兴奋的产生、传导及传递_兴奋的传导和传递
时间：2019-04-29 03:19:42 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘要：兴奋是神经系统信息传导的唯一方式，神经纤维受到刺激后，膜内外电位会产生一系列变化而产生兴奋，兴奋产生后先在同一个神经元上以动作电位的形式传导，兴奋跨过突触间隙时通过电信号与化学信号的转变，传递到后一个神经元上。
关键词：兴奋；传导；静息电位；动作电位；突触
中图分类号：Q423 文献标志码：B 文章编号：1674-9324（2012）06-0247-02
兴奋是指动物体或人体内的某些组织或细胞（感受器）感受到内外环境刺激后，由相对静止状态变为显著活跃状态。兴奋产生后，会沿着反射弧传导，最终到达效应器，进而引起效应器做出应答反应。
一、兴奋的产生
（一）静息状态与静息电位
神经纤维在没有受到外界刺激时的状态，称为静息状态。神经纤维只有在静息状态下才能产生兴奋。静息状态有以下特点：（1）膜内K+的浓度高于膜外，但膜内Na+浓度比膜外低。这种膜内外的离子分布不平衡状态，直接导致静息电位的产生，也是动作电位产生以及静息电位恢复的物质基础。（2）神经纤维处于静息状态时，膜内分布负电荷，膜外为正电荷（内负外正），这时的膜内外的电位差称为静息电位。为便于研究，人们习惯把静息状态下的膜外电位规定为0电位，由于膜内是负电荷，所以把静息电位一般是负电位，如枪乌贼的静息电位是-70mv。
（二）静息电位的产生原理
1.膜内K+浓度远远高于膜外，是静息电位产生的物质基础。膜内外K+浓度之间巨大的浓度差是使膜内K+外流（协助扩散）的驱动力。
2.膜上的K+通道是静息电位产生的结构基础。静息状态下，膜上K+通道打开（此时Na+通道关闭），由于膜内K+浓度和带负电的蛋白质浓度都大于膜外，K+顺浓度差由膜内移到膜外，而膜内带负电的蛋白质离子等不能通过细胞膜，K+不断外移造成膜内正电荷减少，膜外正电荷变多，最终出现内负外正的静息电位。随着膜内K+的外流，膜外正电荷增多，膜外正电荷会排斥K+的外流，同时由于膜内负离子对K+的吸引也会阻止K+的外流，当浓度差引起外流的力量与膜内外电荷的阻止外流的力量平衡时，K+就会停止外流。
3.钠—钾离子泵作用。K+的外流使膜内K+有所减少，这时便激活了细胞膜上的钠—钾泵。钠—钾泵每消耗一个ATP可以吸收2个K+，排出3个Na+，通过K+、Na+的主动运输，重新将它们调整到原来静息时的浓度水平，以维持细胞正常的兴奋性。
（三）动作电位
处于静息状态下的神经纤维的某个部位，受到的刺激达到一定程度时，刺激的部位会发生暂时性的电位逆转（膜内外的电荷分布由静息状态的内负外正，变成内正外负），最后又恢复到内负外正，这样的电位波动，就是动作电位。
（四）兴奋产生的实质是动作电位的产生
1.静息状态下，膜外Na+浓度远远高于膜内，是动作电位产生的物质基础。膜内外Na+浓度之间巨大的浓度差是使膜外Na+内流的驱动力。
2.膜上的Na+通道是动作电位产生的结构基础。在静息状态下，当膜受到刺激时，膜上的Na+通道打开（此时膜上K+通道处于关闭状态），膜外Na+大量内流。随着膜外Na+的不断内流，膜内的正电荷逐渐增多，膜内电位逐渐增高，由负电位变为正电位，就开始阻止Na+的内流，当阻止Na+内流的力量（电位差）与使Na+内流的力量（浓度差）达到平衡时，Na+停止内流。
3.动作电位形成过程的实质，是静息状态下膜内外的电荷分布先逆转再恢复的过程，即内负外正→内正外负→内负外正。
