动作电位

动作电位

百科名片

动作电位

动作电位是指可兴奋细胞受到刺激时在静息电位的基础上产生的可扩布的电位变化过程。动作电位由锋电位（迅速去极化上升支和迅速复极化下降支的总称）和后电位（缓慢的电位变化，包括负后电位和正后电位）组成。锋电位是动作电位的主要组成成分，因此通常意义的动作电位主要指锋电位。动作电位的幅度约为90~130mV，动作电位超过零电位水平约35mV，这一段称为超射。神经纤维的动作电位一般历时约0.5~2.0ms，可沿膜传播，又称神经冲动，即兴奋和神经冲动是动作电位意义相同。

目录

形成条件

1形成过程动作电位上升支

1动作电位下降支

形成原理

动作电位与电压门控的离子通道的内在联系

动作电位与兴奋性的内在联系

1特点“全或无”

1不能叠加

1不衰减性传导

1局部电位定义

1特点

动作电位的传导

影响动作电位传导速度的主要因素轴突的直径

髓鞘

展开

编辑本段形成条件

①细胞膜两侧存在离子浓度差，细胞膜内钾离子浓度高于细胞膜外，而细胞外钠离子、钙离子、氯离子高于细胞内，这种浓度差的维持依靠离子泵的主动转运。（主要是钠-钾泵的转运）。②细胞膜在不同状态下对不同离子的通透性不同，例如，安静时主要允许钾离子通透，而去极化到阈电位水平时又主要允许钠离子通透。

③可兴奋组织或细胞受阈刺激或阈上刺激。

编辑本段形成过程

动作电位上升支

大于或等于阈刺激→细胞部分去极化→钠离子少量内流→去极化至阈电位水平→钠离子内流与去极化形成正反馈（钠离子爆发性内流）→基本达到钠离子平衡电位（膜内为正膜外为负，因有少量钾离子外流导致最大值只是几乎接近钠离子平衡电位）。

动作电位下降支

膜去极化达一定电位水平→钠离子内流停止、钾离子迅速外流。

编辑本段形成原理

细胞外钠离子的浓度比细胞内高的多，它有从细胞外向细胞内扩散的趋势，但钠离子能否进人细胞是由细胞膜上的钠通道的状态来决定的。当细胞受到刺激产生兴奋时，

测单一神经纤维静息和动作电位的实验模式图

首先是少量兴奋性较高的钠通道开放，很少量钠离子顺浓度差进人细胞，致使膜两侧的电位差减小，产生一定程度的去极化。当膜电位减小到一定数值（阈电位）时，就会引起细胞膜上大量的钠通道同时开放，此时在膜两侧钠离子浓度差和电位差（内负外正）的作用下，使细胞外的钠离子快速、大量地内流，导致细胞内正电荷迅速增加，电位急剧上升，形成了动作电位的上升支，即去极化。当膜内侧的正电位增大到足以

阻止钠离子的进一步内流时，也就是钠离子的平衡电位时，钠离子停止内流，并且钠通道失活关闭。在此时，钾通道被激活而开放，钾离子顺着浓度梯度从细胞内流向细胞外，大量的阳离子外流导致细胞膜内电位迅速下降产生去极化，形成了动作电位的下降支，即复极化。此时细胞膜电位虽然基本恢复到静息电位的水平，但是由去极化流人的钠离子和复极化流出钾离子并未各自复位，此时，通过钠泵的活动将流人的钠离子泵出并将流出的钾离子泵人，恢复动作电位之前细胞膜两侧这两种离子的不均衡分布，为下一次兴奋做好准备。[1]总之，动作电位的去极化是由于大量的钠通道开放引起的钠离子大量、快速内流所致；复极化则是由大量钾通道开放引起钾离子快速外流的结果。[1]动作电位的幅度决定于细胞内外的钠离子浓度差，细胞外液钠离子浓度降低动作电位幅度也相应降低，而阻断钠离子通道（河豚毒素）则能阻碍动作电位的产生。

编辑本段动作电位与电压门控的离子通道的内在联系

在可兴奋细胞上至少存在有两种电压门控的离子通道，即钠通道和钾通道。电压门控的钠离子通道有两道门、三种功能状态。关闭时，是备用状态，此时激活门关闭，失活门开放；激活时，是开放状态，此时两个门均处在开放状态；失活时，处在不能被激活的关闭状态，此时激活门开放，而失活门关闭。钠通道激活后必须首先进人失活状态，然后才逐渐由失活状态恢复到关闭状态，以备下一次激活。它不能由激活状态直接进人关闭状态。动作电位产生过程中是由钠通道激活导致钠离子内流，因此钠通道的状态必定影响细胞对于新的刺激的反应性。当钠通道由激活状态进人失活状态后，无论给予其多么强大的刺激，均不能引起其再次开放，即引起新的动作电位，这就是绝对不应期。电压门控的钾通道只有一道门、两种功能状态。安静时，是关闭状态，门是关闭的；激活时是开放状态，此时门是开放的。[1]

编辑本段动作电位与兴奋性的内在联系

在锋电位期间细胞处于绝对不应期，此时任何强度的刺激均不能引起新

动作电位与兴奋性变化的时间关系

的动作电位产生。这因为在动作电位的去极化期，所有的钠通道均已打开。复极化早期，即下降支的大部分时间内，钠通道处于失活状态，此时钠通道不可能再次被激活。动作电位复极化后期和超极化期内，细胞处于相对不应期内，此时阈上刺激有可能引发动作电位。这是由于此时钠通道部分或完全恢复到关闭状态，可以接受刺激再次开

放。但因钾通道仍处在开放状态，钾外流可对抗钠内流引起的去极化，所以要求刺激强度必须比阈刺激更强才能使膜电位去极化达到阈电位水平，从而诱发动作电位。此时膜的兴奋性较正常时低。[1]

编辑本段特点

“全或无”

只有阈刺激或阈上刺激才能引起动作电位。动作电位过程中膜电位的去极化是由钠通道开放所致，因此刺激引起膜去极化，只是使膜电位从静息电位达到阈电位水平，而与动作电位的最终水平无关。因此，阈刺激与任何强度的阈上刺激引起的动作电位水平是相同的，这就被称之为“全或无”。[1]

不能叠加

因为动作电位具有“全或无”的特性，因此动作电位不可能产生任何意义上的叠加或总和。[1]

不衰减性传导

在细胞膜上任意一点产生动作电在，那整个细胞膜都会经历一次完全相同的动作电位，其形状与幅度均不发生变化。[1]

编辑本段局部电位

定义

阈下刺激虽然不能触发动作电位，但它也会引起少量的钠离子内流，从而产生较小幅度的去极化，只不过这种去极化不足以诱发动作电位，而且仅限于受刺激部位。这种产生于受刺激部位、较小幅度的去极化称为局部电位。[1]

特点

①电位幅度小且呈衰减性传导，随着传播距离的增加而迅速减小；②不是“全或无”式的，局部电位随着刺激强度的增加而增加；③有总和效应，多个阈下刺激可以在时间上（在同一部位连续给予多个刺激）或空间上（在相邻的部位给予多个刺激）可以叠加，如果总和后产生的去极化强度超过阈电位，则可诱发动作电位。

[1]

编辑本段动作电位的传导

在细胞膜上任何一点产生的动作电位会不衰减地传播到整个细胞膜上，这称之为动作电位的传导。如果是发生在神经纤维上，传导的动作电位又称为神经冲动。[1]以神经元为例，动作电位沿轴突的传导是通过跨膜的局部电流实