动作电位 action potential

互联网2013-11-14

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亦称活动电位。在肌肉、神经等兴奋性细胞兴奋时，兴奋部位对于静止部位的负电位差。在某些植物（含羞草、毛毡苔等）中也能看到这种电位差。随着动作电位可产生动作电流。如果从神经或肌纤维的无损伤的两点引导，在兴奋相继通过这两点时，因电位差方向逆转，可得到双相性动作电位（ diphasic ac－ tion potential）；如果从无损伤点和纤维断端引导，因在后点不产生兴奋，则得到单相性动作电位（ monophasic action potential）。动作电位急剧变化的部分称峰形电位，以与其后拖有长尾的后电位相区别。在动作电位可快速通过的哺乳类运动神经纤维（ A纤维）中，峰形电位大约在 1毫秒内结束，在肌纤维中通常超过 10毫秒。如果后电位与峰形电位同向，则称为负后电位，反向的称为正后电位。兴奋时和兴奋后的神经兴奋性变化（绝对不应期、相对不应期、超常期、低常期）与动作电位的时相之间，有一定的对应关系。关于动作电位的成因，以前认为是细胞静止时处于膜外为正电位、膜内为负电位的极化状态，兴奋时因这种极化消失，因而在兴奋部位和静止部位之间产生了电位差。但霍奇金和赫胥黎（ A． L． Hodgkin、 A． F． Huxley， 1939）以及柯蒂斯和科尔（ H． J． Curtis、 K． S． Cole， 1940）把毛细管电极插入神经纤维的内部，直接测定细胞内外电位差的结果证明，动作电位的发生不只是简单的极化电位（ 60— 100毫伏）的消失，还发生了进一步的反方向极化（ 30— 50毫伏），于是可根据膜对离子通透性的变化来说明动作电位的产生，即静止时 Na 不易透过膜，而 K 和 Cl-的透性则比较高，可是当膜的去极化增加到阈值时，膜对 Na 的透性的一过性增高，膜电位接近 Na 的平衡电位，发生了膜电位的逆转。但不久，对 Na 的透性减少。反过来对 K 的透性增高，动作电位下降，膜电位也回到原来水平。但因细胞种类不同，也有不到反向极化的动作电位的。在上述离子学说中，膜对离子透性的变化，与细胞内外离子组成的差别共同组成动作电位发生的必要条件。即细胞外液中 Na 和 Cl- 多而 K 少，反过来细胞内 K 多而 Na 和 Cl- 少。这种离子组成上的差异本来依靠膜对 Na 的主动排出来维持，在动作电位发生时伴随着微量 Na 的进入和 K 的流出，但由此引起的这种浓度变化，通过主动输送稍稍活泼化即可复原。