兴奋在神经纤维上的传导主要通过动作电位的形式进行,具体过程如下:
1. 静息状态:当神经细胞处于静息状态时,其膜内外存在一定的电位差,即静息电位。通常情况下,细胞外的钠离子(Na )浓度高于细胞内,而钾离子(K )则相反,细胞内的浓度较高。这种分布导致了细胞膜两侧形成一个稳定的负电位。
2. 刺激引发去极化:当神经纤维受到足够的刺激时,细胞膜上的电压门控性钠通道开放,使得大量的Na 迅速内流,引起膜内外电位差减小甚至反转,这个过程称为去极化。随着膜内正电荷的增加,局部区域的膜电位变得接近或超过阈值水平。
3. 动作电位产生:一旦达到阈值,更多的钠通道被激活,形成一个快速上升期的动作电位波峰。随后,由于细胞膜上的Na 通道失活和K 通道激活,引起钾离子外流,开始恢复到静息状态的过程,即复极化。
4. 动作电位沿神经纤维传播:动作电位一旦产生,就会沿着神经纤维向前传导。在未兴奋的区域,由于存在电压门控性钠通道,当邻近已兴奋区的动作电位到达时,会触发新的去极化过程,从而形成连续的动作电位波形。
5. 髓鞘的作用:对于有髓神经纤维而言,其表面覆盖着多层脂质和蛋白质构成的髓鞘。髓鞘可以显著减少离子在轴突外流的机会,并加速动作电位沿神经纤维的传导速度。这是因为动作电位主要在郎飞结处跳跃式地传导,称为跳跃传导。
整个过程中,兴奋是以局部电流的形式在细胞膜上快速传播,最终实现信息的远距离传递。