动作电位的产生机制

1.3.1.1 兴奋性、兴奋、可兴奋细胞

古老生理学将活组织或细胞对刺激发生反应的能力定义为兴奋性（excitability）。神经、肌肉、腺体三种组织的细胞的兴奋性比较高,被称为可兴奋组织或可兴奋细胞。 近代生理学中， 更准确地定义：

兴奋性为细胞受刺激时产生动作电位的能力。兴奋则指产生动作电位的过程或是动作电位的同意语。组织产生了动作电位就是产生了兴奋（简称兴奋）。在受到刺激时能产生动作电位的组织才称为可兴奋组织。

1.3.1.2 刺激引起兴奋的条件（不讲解，通过实验课自学，） 1.什么叫刺激？

2.任何刺激要引起组织兴奋的必要条件是什么（刺激三要素）？

3.什么是强度阈值(threshold intensity)、阈刺激（threshold stimulation）、阈下刺激

(subthreshold stimulus)阈上刺激(suprathreshold stimulus)和顶强度（maximal intesity）； 4.阈值和兴奋性有什么关系？时间-强度曲线表示什么含义？ 1.3.1.3细胞兴奋时的兴奋性变化

绝对不应期（absolute refractory per

动作电位恢复静息电位

动作电位复极化后出现超极化，此时膜内电压低于-70mv，书上说此时钠钾泵发挥作用，将3个钠离子运出，2个钾离子运入，这样逐渐恢复-70mv的状态，但是出去的钠离子多，进来的钾离子少不是加重了膜内的负电荷吗，为什么能够恢复-70mv

2014-12-25 17:32

提问者采纳

这个问题我总结并发表过，我给你解释，下附相应解释，不理解的大家一起探讨这个问题。

静息电位与动作电位

一、静息电位

1、概念表述

静息电位是指组织细胞静止状态下存在于膜内外两侧的电位差，呈外正内负的极化状态。其值常为数十毫伏，并稳定在某一固定水平。

2、产生条件

（1）细胞膜内外离子分布不平衡。就正离子来说，膜内K+浓度较高，约为膜外的30倍。膜外Na+浓度较高约为膜内的10倍。从负离子来看，膜外以Cl-为主，膜内则以大分子有机负离子（A-）为主。

（2）膜对离子通透性的选择。在静息状态下，膜对K+的通透

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性大，对Na+的通透性则很小(Na+通道关闭)，对膜内大分子A-则无通透性。

3、产生过程

K+顺浓度差向膜外扩散，膜内A-因不能透过细胞膜被阻止在膜内。致使膜外正电荷增多，电位变正，膜内负电荷相对增多，电位变负，这样膜内外便形成一个电位差。当促使K

动作电位有关疑难问题例析

动作电位是指可兴奋细胞在受到适当刺激后，其细胞膜在静息电位的基础上发生的迅速而短暂的、可向周围扩布的电位波动。这种电位波动也可称为神经冲动或者兴奋。浙科版教材中关于动作电位的产生传导和传递的内容十分注重科学性，改正了以前版本教材的一些错误观点。但限于篇幅及学生的阅读层次，有关内在机理的解释不是很详尽，加上各种版本教参说法不一致，导致许多教师在该块内容上也模糊不清或者存在误解。下面针对有关疑难问题利用例题进行分析，以供参考。 1 动作电位的检测

例题1（“2009上海生物高考试卷”28题）：神经电位的测量装置如右上图所示，其中箭头表示施加适宜刺激，阴影表示兴奋区域。用记录仪记录A、B两电极之间的电位差，结果如右侧曲线图。若将记录仪的A、B两电极

均置于膜外，其它实验条件不变，则测量结果是

检测动作电位的记录仪可以是电流表或示波器，题干中所记录的单相电位反映的是膜内某点（A点）与膜外参考电极（B点电极）之间的电位差变化。静息状态时，膜电位分布为外正内负，即膜外电位高于膜内。当规定膜外为零电位（如膜外电极接地，其实B电极如果不接地，则B点兴奋时，该处电位也会发生变化，记录到的应是两次波动），则膜内为负电位。

课程名称：动物生理学实验

实验项目：实验二 神经干复合动作电位的记录和观察

[目的]

1、学习电生理学实验方法。

2、观察蛙坐骨神经干复合动作电位的波形，并了解其产生原理。 3、测量神经干动作电位产生的阈强度和顶强度。 [原理]

1、两栖类一些基本的生命活动和生理功能与温血动物类似，而离体组织器官所需的生活条件比较简单，并且易于控制和掌握，因此在生理实验中常用两栖类离体组织器官作为实验标本。

2、神经干在受到有效刺激后，可以产生动作电位，标志着神经发生兴奋。如果在神经干另一端引导传来的兴奋冲动，可以引导出双相的动作电位，如在两个引导电极之间将神经麻醉或损坏，则引导出的动作电位即为单相动作电位。

