生物膜的电学性质

生物膜具有相当高的比电阻，由于膜的两侧都是具导电性的电解质溶液，而且膜的厚度很小，又具有相当大的比电容，其值的数量级约为1μF/cm²。可见膜的等效电路和海底电缆的等效电路颇为相似，故常将生物膜的某些电学性质看作电缆来处理，在生理学和生物物理学中常可见到电缆理论这个名词(见“电缆理论”条)。
许多细胞，特别是可兴奋细胞如神经或肌肉细胞的质膜，对不同离子的渗透性有相当大的差别。由于董南平衡，可以比较自由通过细胞膜的离子在细胞内外的浓度是不同的，因而在跨膜两侧形成一个电位差，其值的数量级在10至102mv之间，细胞内相对于细胞外为负。用尖端外径很细的(如<1μm)、内注导电溶液的毛细管插入细胞内，可以直接记录出这种电位差。这类细胞活动时，随着质膜对不同离子渗透性的改变，跨膜两侧的电位差会发生短暂的变化，一般表现为电位绝对值的减小，甚至其极性倒转。在很多例子中，这种电位变化是可以不衰减地扩布，这种现象称为动作电位。描写膜对离子渗透性的改变和动作电位之间关系的经验式最早由Hodgkin（霍奇金）和Huxley（赫胥黎）两人提出，以后常被称为霍奇金一赫胥黎方程式。在非可兴奋细胞中，跨质膜两侧往往也有电位差，但一般无对外界刺激起反应的、快速而可逆的电位变化。
对于细胞内部由生物膜组成的一些管道或封闭的细胞器内外是否存在电位差的问题，由于这些细胞器太小，迄今还无法从他们的内部直接引导电位，但从一些间接的实验结果来推测，至少在某些细胞内结构，如肌浆网系壁内外，也可能存在电位差。