神经细胞动作电位形成的机制及影响因素

动作电位名词解释
动作电位是指在神经细胞或肌肉细胞中由于离子通道的开关机制引起的电压变化。

当神经细胞或肌肉细胞受到刺激时，离子通道会打开或关闭，导致细胞内外的电位差发生变化，从而产生电流。

动作电位的形成经历四个主要阶段：静息状态，刺激阈值，上升阶段和恢复阶段。

在静息状态下，细胞内外存在电压差，内部相对负电，外部相对正电，保持静息膜电位。

当细胞受到足够强度的刺激时，细胞内的离子通道会发生变化。

刺激阈值是一个特定电压，当细胞膜电位达到或超过该阈值时，触发动作电位的产生。

在上升阶段，离子通道的变化导致大量钠离子进入细胞内，使细胞内电位快速升高，由负电位变为正电位，形成一个所谓的“顶峰”。

这一阶段的速度非常快，细胞内电位会在几毫秒内达到峰值。

在恢复阶段，钠通道关闭，钾通道开放，导致钠离子流出细胞，钾离子流入细胞，使细胞内外电位恢复到静息状态。

这一阶段通常较为缓慢。

动作电位的传播是指当一个动作电位在细胞上引发后，它会向细胞周围的区域传播，从而在多个细胞之间传递信号。

这是通
过离子的扩散和电位变化来实现的。

动作电位在神经系统中起到了重要的作用。

在神经元之间的突触间传递信息时，动作电位能够快速而有效地传递信息，并在目标细胞中产生后续的反应。

此外，动作电位也是控制肌肉收缩的重要一环，在肌肉细胞中传播产生的电信号可以导致肌肉收缩或放松。

总之，动作电位是指离子通道开关引起的细胞内外电位变化，在神经系统中起到了传递信息和控制肌肉收缩等重要作用。

神经细胞动作电位的概念、组成部分及其产
生机制
1 神经细胞动作电位的概念
神经细胞动作电位指神经细胞膜内外离子电荷分布不同所引起的电位变化。

在神经细胞中，动作电位是一种快速而强烈的电信号，它是神经信息传递的基础。

2 组成部分
神经细胞动作电位由离子流动和膜电位变化两个组成部分构成。

1.离子流动：当神经细胞受到刺激时，离子通道打开，离子在细胞膜内外之间自由流动。

主要是钠离子和钾离子，其中钠离子内外浓度比例不同，使得在打开通道时钠离子会大量涌入细胞内。

2.膜电位变化: 随着离子的流动，细胞膜内外电势差发生变化，产生了膜电位的变化。

当在细胞膜内外同时存在正负电荷时，会形成电势差，即膜电位。

正常神经细胞的静息膜电位为-70mV。

3 产生机制
细胞本身具有负电性，静息状态下，细胞内有钾离子大量存在，而细胞外有钠离子，氯离子等离子存在。

细胞膜内外不平衡的分布，马上就会产生分布的偏差，如在细胞膜上随时产生离子流通，而导致阈值发生偏差。

当细胞接受到足够的几何量的刺激时求，细胞膜电势
临界值超过-55mv，膜内钠离子通道就会大量开放，使得细胞内钠离子流入细胞内，膜电位会发生快速变化，到达+40mV时，细胞内钾通道突然开放，在通道中流出细胞，细胞的内外电荷分布再次发生改变，使得膜电位迅速恢复原来的电势，直到静息膜电位。