3、神经细胞的动作电位是以“全或无”方式发生的。坐骨神经干是由很多不同类型的神经纤维组成的，所以，神经干的动作电位是复合动作电位。复合动作电位的幅值在一定刺激强度下是随着刺激强度的变化而变化的。

[实验材料]蛙 常用手术器械 蛙板 任氏液 培养皿 烧杯 神经屏蔽盒 Medlab生物信号采集系统

[实验流程] 神经干标本制备→仪器联接和调试→测定参数→测定神经干的刺激阈值→观察记录双相动作电位→观察记录单相动作电位 [实验步骤]

课程名称：动物生理学实验

实验项目：实验二 神经干复合动作电位的记录和观察

[目的]

1、学习电生理学实验方法。

2、观察蛙坐骨神经干复合动作电位的波形，并了解其产生原理。 3、测量神经干动作电位产生的阈强度和顶强度。 [原理]

1、两栖类一些基本的生命活动和生理功能与温血动物类似，而离体组织器官所需的生活条件比较简单，并且易于控制和掌握，因此在生理实验中常用两栖类离体组织器官作为实验标本。

2、神经干在受到有效刺激后，可以产生动作电位，标志着神经发生兴奋。如果在神经干另一端引导传来的兴奋冲动，可以引导出双相的动作电位，如在两个引导电极之间将神经麻醉或损坏，则引导出的动作电位即为单相动作电位。

3、神经细胞的动作电位是以“全或无”方式发生的。坐骨神经干是由很多不同类型的神经纤维组成的，所以，神经干的动作电位是复合动作电位。复合动作电位的幅值在一定刺激强度下是随着刺激强度的变化而变化的。

[实验材料]蛙 常用手术器械 蛙板 任氏液 培养皿 烧杯 神经屏蔽盒 Medlab生物信号采集系统

[实验流程] 神经干标本制备→仪器联接和调试→测定参数→测定神经干的刺激阈值→观察记录双相动作电位→观察记录单相动作电位 [实验步骤]

生理学实验报告中山大学生命科学学院

实验六-七神经干动作电位的探究

? 介绍

一、

背景信息

神经是由神经纤维聚集成束的构造，而神经纤维本身是由神经元的轴突（神经元的细长突出，负责传出神经讯号）外被神经胶质细胞所形成的髓鞘包覆而构成。每一条神经的外部都被一层致密的结缔组织所包覆，称为神经外膜，其内亦包埋了提供营养的血管。神经内的神经纤维被神经束膜分隔为数个神经纤维束。每个神经纤维周围亦有神经内膜包覆。神经外膜内包埋的血管分支通过神经束膜，在神经内膜形成血管网。神经内膜亦具有淋巴管。[1]

神经干在受到有效刺激后，可以产生动作电位，标志着神经发生兴奋。[2]

神经在一次兴奋的过程中，其兴奋性也发生一个周期性的变化，而后才恢复正常。兴奋性的周期变化，依次包括绝对不应期、相对不应期、超常期和低常期4个时期。[2]

不应期的长短对生物体有着重要的意义，不同的可兴奋组织（细胞）的不应期长短是不尽相同的。神经细胞的不应期一般较短，这是为了能较快地接受外界刺激信号和传导信息，以使机体及时做出反应；而心肌细胞的不应期较长，这是为了使心肌在每一次收缩后有足够的舒张休息的时间，防止心肌过度紧张疲劳甚至出现强直收缩现象而危及机体。[2]

神经干受到有效刺激兴奋以后

引导电极对蛙坐骨神经干动作双相动作电位波幅的影响

（韶关学院医学院，广东 韶关 512026）

摘要：

目的：探究引导电极对蛙坐骨神经干动作双相动作电位波幅的影响。方法：离体细胞外记录法。取蛙的坐骨神经干标本用神经干标本屏蔽盒处理。结果：电极之间间隔的增大，动作电位的波幅也逐渐增大。结论：电极间隔越大动作电位波幅越大，负相波波幅的均值比正相波波幅的均值大。 [关键词] 引导电极；间距；动作电位；蛙；

前言：

神经干动作电位可以通过动作电位的波幅得到体现。在一定范围内神经干动作电位的幅度随刺激强度的增加而增大，不存在阈强度，不表现为\全或无\特征。蛙类坐骨神经干传导是速度约为35-40 m/S, 神经纤维在一次兴奋过程中，其兴奋性可发生周期性变化，包括绝对不应期，相对不应期，超常期和低常期。本次实验中所给条件刺激和检验性刺激采用参数完全相同的两个刺激，在不同时间间隔内检查检验性刺激所引起的条件性刺激的动作电位的幅度大小，作为反映神经纤维兴奋性变化规律的指标。

