Question

兴奋性与兴奋的引起，阈值、阈电位和动作电位的关系

兴奋性与兴奋的引起，阈值、阈电位和动作电位的关系

Answer 1

1.兴奋性
可泛指机体或组织细胞对外界刺激发生反应的能力，对可兴奋细胞来说，兴奋性是指它们在受到刺激后发生兴奋或引起动作电位的能力。在生理学中兴奋与动作电位是同义词。可兴奋细胞在接受一次刺激发生兴奋的一段时间内，其兴奋性将经历一系列有次序 的周期性变化，这种周期性变化可分为以下几个时期。
（1）绝对不应期：在可兴奋细胞接受刺激发生兴奋的最初一段时间内，无论给予多大强度的刺激也不能使细胞再次兴奋，即在这段时间内的阈值无限大，兴奋性降为零，这一时期称绝对不应期。
（2）相对不应期：在绝对不应期之后的一段时间内，如果用较强的刺激，细胞有可能再次发生新的兴奋。细胞在这段时间内的兴奋性正处于逐渐恢复的过程中，但仍低于正常，这个时期称为相对不应期。
（3）超常期：在相对不应期后，细胞的兴奋性稍高于正常水平，此时只要给予较弱的刺激即能发生新的兴奋，此期称为超常期。
（4）低常期：最后，细胞进入兴奋性低于正常的时期，即需要较强的刺激才能引起兴奋，故称为低常期。细胞在经历低常期以后，兴奋性才能完全恢复，以阈刺激又能引发一次新的兴奋(动作电位)。
不同细胞在兴奋过程中的兴奋性变化规律大致相同，但不完全相同。比如，以上各期可见于神经和骨骼肌细胞，但心肌细胞却没有低常期；神经和骨骼肌细胞的绝对不应期仅0.5~2.0毫秒，而心肌细胞的绝对不应期可长达200~400毫秒。
2.兴奋的引起，阈值、阈电位和动作电位的关系
刺激引起兴奋的条件：刺激要引起组织细胞发生兴奋，必须具备以下三个条件，即一定的刺激强度、一定的持续时间和一定的强度-时间变化率。任何刺激要引起组织兴奋，刺激的三个参数必须达到某一临界值，即阈值。这种刚能引起组织发生兴奋的最小刺激称为阈刺激，小于阈值的刺激称为阈下刺激，大于阈值的刺激称为阈上刺激。如果固定刺激的持续时间和强度-时间变化率，那么引起组织发生兴奋的最小刺激强度称为阈强度。阈强度是衡量组织兴奋性高低的指标之一。
阈电位和动作电位的引起：刺激能否引起组织兴奋，取决于刺激能否使该组织细胞由静息时的极化状态去极化达到某一临界值。一旦去极化达到这一临界值时，细胞膜上的电压门控钠通道大量激活，膜对Na+的通透性突然增大，Na+大量内流，结果造成膜的进一步去极化，而膜的进一步去极化，又导致更多的钠通道开放，有更多的Na+内流，这种正反馈式的促进作用(或称为再生性循环），使膜迅速、自动地去极化，直至达到Na+平衡电位水平，这个过程才停止，从而形成了动作电位的上升支。这种因细胞膜去极化达到产生动作电位的临界膜电位的数值，称为阈电位。一般可兴奋细胞的阈电位要比它们静息电位的负值小10~20mV。从电位变化的角度来看，所谓阈强度，是指能使膜的静息电位降低到阈电位而爆发动作电位的最小刺激强度。比阈强度弱的刺激称为阈下刺激。由此也不难理解，阈下刺激只能引起低于阈电位的局部去极化(即局部兴奋），而不能产生动作电位。当刺激强度超过阈值后，动作电位的上升速度和所能达到的最大值，就不再依赖于所给刺激的强弱了。