这个快速变化的膜电位就是动作电位。

如此循环，使得神经细胞传递外部信息，将电信号转换成为化学信号，实现神经系统内部的信息传递。

简述生理学动作电位产生机制动作电位是生物体中神经元和肌肉细胞等可激发电信号的基本单位。

它是神经传递和肌肉收缩等生理过程的基础。

动作电位的产生涉及到细胞膜的离子通道和离子泵等多个关键因素。

下面将从细胞膜的电位、离子通道的打开和关闭以及离子泵的作用等方面介绍动作电位的产生机制。

动作电位的产生与细胞膜的电位密切相关。

细胞膜是由脂质双分子层组成的，具有细胞内外两个不同的电位。

在静息状态下，细胞内电位相对于细胞外电位为负，形成静息膜电位。

当神经元或肌肉细胞受到刺激时，细胞膜的电位发生变化，从而产生动作电位。

动作电位的产生主要是由细胞膜上的离子通道的打开和关闭所调控的。

细胞膜上有多种离子通道，如钠离子通道、钾离子通道等。

在静息状态下，神经元的细胞膜上的钠离子通道处于关闭状态，而钾离子通道处于开放状态。

当细胞受到刺激时，细胞膜上的钠离子通道迅速打开，使得钠离子进入细胞内部，从而导致细胞内电位发生变化。

这种电位变化称为去极化，促使细胞膜上的更多钠离子通道打开，形成一个正反馈的过程，最终导致细胞内电位迅速上升。

当细胞内电位达到阈值时，钠离子通道迅速关闭，而钾离子通道开始打开，使得钾离子从细胞内流出。

这种电位变化称为复极化，使得细胞内电位恢复到静息状态。

这个过程是通过离子通道的打开和关闭来实现的。

离子泵也对动作电位的产生起到了重要的调控作用。

离子泵是一种能耗型蛋白质，能够主动运输钠离子和钾离子等离子体内外。

在静息状态下，离子泵通过主动运输将细胞内的钠离子排出，同时将细胞外的钾离子吸收进来，维持了细胞膜的离子浓度差。

当细胞膜受到刺激时，离子泵会调整离子浓度差，从而影响细胞膜上的电位变化。

离子泵的作用是为了维持细胞膜的静息状态，以便细胞能够对外界刺激做出及时的响应。

动作电位的产生机制涉及到细胞膜的电位、离子通道的打开和关闭以及离子泵的作用等多个因素。

当细胞膜受到刺激时，细胞膜上的钠离子通道打开，导致细胞内电位发生变化。

动作电位的产生机制
动作电位是由神经细胞产生的电信号，用于传递信息和控制身体运动。

动作电位的产生机制主要涉及离子通道的打开和关闭。

当神经细胞处于静息状态时，细胞内外的离子浓度存在差异，这种差异被维持在细胞膜上。

细胞膜内部存在负电荷，而细胞膜外部则带有正电荷。

当神经细胞受到足够的刺激时，细胞膜上的离子通道会打开。

通常，刺激会导致细胞膜上的钠通道打开，允许钠离子从细胞外部流入细胞内部。

这导致一小部分细胞内的电荷变得正电，形成“去极化”。

这种去极化现象会进一步激活细胞膜上的其他离子通道，例如钾通道。

钾通道打开后，钾离子从细胞内部流出，使细胞内部的电荷重新变为负电，从而恢复静息状态。

这个过程称为“复
极化”。

整个去极化和复极化的过程产生了一个电位差，即动作电位。

动作电位沿着神经细胞的轴突传导，并在相邻的神经细胞之间传递信号。

总体来说，动作电位的产生是通过细胞膜上的离子通道的打开和关闭来调节细胞内外离子的流动，从而产生电信号。