二、兴奋在同一神经元上的传导
（一）兴奋在同一神经元上的双向传导，实质是动作电位沿着神经元膜的双向传导
静息状态下，神经元的某个部位受到刺激后，膜内外的电荷分布变为内正外负，膜内正电荷会引起刺激部位两侧相邻的电控Na+通道的打开，由于膜外Na+浓度远高于膜内，大量Na+内流，于是刺激部位两侧也产生了动作电位，这样每一侧的动作电位逐次产生，兴奋就由刺激部位开始向两侧双向传导。
（二）动作电位在传导的过程中，只能单向传导，即由已兴奋部位传向未兴奋部位
兴奋部位的两侧分别是已兴奋部位和未兴奋部位，当兴奋部位由静息电位逆转为内正外负时，已兴奋部位的静息电位还没有恢复，膜上的Na+通道关闭，受到刺激不能产生动作电位，而未兴奋部位处于静息电位受到刺激后可以产生兴奋，这样就导致动作电位在传导的过程只由已兴奋部位向未兴奋部位单向传导。
三、兴奋在神经元之间的传导
（一）神经元之间的连接结构——突触
轴突的末端膨大成球状的突触小体，突触小体和另一神经元的树突或细胞体相连接处即是突触。根据兴奋通过突触的方式不同，突触可分为化学突触和电突触两类。化学突触是以神经递质作为传递信息的媒介，突触间隙约20~50nm，主要存在于脊椎动物。电突触的突触间隙很小（不足2nm），因而电阻很低，神经冲动可以直接传导过去，主要存在于一些低等无脊椎动物。
一般所说的突触是指化学突触，由突触前膜、突触间隙和突触后膜三部分构成。突触前膜通常是突触小体的膜，突触小体内有突触小泡，还有少量线粒体、微管和微丝等。突触小泡内有神经递质。突触后膜中有神经递质的蛋白质受体。由于突触间隙过大，神经冲动不能直接通过，只有在神经递质的参与下，才能传导到后一个神经元。
（二）传递信息的物质——神经递质
神经递质是存在于突触小泡中的，能够把兴奋由突触前膜传递到突触后膜的一大类化学物质。根据递质所引起的突触后膜上的电位变化情况，神经递质分为兴奋性递质和抑制性递质。常见的兴奋性递质有乙酰胆碱、去甲肾上腺素、多巴胺等；常见的抑制性递质有γ-氨基丁酸等。但每一种递质是兴奋性还是抑制性并不固定，取决于递质所处的位置。兴奋性递质能够引起突触后膜的兴奋，这样的突触叫兴奋性突触，抑制性递质不能引起突触后膜的兴奋，这样突触叫抑制性突触。
（三）兴奋通过突触的过程——由电信号转变化学信号，再转变为电信号
1.在突触小体内，电信号转变为化学信号。当神经冲动传到轴突的末梢——突触小体时，突触小泡在微丝蛋白等的牵引下运动至突触前膜，同时膜上的Ca2+通道打开，膜外Ca2+流入膜内，在Ca2+的作用下，突触小泡与突触前膜融合，融合部位破裂，神经递质释放到突触间隙，这样兴奋由电信号转变为化学信号。
2.在突触后膜上，化学信号转变为电信号。突触后膜中的蛋白质受体与突触间隙的神经递质结合后，膜上离子通道打开，突触后膜的电位由于递质的不同而兴奋或抑制。如后膜兴奋，则动作电位继续向下一个神经元传导；如不兴奋，则不向下一个神经元传导。递质与突触后膜上的受体结合后，就迅速分解，突触后膜的兴奋或抑制就会解除，若某种原因递质与受体结合后不被分解，突触后膜就会持续性兴奋或抑制。
3.兴奋通过突触是单向传导。由于递质只存在于突触小泡内，只能由突触前膜释放，而递质的受体也只存在于突触后膜中，因此，兴奋通过突触的传递只能是单方向的。也就是说，兴奋只能从前一个神经元的轴突传递给后一个神经元的胞体或树突，而不能向相反的方向传递。
参考文献：
[1]陈阅增，等.普通生物学[M].北京：高等教育出版社，2009.
[2]生物3[M].北京：人民教育出版社.
