发布网友 发布时间:19小时前
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热心网友 时间:2024-12-05 09:25
兴奋性在生物学中的角色与细胞的反应密切相关。当细胞受到刺激,如声、光、电、机械或冷热等达到一定强度,那些兴奋性较高的细胞,如神经和肌肉细胞,会释放动作电位,这是可兴奋细胞的重要特征。这种释放导致细胞膜电位的变化,进而引发神经冲动的发放和肌肉纤维的收缩。
伯恩斯坦的膜学说在1902年首次尝试用细胞膜的电特性来解释生物电的产生。他认为静息时,细胞膜主要允许钾离子(K+)向细胞外流动,形成内负外正的电位差,即静息电位。伯恩斯坦假设,兴奋时细胞膜暂时失去对离子的控制,所有离子都能通过,导致膜电位暂时平衡。然而,实验数据表明,静息电位并不完全等于钾离子的平衡电位,可能存在其他离子如钠离子(Na+)的参与。
1939年,霍奇金等人通过钠学说进一步研究,他们直接测量了*乌贼神经轴突的静息电位,发现它低于理论上的钾离子平衡电位。他们发现静息电位接近于钾离子平衡电位,但不完全等同,且存在钠离子的内流影响。当细胞受到刺激时,膜电位会发生显著变化,表现出超射现象,即电位从负值迅速升至正值,这超出了伯恩斯坦理论的解释范围,随后霍奇金提出了钠离子通道理论。
微电极技术的引入使得细胞内电位的直接测量成为可能。各种可兴奋细胞的静息电位和动作电位特性都体现出离子浓度和膜通透性的关键作用。动作电位的产生主要由钠离子内流引起,随后的恢复过程则与钾离子的外流相关,形成神经动作电位的典型过程。
兴奋(excitation) 是生物体(器官、组织或细胞)受足够强的刺激后所产生的生理功能加强的反应;如神经冲动的发放、肌肉的收缩、腺体的分泌甚至动物的狂叫等。