神经纤维动作电位发生的生理学机制神经纤维动作电位是神经细胞内外电势发生快速变化的过程，是神经细胞传递电信号的基本单位。

神经纤维动作电位发生的生理学机制涉及多个关键步骤，包括静息电位、电导率变化、离子通道开闭和离子平衡等。

静息电位是神经细胞在不受外界刺激时的静态电位。

在静息状态下，细胞内外存在着电化学梯度，即细胞内外离子浓度和电位差异。

细胞内外的离子浓度差异主要由Na+、K+、Cl-和蛋白质阴离子等离子所贡献。

通过Na+/K+泵和离子通道的作用，细胞内保持了相对较高的K+浓度和较低的Na+浓度，形成了静息电位。

当神经细胞受到足够强度的刺激时，离子通道的电导率发生变化，导致细胞膜电位发生快速变化。

这一过程可以分为极化和去极化两个阶段。

在极化阶段，刺激导致细胞膜上的钠通道迅速打开，Na+离子内流，使细胞内电位迅速升高，形成“去极化”状态。

随后，在去极化阶段，钠通道关闭，细胞膜上的钾通道打开，K+离子外流，使细胞内电位迅速降低，恢复到静息电位，形成“复极化”状态。

这种离子通道的开闭是通过离子通道蛋白发生构象变化来实现的。

在静息状态下，离子通道蛋白处于关闭状态，不允许离子通过。

当细胞受到刺激时，刺激作用于离子通道蛋白，使其发生构象变化，从而打开或关闭离子通道。

钠通道和钾通道的开闭速度不同，导致了细胞膜电位的快速变化。

离子平衡也是神经纤维动作电位发生的重要因素。

细胞膜上的离子通道对特定类型的离子具有选择性，只允许特定离子通过。

在静息状态下，细胞内外离子的浓度差异和离子通道的选择性共同维持着静息电位。

当细胞受到刺激时，离子通道的开闭导致特定离子的内外流动，进而改变细胞内外离子浓度差异，影响细胞膜电位的变化。

总结起来，神经纤维动作电位发生的生理学机制包括静息电位、电导率变化、离子通道开闭和离子平衡等多个步骤。

神经纤维动作电位的发生是神经细胞传递电信号的重要基础，对于神经系统的正常功能具有关键作用。

理解和研究神经纤维动作电位的生理学机制有助于揭示神经细胞传递信号的精细调控机制，对于神经系统疾病的治疗和预防具有重要意义。

静息电位和动作电位及其产生原理
静息电位是指神经细胞在静止状态下的电位差，通常为-70mV。

静息电位的产生是由于细胞膜内外的不均匀分布导致的离子梯度，主要涉及Na+、K+和Cl-等离子。

在静息状态下，细胞膜
内外的Na+电压门控通道关闭，K+通道半开放，Cl-通道也处
于相对关闭状态，使得细胞内外的电荷分布不平衡，从而产生电位差。

当受到刺激时，细胞膜上的Na+通道打开，Na+离子向细胞内
流动，导致细胞内的电位快速升高，形成快速升高的脉冲，即动作电位。

动作电位是在神经细胞上短暂的电压变化，其主要特点是快速变化、时程短暂和不可逆转。

动作电位的传导是沿着神经细胞的轴突进行的，通过离子的运动和细胞膜的极化过程实现。

总而言之，静息电位和动作电位是神经细胞在不同状态下的电位变化，静息电位是细胞处于静止状态下的电位差，动作电位是细胞在受到刺激而产生的快速电位变化，二者之间通过离子通道的打开和关闭来实现。

