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神经纤维兴奋如何沿轴索传导?

神经纤维的兴奋是通过一系列复杂的生物电化学过程沿着轴索进行传导的。当一个刺激达到足够的强度时,它会引发神经细胞膜上的钠离子通道开放,导致大量的钠离子进入细胞内,从而产生动作电位。这个过程可以大致分为以下几个步骤:
1. 静息状态:在静息状态下,神经纤维内外存在着一定的电位差,即静息电位,大约为-70mV至-90mV之间。这是因为细胞膜对钾离子的通透性较高而对钠离子的通透性较低,并且细胞内部含有较多的大分子负离子。
2. 去极化:当一个足够强度的刺激作用于神经纤维时,会导致膜上的电压门控式钠通道开放,大量带正电荷的钠离子迅速内流。随着钠离子进入细胞的数量增加,膜内外的电位差逐渐减小直至反转,形成峰值约为 30mV至 40mV的动作电位。
3. 复极化:随后,由于细胞膜上的钾通道开放和钠通道关闭,带正电荷的钾离子开始大量外流,使得膜内外恢复到接近于静息时的状态。此时,尽管膜内外的电位差已经回到负值,但比最初的静息电位略高一些。
4. 超极化:在某些情况下,在复极化之后可能会出现短暂的超极化现象,即膜内外的电位差超过静息水平,这有助于防止动作电位再次发生。
5. 传导机制:一旦某个部位产生了动作电位,它会沿着轴索以局部电流的形式向前传播。由于细胞膜具有一定的电阻和电容特性,在一个位置产生的去极化效应可以引起邻近区域的电压变化,进而触发该处钠通道的开放并产生新的动作电位。这样,兴奋就从一个点向另一个点逐级传递下去。

整个过程中,轴浆内的电流流动是双向的,但膜外表面正离子的移动方向与冲动传导的方向一致,而内表面负离子则相反。此外,在有髓鞘的神经纤维中,由于髓鞘的存在减少了跨膜电导,使得动作电位主要在郎飞结处跳跃式地进行传导(即跳跃传导),从而提高了传导速度并节省了能量。

以上就是神经纤维兴奋沿轴索传导的基本原理和过程
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