细胞生物电与细胞兴奋性的关系

细胞生物电是细胞兴奋性的物质基础，细胞兴奋性的高低直接取决于静息电位与阈电位之间的差距。差距越小，细胞越容易兴奋；差距越大，细胞越难兴奋。静息电位的数值变化和离子通道状态共同决定了细胞是否具备产生动作电位的能力。

静息电位决定兴奋性的基线水平

1、静息电位与阈电位的差值：差值增大时，刺激需要达到更强程度才能引发动作电位，兴奋性降低；差值减小时，较小刺激即可触发兴奋，兴奋性升高。

2、静息电位绝对值异常增大：常见于细胞外钾离子浓度降低等情况，此时膜电位远离阈电位，兴奋性下降。

3、静息电位绝对值异常减小：常见于细胞外钾离子浓度升高，膜电位靠近阈电位，兴奋性升高，但过度减小可导致钠通道失活，反而使兴奋性丧失。

动作电位反映兴奋性的周期性变化

4、绝对不应期：钠通道处于失活状态，无论给予多大刺激均不能产生新的动作电位，兴奋性视为零。

5、相对不应期：部分钠通道恢复活性，需高于正常阈强度的刺激才能引发兴奋，兴奋性低于正常。

6、超常期：膜电位靠近阈电位，低于正常阈强度的刺激即可引发兴奋，兴奋性高于正常。

7、低常期：膜电位远离阈电位，兴奋性再次低于正常水平。

离子通道状态是兴奋性的分子开关

8、钠通道的三种状态：静息态、激活态、失活态。只有处于静息态的钠通道才能被再次激活，失活态通道必须恢复至静息态后细胞才能再次兴奋。

9、钾通道的作用：钾通道开放促使膜电位复极，影响动作电位时程和兴奋性恢复速度。

10、钙通道的参与：在心肌细胞和平滑肌细胞中，钙通道的激活与失活同样调控兴奋性周期。

证据与数据

中国生理学会发布的生理学教学中明确将“静息电位与阈电位差值”作为衡量兴奋性的核心指标。根据《生理学》教材（人民卫生出版社，第九版）的数据，骨骼肌细胞静息电位约为负九十毫伏，阈电位约为负七十毫伏，两者相差约二十毫伏；当细胞外钾离子浓度由正常值升高至八毫摩尔每升时，静息电位可减小至负七十毫伏左右，此时细胞兴奋性显著升高，但钠通道开始失活，动作电位幅度下降。

病理条件下的兴奋性改变

11、高钾血症：细胞外钾离子浓度升高，静息电位减小，初期兴奋性升高，严重时钠通道失活，兴奋性反而降低甚至消失。

12、低钾血症：细胞外钾离子浓度降低，静息电位增大，兴奋性降低，临床可表现为肌无力。

13、缺血缺氧：ATP生成减少，钠钾泵功能下降，静息电位减小，兴奋性异常。

细胞兴奋性的维持依赖静息电位的稳定和离子通道的正常功能。静息电位与阈电位差值缩小则兴奋性升高，差值增大则兴奋性降低；钠通道失活时兴奋性丧失。临床评估细胞兴奋性时，需结合血钾水平、膜电位状态和离子通道功能综合判断。

常见问题

是。静息电位与阈电位的差距越小，细胞兴奋性越高；差距越大，兴奋性越低。静息电位是兴奋性的基础。

否。轻度高钾血症时兴奋性升高，但严重高钾血症时静息电位过度减小，钠通道失活，兴奋性反而降低甚至消失。

因为钠通道处于失活状态，无法再次激活。此时无论刺激多强，都不能引发新的动作电位，兴奋性为零。

超常期膜电位靠近阈电位，低于正常阈强度的刺激即可引发兴奋，兴奋性高于正常水平。

低钾血症时静息电位绝对值增大，膜电位远离阈电位，细胞兴奋性降低，临床可表现为肌无力。

参考资料

[1] 人民卫生出版社.《生理学》第九版

[2] 中国生理学会.生理学教学指南

[3] 人民卫生出版社.《病理生理学》第九版