3.动作电位的传导
动作电位的特征之一就是它的可传导性(conduction),即细胞膜任何一处兴奋时,它所产生的动作电位可传播到整个细胞。
动作电位传导的机制可用局部电流学说来解释。如图2-3所示,对于一段无髓鞘纤维,当膜的某一点受到刺激产生动作电位时,该点的膜电位即倒转为内正外负,而邻近未兴奋部位仍维持内负外正的极化状态,于是,兴奋部位和邻近未兴奋部位之间,将由于电位差产生局部电流。局部电流在膜外由未兴奋部位流向兴奋部位,在膜内电流方向则相反。这种局部电流构成了对邻近未兴奋部位膜的刺激,而导致兴奋的阈电位水平一般都很低,这种刺激足以使邻近兴奋部位产生动作电位。与此同时,原兴奋部位开始复极化,兴奋也就由原兴奋部位传至其邻近部位。这一过程在细胞膜是连续进行下去,表现动作电位不断向前传导,直到传遍整个细胞。
上述动作电位传导机制虽然以无髓鞘纤维为例,但动作电位在其他可兴奋细胞的传导,基本上遵循同样的原理,比较特殊的是有髓鞘纤维的传导。有髓鞘纤维被多层较厚的髓鞘所包裹,每段髓鞘间有一个称为郎飞结的低阻抗区,动作电位产生后,局部电流是由一个郎飞结到邻近郎飞结的,因此,有髓鞘纤维动作电位的传导方式是跳跃的。这种传导方式大大地加快了兴奋的传导速度。
在神经纤维上传导的动作电位,习惯上称为神经冲动。对神经冲动的进一步观察表明,它具有以下特征:①生理完整性。神经传导首先要求神经纤维在结构和生理功能上都是完整的。由于一些原因(如纤维切断、机械压力、冷冻、电流、化学药品作用等)致使神经纤维局部结构或机能发生改变,神经的传导则中断。②双向传导。刺激神经纤维的任何一点,所产生的神经冲动均可、沿纤维向两侧方向传导,这是因为局部电流可向两侧传导的缘故。③不衰减和相对不疲劳性。在传导过程中,锋电位的幅度和传导速度不因传导距离增大而减弱,也不因刺激作用时间延长而改变。这是因为神经传导的能量来源于兴奋神经本身。④绝缘性。在神经干内包含有许多神经纤维,而神经传导各行其道互不干扰。绝缘性主要由于髓鞘的存在。
(二)收缩性
收缩性是肌肉的机械特性。肌肉兴奋后通过其内部机制,产生长度或/和张力变化,实现肌肉的收缩和舒张。