引: 淺析神經(jīng)纖維上興奮的產(chǎn)生和傳導(dǎo)學(xué)科探討 2008-01-26 09:29:30 閱讀312 評論0 字號：大中小 訂閱

神經(jīng)元(神經(jīng)細胞)包括細胞體(胞體)和突起兩部分,突起又分為軸突和樹突.樹突有接受刺激產(chǎn)生興奮的功能,而軸突則具有傳導(dǎo)興奮的功能.神經(jīng)元的軸突或長的樹突以及套在外面的髓鞘叫做神經(jīng)纖維.我們知道,興奮是動物體或者人體的某些組織或細胞感受到外界刺激后,由相對靜止?fàn)顟B(tài)變?yōu)橄鄬钴S狀態(tài)的過程.而興奮的產(chǎn)生和在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)是高中生物學(xué)的一個難點,為此,筆者就興奮在神經(jīng)纖維上的產(chǎn)生和傳導(dǎo)過程以及興奮在神經(jīng)纖維上傳導(dǎo)的特點做一個詳細的闡述.
一、 興奮在神經(jīng)纖維上產(chǎn)生和傳導(dǎo)
科學(xué)家用槍烏賊的巨大神經(jīng)纖維為材料,成功的測量了單個神經(jīng)細胞內(nèi)外的電位差及其變化的情況,證明了生物電存在的事實.這種膜內(nèi)外的電位差稱為膜電位.興奮就是以電信號即神經(jīng)沖動的形式在神經(jīng)纖維上傳導(dǎo)的.
1、 神經(jīng)沖動產(chǎn)生的生理基礎(chǔ)
神經(jīng)沖動的產(chǎn)生,是在神經(jīng)細胞的細胞膜上納—鉀泵和離子通道的作用下,離子的跨膜運輸,從而導(dǎo)致膜內(nèi)外離子濃度的不同,引發(fā)膜電位的產(chǎn)生.
（1）、鈉—鉀泵：鈉—鉀泵實際上是細胞膜上的一種Na+—K+ATP酶.細胞內(nèi)的鈉離子可與該酶結(jié)合,并運出膜外,隨之將鉀離子從膜外運至膜內(nèi),在這一個過程要消耗ATP,故此種運輸方式為主動運輸.每消耗一分子ATP,向細胞膜內(nèi)運輸3個鉀離子,排出2個鈉離子.由于鈉—鉀泵不斷的工作,從而導(dǎo)致細胞內(nèi)液的鉀離子濃度高于細胞外液,而鈉離子則底于細胞外液,使細胞內(nèi)外離子保持著一定的濃度差.
（2）、離子通道：是細胞膜上的專供離子進出細胞的一些跨膜蛋白質(zhì).離子通道上有閘門一樣的開放和關(guān)閉的結(jié)構(gòu),控制離子的跨膜運動,使膜內(nèi)外某些離子的濃度不同.常見的離子通道有鈉離子通道和鉀離子通道,當(dāng)這些通道開啟后,會有大量的鈉離子或鉀離子快速的通過通道進出細胞,此時,離子進出細胞不需要消耗ATP,進出細胞的方式為協(xié)助擴散.
2、靜息電位的產(chǎn)生
我們知道,Na+主要存在于細胞外液而K+主要存在于細胞內(nèi)液.當(dāng)神經(jīng)細胞未受到刺激即處于靜息狀態(tài)時,細胞膜上的鈉離子通道關(guān)閉而鉀離子的通道開放,故鉀離子可從濃度高的膜內(nèi)向低濃度的膜外運動.當(dāng)膜外正電荷達到一定數(shù)量時就會阻止鉀離子繼續(xù)外流.此時,膜外帶正電,膜內(nèi)由于鉀離子的減少而帶負電.這種膜外正電膜內(nèi)負電的電位稱為靜息電位.
3、 動作電位的產(chǎn)生
當(dāng)神經(jīng)細胞受到一定的刺激即處于興奮狀態(tài)時,鈉離子的通道會開放而鉀離子的通道關(guān)閉,故鈉離子可以從濃度高的膜外流向濃度底的膜內(nèi)運動.當(dāng)膜外的鈉離子進入膜內(nèi)的數(shù)量達到一定數(shù)量時就會阻止鈉離子繼續(xù)向膜內(nèi)運動.此時,膜外由于鈉離子的減少表現(xiàn)為負電位,膜內(nèi)表現(xiàn)為正電位.這種外負內(nèi)正的電位稱為動作電位.動作電位是興奮的最主要的表現(xiàn)形式.
