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了解动作电位的传导机制

时间:2020-10-23 / 作者:胖头鱼 / 分类:运动康复,预发布 / 浏览次数:38次 / 0个评论 发表评论

动作电位是指人体神经细胞和肌肉细胞在受到刺激时产生的电压波动。动作电位带来的电压波动会在短时间内引发电位差,并产生电流。电流会在神经元之间和肌肉细胞间进行传导,形电神经信号(神经冲动)和肌肉电信号。人体动作的产生、控制和结束高度依赖于这一套传导机制。

神经元(神经细胞)

动作电位是怎么产生的


动作电位最初是由中枢神经产生的。正常情况下,神经元(神经细胞)的内部和外部之间会有一个内低外高的电位差,电压为-80mV左右。产生这个电位差的原因是:细胞膜的通透状况刚好可以让带有正电的钾离子渗出,而细胞外体积较大的带正电的钠离子又不能渗入,于是让细胞内外出现电位差。当中枢神经将要发出神经信号时,相关神经元会首先出现细胞膜通透性的改变(变大),使细胞膜外带有正电的钾离子和纳离子一股脑进入细胞内部,于是产生一个内高外低的、100mV左右的电位差,这个电位差就被称为动作电位。
动作电位并不能一直保持:产生动作电位后,细胞内的钠泵会立刻将钠离子泵出,细胞膜会再次改变通透性(变小),然后再经历一次钾离子渗出的过程,使细胞电位差恢复如初(静息电位)。

动作电位的产生

动作电位的传导


产生动作会产生电流,但仅仅是一个局部有效的电流。电流可以在细胞间传递,甚至跨细胞传播也是可以的,但由于电流会逐步衰减,如果是跨细胞传递,不足以引起远端细胞的兴奋。事实上,动作电位的传递过程有点像多米诺骨牌:产生动作电位的细胞将电刺激传给相邻细胞,相邻细胞受到刺激后也迅速通过细胞膜通透性的改变和正电离子的渗透产生电位差和电流,然后再将电刺激传给下一个细胞,如此循环,像多米诺骨牌那样每次传递都是一个新的开始,直到电信号被传至神经末稍的肌肉组织和其他效应器。
电信号的传递虽然很迅速,但却会有衰减。为了避免衰减,每个细胞受到刺激后就会产生新的动作电位。细胞如果想要产生新的、足以刺激其他细胞的动作电位,依然需要有一个改变细胞膜通透性、正电离子渗出的过程,这个过程大概需要1-2ms。正因为如此,神经传导往往会滞后,人体的反应速度也因此很难达到100ms以内。

多米诺骨牌

动作电位传导的特点


神经元之间的动作电位传导具有如下特点:
1、双向传导:动作电位可以由末稍传至中枢,也可由中枢传至末稍。2、不衰减:每个神经细胞都会产生新的动作电位,电信号在传递过程中不会有衰减。3、绝缘性:由于神经纤维有髓鞘包裹,不会传至神经系统以外。4、存在“不应期”:在动作电位消失并恢复到静息状态的过程中,细胞对新的刺激不会有响应,这个阶段称为不应期(就像倒掉的多米诺骨牌不能再撞倒其他骨牌一样)。
肌肉细胞间的动作电位传导具有如下特点:
1、化学传递:神经元与肌肉细胞间的电信号通过化学递质进行传递。2、一对一关系:一个神经元控制一个运动单元,一次神经元兴奋引起一次肌肉细胞兴奋。3、单向传递:兴奋只能由神经元传向肌肉细胞,而不能反向传导。4、时间延迟:神经元与肌肉细胞之间的化学递质传递会有较多延迟。

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