性

机体所生存的外环境和机体内的内环境经常发生变化，能被机体所感受的环境条件的变化称为刺激。反应是指刺激引起的机体功能活动的改变如肌肉收缩、腺体分泌等，反应有两种形式，即兴奋和抑制。兴奋是指机体感受刺激后由相对静止状态转变为活动状态或活动状态加强，兴奋的本质性变化是发生动作电位。兴奋性是机体感受刺激发生反应的能力或特性，也可以说是机体感受刺激发生动作电位的能力或特性。衡量组织细胞兴奋性高低的指标为刺激阀值，兴奋性与刺激阈值的大小呈反变关系。