对神经纤维膜上产生动作电位的分析
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对神经纤维膜上产生动作电位的分析
作者：张雪利
来源：《新校园·上旬刊》2013年第12期
摘 要：神经调节中神经纤维膜上静息电位和动作电位的形成是学生不易理解的问题，本文结合教学实践中几个不易理解的问题和疑问做了深入探讨。
关键词：静息电位；动作电位；离子通道；钠钾泵
在教学中，每次学习到神经系统的调节时，讲到神经纤维膜上的电位变化，学生总是不易理解，在此笔者将这一内容进行了总结，以期对以后的教学有所帮助。
如图所示为神经纤维受刺激后动作电位的变化图。
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现就该图的变化过程以及教学中的几个疑问分析如下：此图是在神经纤维膜上某一受刺激部位膜内外两侧所测得的电位变化。
一、各个阶段变化的原因
1.膜内外的离子分布。钠钾泵是一种普遍存在于动物各种细胞膜上的特异性蛋白质，这种载体蛋白每分解一个ATP分子，可以将3个Na+送出细胞外，同时将2个K+送入细胞内，从而使细胞内K+浓度高，细胞外Na+浓度高。除了Na+和K+分布不均匀以外，细胞内还存在着大量的带负电的有机大分子物质A-，细胞膜对他们是没有通透性的，同样在细胞膜外也存在着高浓度的Cl-。总的来看，细胞膜内：K+浓度高，同时存在大量的A-；细胞膜外：Na+浓度高，同时也存在着大量的Cl-。这种膜内外离子分布的不平衡是静息电位和动作电位形成的离子基础。
2.静息电位的形成。细胞处于静息状态时，细胞膜主要对K+有通透性，而对其他离子通透性很小甚至是没有通透性。这种对K+通透性的实质，是依赖于细胞膜上的K+通道来实现的，K+可以通过该通道被动外流，使得膜外的阳离子增多，膜内的阳离子减少，从而造成膜外电位高于膜内电位的状态，当K+的移动达到平衡时，细胞膜内外两侧就形成了一个相对稳定的电位差，这就是我们通常所说的静息电位，这个过程被称为极化。
3.动作电位的形成。动作电位是膜电位的一次快速变化，随后恢复到静息膜电位状态，包括去极化、反极化和复极化三个连续变化的过程。当动作电位达到最大值时开放的电压门控Na+通道失活、关闭，而电压门控K+通道开放，少量的K+在细胞内强大的电动势和浓度梯度的作用下迅速外流，使细胞内电位降低，细胞外电位升高，这一变化也就是上图中所显示的动作电位的下降相。这个过程被称为复极化。在完全恢复到静息电位之前，钠钾泵的活动会增