动作电位及其产生机制，基础医学课程——生理学<1>

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• 2、动作电位及其产生机制，了解动作电位的传导机制

1、动作电位及其产生机制：基础医学课程——生理学（1）

第一章 绪论

名词解释

1.反 射 在中枢神经系统参与下，机体对内外环境变化所产生的适应性反应。

2.负反馈 反馈信息使控制系统的作用向相反效应转化。

3.正反馈 反馈信息使控制系统的作用不断加强，直到发挥最大效应。

4.内环境 细胞外液是细胞浸浴和生存的环境，以区别于整个机体生活的外环境。

第二章 细胞的基本功能

名词解释

1.易化扩散 水溶性小分子物质在膜结构中特殊蛋白质的“帮助下”，由膜的高浓度一侧向更低浓度一侧的转运。

2.阈 强 度 固定刺激的作用时间和强度－时间变化率于某一适当值，引起组织或细胞兴奋的最小刺激强度。

3.兴 奋 性 可兴奋细胞受刺激后产生动作电位的能力称为兴奋性。

4.阈 电 位 能触发细胞兴奋产生动作电位的临界膜电位。

5.局部反应 可兴奋细胞在受到阈下刺激时并非全无反应，只是这种反应很微弱，不能转化为锋电位，并且反应只局限在受刺激的局部范围内不能传向远处，因此，这种反应称为局部反应或局部兴奋。其本质是一种去极化型的电紧张电位。

问答题

1.简述静息电位的产生机制。

答：（1)由于Na⁺_K⁺泵的活动静息状态下膜内K⁺高于膜外。

（2)细胞膜对K⁺通透性大，对Na⁺通透很低同时对细胞内的负电荷没有通透性。

（3)细胞内K⁺向膜外扩散，最终达电化学平衡，此时的膜电位就是静息电位。

2. 简述动作电位的产生机制。

答：细胞受刺激后，膜上的Na⁺通道开放，Na⁺在很强的电化学驱动力作用下快速由膜外进入膜内，使膜内电位升高，引起膜内外电位倒转，直到相当于Na⁺的平衡电位，形成去极相。随后Na⁺通透性降低，K⁺通道开放K⁺外流，膜内电位下降，形成动作电位的复极相。

3.Na⁺_K⁺泵的作用及生理意义。

答：Na⁺_K⁺泵，又称Na⁺_K⁺依赖性ATP酶，它的基本作用是：当细胞内Na⁺浓度增高或细胞外K⁺浓度增高都会激活此酶，分解ATP，获得能量用以逆浓度差将细胞内的Na⁺泵出细胞外，把细胞外的K*泵入细胞内，从而恢复细胞内外Na⁺、K⁺浓度的正常分布。

Na⁺_K*泵的生理意义在于：①维持细胞内高K⁺状态，这为胞内许多生化反应所必需；②阻止Na⁺及相伴随的水进入细胞，防止细胞肿胀，维持细胞结构的完整性；③最重要的是建立胞内高K⁺、胞外高Na⁺势能储备。此势能储备用于其他耗能过程。

4.何谓继发性主动转运?举例说明。

答：有些物质在逆电化学梯度转运时，所需的能量不是直接来自ATP的分解，而是来自膜内、外的Na⁺浓度势能差；由于造成这种势能差的钠泵活动需要消耗ATP，因此这种靠间接消耗ATP完成物质的逆电化学梯度转运形式称为继发性主动转运。例如肾小管上皮细胞可主动重吸收小管液中的葡萄糖，吸收的动力来自小管液高Na⁺和上皮细胞内液低Na⁺之间的浓度势能，而上皮细胞内的低Na⁺状态是依靠钠泵消耗ATP来维持的，因此，葡萄糖被主动重吸收所需的能量还是间接来自ATP分解。

5.什么是前负荷?它对肌肉收缩有何影响?

答：肌肉在收缩之前所遇到的负荷称为前负荷。它使肌肉在收缩之前具有一定的初长度。在一定范围内，肌肉收缩产生的张力与收缩前肌肉的初长度成正比，超过某一限度，则又呈反变关系。也就是说，在初长度增加的初始阶段，随着初长度的增加，肌张力亦增加；肌肉在最适长度(最适前负荷）时，收缩产生最大张力。再增加初长度，肌张力反而减小，即在肌肉处于最适初长度时若开始等长收缩，则产生的张力最大；若进行等张收缩，则缩短速度快、缩短的程度最大，做功量最多。

6.什么是后负荷?它对肌肉收缩有何影响?

答：后负荷是指肌肉开始收缩之后所遇到的负荷或阻力。当肌肉在有后负荷的条件下进行收缩时，肌肉先产生张力增加，然后再出现长度的缩短。在一定范围内，后负荷越大，产生的张力就越大，且肌肉开始缩短的时间推迟，缩短速度变慢(等张收缩)，且当后负荷增加到某一数值时，肌肉产生的张力达到它的最大限度，此时肌肉完全不缩短，缩短速度等于零（等长收缩）。肌肉收缩时的初速度与后负荷呈反变关系。因此，肌肉只有在适度的后负荷时，才能获得肌肉做功的最佳效果。

2、动作电位及其产生机制，了解动作电位的传导机制

动作电位及其产生机制?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，形成电神经信号（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，我来为大家讲解一下关于动作电位及其产生机制?跟着小编一起来看一看吧!

动作电位及其产生机制

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，形成电神经信号（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。

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）。

动作电位的传导动作电位会产生电流，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。

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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