动作电位后电位形成机制
动作电位后电位形成机制涉及神经细胞在产生动作电位后，细胞膜上发生的电位变化。

下面是动作电位后电位形成的主要机制：
1.超极化（Hyperpolarization）：在动作电位结束后，细胞膜通常会发生短暂的超极化。

这是由于在动作电位期间，细胞膜上的离子通道发生了变化，导致细胞内外的电位差增加。

超极化使得细胞内的电位更为负，相对于静息电位更远离阈值。

2.K⁺离子外流：在动作电位的复极化阶段，细胞膜上的钾离子（K⁺）通道打开，允许K⁺离子从细胞内流向外部。

这导致细胞内电位减小，使细胞膜超过静息电位，并达到一个稍微超极化的状态。

3.Na⁺-K⁺泵：在动作电位后，Na⁺-K⁺泵开始工作，将细胞内的钠离子（Na⁺）排出，同时将钾离子（K⁺）重新吸收。

这需要能量，因为泵要逆转动作电位期间产生的离子流。

4.K⁺通道的关闭和恢复：动作电位后，原本打开的K⁺通道逐渐关闭，这有助于维持细胞内外的离子平衡。

此外，一些K⁺通道的恢复过程可能需要一些时间，导致超极化的状态持续一段时间。

5.电容和电导的调整：细胞膜上的电容和电导是动作电位后电位形成的关键因素。

电容指的是细胞膜对电荷的储存能力，而电导则表示电流通过细胞膜的能力。

这些性质的改变会影响动作电位后电位的形成和持续时间。

总体而言，动作电位后电位形成机制是一个复杂的过程，包括多个离子通道的作用、Na⁺-K⁺泵的参与以及细胞膜上电容和电导的调整。

这些机制共同作用，确保神经细胞在动作电位后能够快速而有效地恢复到静息状态。

神经细胞动作电位的概念、组成部分及其产生机制神经细胞动作电位是神经细胞内部的一种电信号，是神经元传递信息的基本途径。

本文将介绍神经细胞动作电位的概念、组成部分以及其产生机制。

一、神经细胞动作电位的概念神经细胞动作电位是指神经细胞在兴奋状态下，由于离子通道的开闭，导致细胞内外电势差发生急剧变化的电信号。

这种电信号是神经元传递信息的基本途径，也是神经元之间信息传递的基础。

二、神经细胞动作电位的组成部分神经细胞动作电位由四个阶段组成，分别是静息状态、膜电位升高、膜电位下降和复极阶段。

1. 静息状态在神经细胞未受到任何刺激时，神经细胞内外的电位差为静息状态。

此时，神经细胞内外电势差为负数，称为静息电位。

静息电位通常在-70mV左右。

2. 膜电位升高当神经细胞受到刺激时，离子通道会打开，使得正离子流入细胞内部，导致细胞内外电势差发生变化。

这个过程称为膜电位升高。

膜电位升高时，细胞内外电势差逐渐变小，直至达到顶峰值。

3. 膜电位下降膜电位升高到顶峰后，离子通道开始关闭，正离子流入减少，负离子流出增多，细胞内外电势差逐渐恢复到静息状态。

这个过程称为膜电位下降。

4. 复极阶段在膜电位下降到静息状态后，细胞内外电势差还会继续下降，直至达到超极化状态。

这个过程称为复极阶段。

复极阶段是神经细胞动作电位的最后一个阶段。

三、神经细胞动作电位的产生机制神经细胞动作电位的产生机制与离子通道的开闭有关。

神经细胞内部存在多种离子通道，包括钠离子通道、钾离子通道、钙离子通道等。

当神经细胞受到刺激时，离子通道会打开或关闭，导致离子流入或流出细胞内部，从而改变细胞内外电势差，产生神经细胞动作电位。

在神经细胞动作电位的产生过程中，钠离子通道和钾离子通道起着重要作用。

当神经细胞受到刺激时，钠离子通道会打开，大量的钠离子流入细胞内部，导致膜电位升高。

随着膜电位的升高，钠离子通道逐渐关闭，钾离子通道开始打开，大量的钾离子流出细胞内部，导致膜电位下降和复极阶段的产生。

动作电位、静息电位等的产生机制及特征:静息电位产生的原理是这样的：神经元在静息情况下，细胞膜对K +具有较高的通透性，而对Na +等的通透性很低，并且胞内K +的浓度要远远高于胞外，因此在浓度差的驱动下，K +从胞内流向胞外，而由于K +带有1个正电荷的电量，因此随着K +的流动，膜两侧会形成一个逐渐增大的电位差，这个电位差则会阻止K +进一步进行跨膜扩散。

当促进K +向外流动的浓度差与阻止K +向外流动的电位差相等时，离子的净移动就会停止，这是跨膜的电位差称为K +离子的平衡电位（equilibrium potential ），可以根据能斯特（Nernst ）方程计算出K +的平衡电位，[K]ln [K]o K iRT E ZF 以上的能斯特方程中，E K 为K +的平衡电位，R 为气体常数，T 为绝对温度，Z 为离子价数，F 为法拉第常数，[K]o 和 [K]i 分别为钾离子在胞外和胞内的浓度，我们将上述参数的值代入后可以计算出K +的平衡电位为-75mV ，而同样的也可以计算出Na +的平衡电位为+55mV 。

根据这一能斯特理论，1902年这一静息电位产生机制的“膜假说”被提出了，尽管多数人们接受这一理论，但一直未能得到证实。

直到1939年，生物学家Hodgkin 和Huxley 从枪乌贼的巨大神经轴突中第一次精确记录到了静息电位，结果为-60 mV ，与计算推测的K +的平衡电位接近，证实了“膜假说”的可靠性。

但实际的静息电位E m 并不完全等于E K ，而是介于E K 和E Na 之间。

这说明静息电位的形成主要是K +跨膜流动形成的，但Na +的流动也参与其中。

我们在理解了静息电位产生的机制之后，进一步来探讨动作电位的机制。

我们知道电位的变化，归根到底就是膜两侧的离子快速跨膜流动的结果。

经过近20年的时间，随着实验技术特别是电压钳、膜片钳(patch clamp technique)等技术的发展，生物学家通过不断的实验研究，才逐渐明确了动作电位的产生机制。