学生提问 | 为什么维持静息电位会消耗能量？

经典高考题中有一个正确选项是：静息电位的维持需要消耗细胞代谢产生的能量。

学生知道，静息电位的形成依赖于钾离子外流（协助扩散），不需要消耗能量。学生也能理解，当动作电位发生后，恢复静息电位，需要钠钾泵调整内外钠钾离子浓度差。

但是，如果不发生动作电位，一直维持静息，为什么还需要消耗能量？

1 静息电位如何形成？

静息电位的形成机制是K+外流，表现为内负外正。

K+浓度差驱动K+外流，内外电位差阻止K+外流。当浓度差和电位差的影响相当时，便形成静息电位。

如果一直保持在这个状态不动，怎么会消耗能量呢？

2 静息电位为何难以维持？

形成静息电位后，立刻关闭所有通道蛋白，不行吗？

奈何，有一类渗漏型离子通道，他家大门常打开。就像成都的老字号面馆八宝海味，这家店24小时营业，连门都不需要装了。

渗漏型离子通道包含钾漏通道和钠漏通道。在形成静息电位后，钠漏通道依然开放。此时的Na+在浓度差的驱动下应该内流，在内外电位差的作用下也应该内流。于是，少量Na+顺着钠漏通道进入细胞，即Na+内流。

Na+内流后，原来静息电位的内外电位差变小，K+的平衡状态被打破。电位差的驱动力小于K+浓度差的驱动力，顺着钾漏通道少量K+外流。

于是，为了维持原来的静息电位，需要保持内外钠钾离子浓度差。这就需要用到钠钾泵进行反向运输，即Na+向外运输，K+向内运输。这个过程为主动运输，需要消耗能量。

因此，问题出在钠漏通道和钾漏通道没法关闭，需要钠钾泵默默负重前行，才能让静息电位看起来毫不费力。