动作电位
动作电位定义
动作电位定义
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。
动作电位由峰电位（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。
峰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峰电位。
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~，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。
简述动作电位的特点
简述动作电位的特点动作电位是神经细胞在兴奋过程中产生的电活动之一，是神经信号传递的重要基础。
动作电位具有以下特点：1.万事起头难：动作电位的形成需要达到一定的阈值，即细胞膜内外的电位差超过了一定的值，以触发神经细胞的兴奋。
在此之前，细胞处于静息状态，维持一个负的静止膜电位。
2.一发不可收拾：一旦动作电位的阈值达到，那么细胞会迅速产生大量的离子通道的打开或关闭，从而导致离子的内外迁移，进而影响细胞膜的电位变化。
动作电位呈现出明显的“一发不可收拾”的特点，即一旦触发，就会持续传导。
3.全还原：动作电位的过程中，细胞膜内外的电位差会迅速反转，从负的静息膜电位转变为正的峰电位，然后迅速恢复到静息膜电位。
这个反转和恢复的过程被称为“全还原”。
4.非线性：细胞膜的兴奋过程中，动作电位呈现非线性的特点。
即动作电位的幅度不随刺激强度的增大而线性增大，而是在超过了阈值之后，幅度基本保持不变。
5.一刺激一动作电位：对于神经细胞来说，在短时间内的刺激只能引发一次动作电位，而在动作电位传导完成之前的刺激并不会产生任何响应。
6.具有传导性：动作电位是通过神经细胞的轴突传导的。
在传导过程中，动作电位会随着时间的推移逐渐减弱，同时会遇到细胞膜的障碍，使得传导速度减慢。
7.频率可变性：动作电位的形成和传导速度与刺激的强度有关。
当刺激强度逐渐增大时，动作电位的阈值会降低，产生的频率也会增加。
8.可逆性：一旦动作电位的传导完成，细胞会通过离子泵蛋白等机制将离子重新调整为静息状态，细胞膜的静息膜电位也会恢复到原来的水平。
总结起来，动作电位是神经细胞在兴奋过程中产生的电活动。
它具有阈值、一发不可收拾、全还原、非线性、一刺激一动作电位、具有传导性、频率可变性和可逆性等特点。
了解动作电位的特点对于理解神经信号传递和神经系统的功能非常重要。
动作电位.
当一个神经冲动到达时，出现膜离子电流，
为了维持膜电位不变，就必须输入一个与膜离子 电流大小相等，方向相反的补偿电流,记录下这 个补偿电流就是膜电流的镜像。
4. 依靠膜上纳泵完成排Na+摄K+，维持膜内外离子浓度差， 恢复静息水平。
3.2 离子电流的分离方法
1. 电压钳原理
⑴离子置换法
⑶
2. 分离方法 ⑵逆向电位法 ①阻断钠通道活化的药物
②阻遏钠通道失活化的药物 ⑶药理学方法
③激活钠通道的药物 ④阻遏钾通道的药物
3.2.1 电压钳原理
在测量快速兴奋过程中离子电流的变化和分
④阻遏钾通道的药物
①四乙二胺(TEA) ②4-氨基吡啶(4-AP)
3.3 离子电导和Hodgkin-Huxley模型
一.离子电导 二.钾 电 导 三.钠电导 四.Hodgkin-Huxley模型
一.离子电导
分出离子电流后将测定离子通透性或通道开放的
数目。Hodgkin和Huxley使枪乌贼大纤维长时间去 极化，使一些离子通道开放，然后让电压突升到第 二数值，这个时间很短，新通道来不及打开，已开 放的通道来不及关闭，在膜通透性不变时测量电压 -电流关系。第一次测钠通道开放，第二次测钾通 道开放。
作电位以恒速传播，则可得出下列普遍的电流方
程：
Im
=——α .——2E= 2Rθ t 2
Cm
——Et+
INa+IK+IL
(R轴浆电阻,α 纤维半径,θ 传导速度)
动作电位
细胞膜两侧的离子呈不均衡分布，膜内的钾离子高于膜外，膜内的钠离子和氯离子低于膜外，即胞内为高钾、低钠、低氯的环境。
此外，有机阴离子仅存在于细胞内。
在安静状态下，细胞膜对钾离子通透性大，对钠离子通透性很小，仅为钾离子通透性的1/100~1/50，而对氯离子则几乎没有通透性。
因此，细胞静息期主要的离子流为钾离子外流。
钾离子外流导致正电荷向外转移，其结果导致细胞内的正电荷减少而细胞外正电荷增多，从而形成细胞膜外侧电位高而细胞膜内侧电位低的电位差。
