刺激作用在神經上後,接受刺激的細胞膜附近的極性被破壞,鈉通道打開,大量鈉離子通過易化擴散由鈉通道湧入,膜兩側電性變為內正外負,接受刺激的位點與兩側產生局部電流致使兩側膜極性改變,神經衝動向兩側傳導。這一過程使得膜內外的鈉離子達到平衡,膜電位由靜息時的﹣70mV變為﹢35mV (發生動作電位)。此時鈉通道逐漸關閉,由於膜極性尚未恢復,鈉通道處於失活狀態,神經傳導處於不應期。
神經衝動傳導從軸突傳導到末端時,突觸前膜透性發生變化,使鈣離子從鈣通道以易化擴散的方式大大量進入突觸前膜,在鈣離子作用下突觸囊泡與突觸前膜融合放出遞質。突觸後膜表面的受體與遞質結合,使得鈉通道打開,神經衝動完成傳遞。神經衝動傳導到肌細胞後,肌動蛋白絲向肌球蛋白絲滑行,肌肉收縮。
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