1 材料与方法 1.1 材料

1.1.1 仪器 多道生理信号采集处理系统RM6240BD型（成都仪器厂制造）、标本屏蔽盒BB-1型（成都仪器厂制造）、蛙手术用具。 1.1.2 试剂

一、实验目的：

1. 学习蛙坐骨神经干标本的制备

2. 观察坐骨神经干的双相动作电位波形，并测定最大刺激强度 3. 测定坐骨神经干双相动作电位的传导速度 4. 学习绝对不应期和相对不应期的测定方法 5. 观察机械损伤或局麻药对神经兴奋和传导的影响

二、实验材料

1. 实验对象：牛蛙

2. 实验药品和器材：任氏液，2%普鲁卡因，各种带USB接口或插头的连接导线，神经屏

蔽盒，蛙板，玻璃分针，粗剪刀，眼科剪，眼科镊，培养皿，烧杯，滴管，蛙毁髓探针，BL-420N系统

三、主要方法和步骤：

1. 捣毁脑脊髓 2. 分离坐骨神经 3. 安放引导电极 4. 安放刺激电极 5. 启动试验系统 6. 观察记录 7. 保存 8. 编辑输出

四、实验结果和讨论

1. 观察神经干双相动作电位引导（单通道，单刺激）

如图，观察到一个双相动作电位波形。

2. 神经干双相动作电位传导速度测定（双通道，单刺激）

（1） 选择“神经骨骼肌实验”—“?传导速度测定” （2） 改变单刺激强度

（3） 传导速度 = 传导距离(R1--R2-)/传导时间(t2-t1)

如图所示，两个波峰之间的传导时间 △t = (t2-t1) = 0.66ms

实验中，我们设定在引导电极1和3之间

神经传导速度的测定

一、实验目的

分离蟾蜍的坐骨神经，掌握蛙类坐骨神经干动作电位的记录方法

观察刺激强度对神经干动作电位的影响,测定动作电位在神经干上的传导速度

二、 实验原理

神经细胞（纤维）受到有效刺激（阈刺激，阈上刺激）后，产生了动作电位，即兴奋，它是“全或无”的

神经干动作电位的幅度在一定范围内随刺激强度变化而变化

三、 实验器材

蛙、电极、神经标本屏蔽盒、手术器械、任氏液、培养皿、棉球等

四、实验步骤

1、制作坐骨神经标本

操作方法与腓肠肌标本类似，当分离坐骨神经到膝关节时，再向下分为胫神经和腓神经。小心分离至跟腱处剪断，制成腓神经标本，标本放入任氏液中10min左右备用。

2、连接线路及电极

取出神经标本放在神经屏蔽盒中的电极上 3、仪器调试

选择：实验项目?肌肉神经实验?神经干动作电位的引导

调节刺激参数，单刺激方波、强度1.5V、波宽0.5ms，即可在显示器第一、第二通道上观察到双相动作电位

待显示器上出现动作电位后，再区间两点测量

四、 注意事项

1、尽量减少对神经的牵拉，以免损伤神经,要经常保持标本湿润，神经要尽量分离长些，最好把两个分支都分离到。

2、神经干应与每个使用的电极密切接触。保持标本湿润，但不能滴加过多任氏液

综合性实验

实验一 神经干复合动作电位与骨骼肌收缩的关系

【实验目的】

利用蟾蜍的坐骨神经干-腓肠肌标本，采用PowerLab多通道同时记录的优点，通过生物电放大器引导并记录神经干复合动作电位；使用机械-电换能器来获得骨骼肌的收缩曲线，两者对照，分析其产生的机制和特点。

【实验原理】

骨骼肌纤维受运动神经纤维的控制，神经纤维受到刺激后，其兴奋延神经纤维以动作电位的形式传导到相应的肌纤维，通过兴奋—收缩耦联，引起肌纤维收缩或舒张。神经纤维的兴奋表现为细胞膜上的生物电——动作电位的产生和传导，随后，肌细胞产生收缩，反映在张力和长度的变化上，两者产生的机制和表现形式均不相同。

【实验动物】 蟾蜍

【药品与器材】

蛙手术器械，PowerLab 8S主机，张力换能器，生物电放大器，桥式放大器，铁架台，肌槽，任氏液。

【实验步骤】 1．标本制备：

蟾蜍坐骨神经标本制备方法参见P19的蟾蜍神经肌肉标本的制备，标本浸在任氏液中约5 min，待其兴奋性稳定后实验。

2．仪器装置及程序设置 （1）连接仪器（图6-1）。

坐骨神经肌动器 干 机-电换能器 腓肠肌 S1 S2 R1 R2 R3 生物电放大器 PowerLab 桥式放大器 网 络 打 印 机 计