可见，钾离子外流是静息电位形成的基础，推动钾离子外流的动力是膜内外钾离子浓度差。
钾离子外流并不能无限制地进行下去，因为随着钾离子顺浓度差外流，它所形成的内负外正的电场力会阻止带正电荷的钾离子继续外流。
当浓度差形成的促使钾离子外流的力与阻止钾离子外流的电场力达到平衡时，钾离子的净移动就会等于零。
此时，细胞膜两侧稳定的电位差称为钾离子的平衡电位。
根据物理化学能斯特公式，只要知道细胞膜两侧钾离子的浓度差，就可计算出钾离子的平衡电位。
如果人工改变细胞膜外钾离子的浓度，当浓度增高时测得的静息电位值减小，当浓度降低时测得的静息电位值增大，其变化与根据能特斯公式计算所得的预期值基本一致。
科学家注意到根据公式计算出钾离子平衡电位还是与实际测量出的静息电位有很小的一些差别的，测定值总是比计算值负得少。
这是由于膜对钠离子和氯离子也有很小的通透性，它们的经膜扩散（主要指钠离子的内移），可以抵销一部分由钾离子外移造成的电位差数值。
静息状态下钾离子的外流是构成静息电位的主要因素。
一般细胞内钾离子的浓度变化非常小，因此造成细胞内外钾离子浓度差变动的主要因素是细胞外的钾离子浓度。
如果细胞外钾离子浓度增高，可使细胞内外的钾离子浓度差减小，从而是钾离子向外扩散的动力减弱，钾离子外流减少，结果是静息电位减小。
反之，则使静息电位增高。
这个实验也进一步说明，形成静息电位的主要离子就是钾离子。
测定方法插入膜内的是尖端直径＜1μm的玻璃管微电极，管内充以KCl溶液，膜外为参考电极，两电极连接到电位仪测定极间电位差。
动作电位的概念及特点
动作电位的概念及特点
动作电位是神经元在受到刺激并传导信号时所产生的电活动。
它是神经元内外电位的瞬时改变，通常表现为快速的电压变化。
动作电位具有几个重要的特点。
首先，动作电位是一种“一刺一发”的现象，即只有当神经元受到刺激达到一定阈值时，才会产生动作电位。
这种特点保证了神经信号的可靠传递。
其次，动作电位具有“一势一值”的特点，即它的幅度是固定的并且不会因刺激的大小而改变。
无论刺激的强度是强是弱，动作电位的幅度都会保持一致。
这种特点有助于传递稳定的神经信号。
此外，动作电位具有“一激一发”的特点。
一旦神经元产生了动作电位，它会沿着神经纤维传播并激活相邻的神经元，从而实现神经信号的传递。
这种特点保证了神经信息的快速传递和同步性。
最后，动作电位具有一定的“绝对不应期”和“相对不应期”。
绝对不应期是指在一个动作电位产生后的一段时间内，神经元不会再次产生新的动作电位；相对不应期是指在绝对不应期之后的一段时间内，神经元只有在受到强烈的刺激时才能再次产生动作电位。
这些不应期保证了神经元的兴奋不会无限制地持续下去，从而维持了神经系统的稳态。
总之，动作电位是一种神经元产生的电活动，具有“一刺一发”、“一势一值”、“一激一发”的特点，同时还存在着绝对和相对的不应期。
这些特点使得动作电位成为神经信号传递的基础，对于神经系统的正常运行至关重要。
静息电位和动作电位及其产生原理
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。
神经元中的动作电位
神经元中的动作电位神经元是我们体内最基本的功能元件，没有神经元我们将无法感知外界环境，无法思考，无法行动。
那么，究竟是如何完成这些功能的呢？其实是动作电位发挥了重要的作用。
什么是动作电位？动作电位，又称神经冲动，是神经元接受到一定程度的刺激后，释放出的一种电化学现象。
它类似于电路中的电信号，用于沟通不同神经元间的信息传递。
在一个神经元内部，动作电位通常由离子通道的周期性开启和关闭所驱动，这一过程细节繁多，下面我们来进行深入分析。
动作电位的产生过程当神经元受到外在的刺激后，如化学物质、光线、电子等，必定会产生一定程度的静电荷分布变化。
接下来，钠离子通道会迅速开启，钠离子靠浓度梯度通过细胞膜进入神经元，使得细胞内负离子浓度明显减少，细胞外正离子浓度明显增加，这就产生了内外部差异电位。
这一过程引起周围电位的变化，开启更多的钠离子通道，形成一个“电荷波前”，慢慢地，这个过程会传遍整个神经元，直到所有的离子通道都关闭，细胞内外的电位差异得以重新达到平衡，此时动作电位的传递结束。
动作电位的参数动作电位经常用于描述神经元内部离子通道活动时的特定参数。
其中最常见的是阈值激活电位、最大电压和持续时间。
阈值激活电位指的是当静电荷分布变化达到一定程度时，离子通道会开启，通常它是一个比较负的电压值，约为-50mV左右。
