细胞跨膜电位的理论

我们给出了用细胞内和细胞外离子浓度表示的细胞跨膜电位的显式公式，并基于简单的能量考虑和守恒律推导了流经通道、交换体和生电泵的离子电流方程。我们证明了泵所做的功等于细胞的势能加上由于离子经通道和交换体顺势流下所造成的能量损失。我们的方程预测了渗透压的变化。该理论在一个心脏起搏器中自发活动细胞的简单模型中得到说明。模拟的动作电位和模型中的五种电流与实验符合极好。该模型预测了实验观测到的细胞内钾、钙和钠的离子浓度。在长时间模拟中我们未看到浓度值的任何漂移，相反，从相等的细胞内和细胞外离子浓度出发我们也能得到相同的渐近值。