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興奮在同一細胞上的傳導原理

  可興奮細胞的特征之一,是它任何一個部位的膜所產(chǎn)生的動作電位,都可沿著細胞膜向周圍傳播,使整個細胞的膜都經(jīng)歷一次與被刺激部位同樣的跨膜離子移動,表現(xiàn)為動作電位沿整個細胞膜的傳導。例如,一條槍烏賊的無髓神經(jīng)纖維的某一小段,因受到足夠強的外加刺激而出現(xiàn)了動作電位,即該處出現(xiàn)了膜兩側(cè)電位的暫時性倒轉(zhuǎn),由靜息時的內(nèi)負外正變?yōu)閮?nèi)正外負,但和該段神經(jīng)相鄰接的神經(jīng)段仍處于安靜時的極化狀態(tài);由于膜兩側(cè)的溶液都是導電的,于是在已興奮的神經(jīng)段和與它相鄰的未興奮的神經(jīng)段之間,將由于電位差的存在而有電荷移動,稱為局部電流。它的運動方向是:在膜外的正電荷由未興奮段移向已興奮段,而膜內(nèi)的正電荷則由己興奮段移向未興奮段。這樣流動的結(jié)果,是造成未興奮段膜內(nèi)電位升高而膜外電位降低,亦即引起該處膜的去極化;當膜的去極化達到閾電位水平時,就會大量激活該處的Na+通道而導致動作電位的出現(xiàn)。所謂動作電位的傳導,實際是已興奮的膜部分通過局部電流“刺激”了未興奮的膜部分;使之出現(xiàn)動作電位。這樣的過程在膜表面連續(xù)進行下去,就表現(xiàn)為興奮在整個細胞上的傳導。

  在有髓神經(jīng)纖維上,由于構(gòu)成髓鞘的脂質(zhì)是不導電或不允許帶電離子通過的。只有在髓鞘暫時中斷的朗飛結(jié)處,軸突膜才能和細胞外液接觸,使跨膜離子移動得以進行。因此,當有髓纖維受到外來刺激時,動作電位只能在鄰近刺激點的朗飛結(jié)處產(chǎn)生,局部電流也只能在相鄰的朗飛結(jié)之間形成。因此,動作電位的傳導表現(xiàn)為跨過每寸段髓鞘而在相鄰的朗飛結(jié)處相繼出現(xiàn),這稱為興奮的跳躍式傳導。跳躍式傳導時的興奮傳導速度,顯然要比無髓纖維或一般肌細胞的傳導速度快得多,而且還是一種“節(jié)能”的傳導方式。

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