而最大电压是指在动作电位传递过程中，细胞内外电位差异达到的最大电压值约为+30mV左右。
持续时间则根据不同的细胞类型，会有所不同，但通常不会超过2ms。
动作电位在神经元中的功能动作电位在神经元中扮演着非常重要的角色。
它能够让神经元内部的信息传递更加快速、准确和可靠。
同时，动作电位也可以控制神经元的释放物质，比如我们都知道，神经元可以释放神经递质来传递信息，而神经递质本身也需要动作电位的参与才能进行释放。
另外，动作电位还可以调控神经元突触的传导性能，对整体神经元网络的传递效果产生影响。
所有这些功能的顺畅实现都需要完善的动作电位传递。
人体解剖生理学名词解释动作电位
人体解剖生理学名词解释动作电位一、概念动作电位是指神经元或肌肉细胞在受到刺激后产生的电压变化。
这种电压变化在神经传导和肌肉收缩中起着重要的作用。
二、形成过程1. 构成神经元膜的脂质双分子层具有半透性，其上的离子通道可以开启或关闭。
当细胞受到刺激时，通道打开，允许离子自由通过。
2. 在受到刺激后，细胞内外的离子浓度会发生变化，导致细胞内外的电位差发生改变。
3. 当细胞内的电位超过阈值时，触发膜电位的快速上升和下降，形成动作电位。
三、特征1. 动作电位是一种全或无的反应，即一旦触发就会全面传播，而不会因刺激的强度而改变动作电位的幅度。
2. 动作电位是快速的，通常持续时间很短，大约只有1-2毫秒。
3. 动作电位是可逆的，一旦传播完成，膜电位会恢复到静息电位水平。
四、传导1. 神经元内部动作电位沿轴突传播，通过神经末梢释放化学物质来传递信号。
2. 肌细胞内部动作电位则会引起肌肉的收缩。
五、应用1. 作为神经传导的重要基础，动作电位在神经系统功能活动中起到关键作用，如感觉传导、运动控制等。
2. 动作电位也被广泛应用于医学研究和临床诊断中，能够帮助医生了解神经肌肉失调的原因和机制，并且提供相应的治疗策略。
六、结语动作电位是神经细胞和肌肉细胞中非常重要的生理现象，对于维持正常的神经肌肉功能和实现协调的运动控制具有至关重要的作用。
深入了解动作电位的形成、传导和应用，有助于我们更好地理解人体的生理机制，为相关疾病的诊断和治疗提供理论支持。
动作电位是神经系统和肌肉系统中的重要生理现象，对于维持身体正常功能和实现协调的运动控制起着不可或缺的作用。
在我们深入了解动作电位的形成、传导和应用的基础上，接下来我们将继续探讨动作电位在神经传导和肌肉收缩中的具体机制以及其在医学领域的应用。
一、神经传导中的动作电位动作电位在神经元中是如何传导的呢？神经元的细胞体和树突接收到来自其他神经元的信息，通过细胞体和树突将这些信息传递给轴突。
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2.1.2 神经元动作电位的产生机制
神经元具有两个最主要的特性，即兴奋性和传导性。
动作电位（action potential, AP）是神经元兴奋和活动的标志，是神经编码的基本单元，在极为复杂的神经系统网络中，是信息赖以产生、编码、传输、加工和整合的载体。
下面简单的介绍动作电位的产生的机制[3-4]。
1．静息电位及产生原理
（1）静息电位：细胞膜处于安静状态下，存在于膜内、外两侧的电位差，称为静息电位。
如图2.3所示，将两个电极置于安静状态下神经纤维表面任何两点时，示波器屏幕上的光点在等电位线作横向扫描，表示细胞膜表面不存在电位差。
但如将两个电极中的一个微电极（直径不足1μm）的尖端刺入膜内，此时示波器屏幕上光点迅速从等电位下降到一定水平继续作横向扫描，显示膜内电位比膜外电位低，表示细胞膜的内外两侧存在着跨膜电位差。
此电位差即是静息电位。
一般将细胞膜外电位看作零，细胞膜内电位用负值表示。
同类细胞的静息电位较恒定，如哺乳类动物神经细胞的静息电位为－70～－90mV。
安静时，细胞膜两侧这种数值比较稳定的内负外正的状态，称为极化。
极化与静息电位都是细胞处于静息状态的标志。
以静息电位为准，若膜内电位向负值增大的方向变化，称为超极化；若膜内电位向负值减小的方向变化，称为去极化；细胞发生去极化后向原先的极化方向恢复，称为复极化。
从生物电来看，细胞的兴奋和抑制都是以极化为基础，细胞去极化时表现为兴奋，超极化时则表现为抑制（图片来源：青少年宫在线）。
图2.3 静息电位测量示意图
A．膜表面无电位差B．膜内外两侧有电位差
Fig2.3Resting potential measurement diagram.