4、 動作電位的傳導(dǎo)
當(dāng)神經(jīng)纖維上某一局部受到一定刺激產(chǎn)生動作電位后,鄰近的未受刺激（未興奮）部位仍為膜外正電位,膜內(nèi)負電位.這樣,在膜內(nèi)和膜外的興奮部位和未興奮部位之間均會形成電位差,電位差的出現(xiàn)必然導(dǎo)致電荷的移動,而電荷的移動形成了局部電流.在膜內(nèi)電荷由興奮區(qū)向鄰近的靜息區(qū)流動,在膜外電荷由靜息區(qū)流向興奮區(qū),這樣就形成了局部電流的回路.局部電流回路的作用使鄰近的靜息區(qū)膜電位上升而產(chǎn)生動作電位,該動作電位又會按同樣的方式影響與它鄰近的區(qū)域產(chǎn)生局部電流回路,于是動作電位以局部電流的方式沿神經(jīng)纖維傳導(dǎo).
5、 靜息電位的恢復(fù)
當(dāng)興奮部位刺激未興奮部位產(chǎn)生動作電位后,則興奮部位又恢復(fù)為靜息電位.興奮傳導(dǎo)過后,原先興奮部位的鈉—鉀泵活動增強,將內(nèi)流的鈉離子排出,同時將透出膜外的鉀離子重新移入膜內(nèi),又形成了外正內(nèi)負的靜息電位.
二、 興奮在神經(jīng)纖維上傳導(dǎo)的特點
1、雙向傳導(dǎo)：刺激神經(jīng)纖維上的任何一點,所產(chǎn)生的神經(jīng)沖動均可沿神經(jīng)纖維向兩側(cè)方向傳導(dǎo).
2、生理完整性：興奮在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)要求神經(jīng)纖維在結(jié)構(gòu)和生理機能上都是完整的.當(dāng)神經(jīng)纖維被切斷或用機械壓力、冷凍和化學(xué)藥物等引起局部功能改變時,就會中斷神經(jīng)沖動在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo).
3、非遞減性：神經(jīng)沖動在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)過程不會因為距離的增加而減弱,這是由于神經(jīng)沖動傳導(dǎo)需要的能量來自興奮本身的神經(jīng)所致.
4、絕緣性：由于髓鞘的存在導(dǎo)致神經(jīng)纖維之間是相對絕緣的,它們各自傳導(dǎo)著自身的動作電位而不會影響鄰近的神經(jīng)纖維.
5、相對不疲勞性：與肌肉組織相比,動作電位在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)相對不容易疲勞.例如,在適宜的條件下,用50—100次/s的電脈沖連續(xù)刺激神經(jīng)纖維9—12h,神經(jīng)纖維仍保持著傳導(dǎo)神經(jīng)沖動的能力.
(注:本文發(fā)表于)
簡述神經(jīng)纖維傳導(dǎo)興奮的特征：
(1)生理完整性：興奮在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo),要求神經(jīng)纖維在結(jié)構(gòu)和功能上保持完整.(2)絕緣性：神經(jīng)干內(nèi)的每條神經(jīng)纖維之間相互絕緣,在傳導(dǎo)興奮時互不干擾.(3)雙向性：神經(jīng)纖維上任何一點產(chǎn)生的興奮可同時向兩端傳導(dǎo).(4)相對不疲勞性：神經(jīng)纖維可以長時間高頻率的傳導(dǎo)興奮.
神經(jīng)肌肉接頭處的興奮傳遞
1.神經(jīng)肌肉接頭處的結(jié)構(gòu) (圖)
接頭前膜
接頭后膜(即終板膜)
接頭間隙
2.神經(jīng)肌肉接頭處興奮的傳遞過程
AP→接頭前膜Ca2+通道開放→Ca2+內(nèi)流→囊泡移動,融合→出胞作用→Ach釋放→ACh與后膜N-型ACh受體結(jié)合,通道開放→Na+內(nèi)流→終板電位→肌膜Na+通道開放→AP
終板電位及微終板電位
Ach的釋放:量子式釋放
Ach的滅活:膽堿脂酶(被新斯的明抑制)
N-型受體阻斷劑:箭毒,á-銀環(huán)蛇毒
3,神經(jīng)肌肉接頭處興奮傳遞的特征
a,單向傳遞
b,時間延閣
c,易受環(huán)境因素變化的影響
d,是1對1的傳遞
興奮在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)過程：興奮傳導(dǎo)過程：刺激→膜電位變化→電位差→電荷移動→局部電流
1.完整性：神經(jīng)纖維只有其結(jié)構(gòu)和功能完整時才能傳導(dǎo)興奮
2.絕緣性：一根神經(jīng)干內(nèi)含有許多神經(jīng)纖維,但多條纖維同時傳導(dǎo)興奮時基本上互不干擾,其主要原因是細胞外液對電流的短路作用,使局部電流主要在一條神經(jīng)纖維上構(gòu)成回路
3.雙向性：用電刺激某一神經(jīng),神經(jīng)纖維引發(fā)的沖動可以沿雙向傳導(dǎo)
4.相對不疲勞性：在適宜條件下,連續(xù)電刺激神經(jīng),神經(jīng)纖維仍能長時間保持其傳導(dǎo)興奮能力