A. Membrane surface without potential difference
B. Membrane on both sides have a potential difference.
（2）静息电位的产生原理：“离子流学说”认为，生物电产生的前提一是细胞膜内外的离子分布和浓度不同，二是在不同生理状态下，细胞膜对各种离子的通透性有差异。
在静息状态下细胞膜内外主要离子分布及膜对离子的通透性见表2.1。
在静息状态下，由于膜内外K+存在浓度差和膜对K+有较大的通透性，因而一部分K+顺浓度差向膜外扩散，增加膜外正电荷；虽然膜内带负电的蛋白质（A-）有随K＋外流的倾向，但因膜对A-没有通透性，被阻隔在膜的内侧面。
随着K+不断外流，膜外的正电荷逐渐增多，于是膜外电位上升，膜内因负电荷增多而电位下降，这样便使紧靠膜的两侧出现一个外正内负的电位差。
这种电位差的存在，使K+的继续外流受到膜外正电场的排斥和膜内负电场的吸引，以致限制了K+的外流。
随着电位差的增大，K+外流的阻力也随之增大。
最后，当促使K+外流的浓度差和阻止K+外流的电位差所构成的两种力量所形成的电化学平衡相等时，K+的净外流量为0，此时跨膜电位就相当于K+的平衡电位。
K+的平衡电位与实际测得的静息电位略有差别，通常比测定值略高（即值略小），这是由于在静息状态下，膜对Na+也有较小的通透性，有少量Na+顺浓度差向膜内扩散的缘故。
简言之，静息电位主要是K+外流所形成的电一化学平衡电位。
表2.1 细胞膜内外主要离子分布及膜对离子的通透性
Table2.1 The distribution of ions inside and outside cell membrane and membrane
permeability
主要离子离子浓度（mmol／L）膜内与膜外离子比例膜对离子通透性
膜内膜外
Na＋
K＋
Cl－
A－（蛋白质）14
155
8
60
142
5
110
15
1:10
31:1
1:14
4:l
通透性很小
通透性大
通透性次之
无通透性
2．动作电位及其产生原理
（1）动作电位：细胞膜受到刺激时，在静息电位的基础上发生一次可扩布的电位变化，称为动作电位。
动作电位可用上述微电极插入细胞内测量记录下来。
在测出静息电位的基础上，给予神经纤维一个有效刺激，此时在示波器屏幕上即显示出一个动作电位，如图2.4A 所示。
动作电位包括一个上升相和一个下降相，上升相表示膜的去极化过程，此时膜内原有的负电位迅速消失，并进而变为正电位，即由－70～－90mV变为＋20～＋40mV，出现膜两侧电位倒转（外负内正），整个膜电位变化的幅度可达90～130mV。
其超出零电位的部分
称为超射。
下降相代表膜的复极化过程，是膜内电位从上升相顶端下降到静息电位水平的过程。
神经纤维的动作电位，主要部分由于幅度大、时程短（不到2ms），电位波形呈尖峰形，称为峰电位（Spike potential）。
在峰电位完全恢复到静息电位水平之前，膜两侧还有微小的连续缓慢的电变化，称为后电位。
从生物电角度来看，动作电位与兴奋两者是同义语，兴奋性是指细胞或组织产生动作电位的能力。
动作电位一旦产生，细胞的兴奋性也相应发生一系列改变。
从时程上来说，峰电位相当于细胞的绝对不应期；后电位的前段相当于相对不应期和超常期；后电位的后段相当于低常期，如图2.4B所示。
膜电位恢复到静息电位水平，兴奋性也就恢复正常。
（2）动作电位的产生及原理：细胞膜受到刺激后，首先是该部位细胞膜上Na+通道少量开放，膜对Na+的通透性稍有增加，少量Na+由膜外流入膜内，使膜内外电位差减小，称为局部去极化或局部电位，局部电位不能远传。
但Na+内流使膜内负电位减小到某一临界数值时，受刺激部位的膜上Na+通道全部开放，使膜对Na+的通透性突然增大，于是膜外Na+顺浓度差和电位差迅速大量内流，从而爆发动作电位。
Na+内流是一个正反馈过程（再生性）。
使膜对Na+通透性突然增大的临界膜电位数值，称为阈电位。
阈电位比静息电位约小10～20mV。
任何刺激必须使内负电位降到阈电位水平，才能爆发动作电位。