什么是跳跃式传导?

作者: meilin
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跳跃式传导( Saltatory conduction)是一种以迅速有效方式传导信号的神经冲动。这种传导一般分为三个步骤:即神经接收信号,信号沿着神经从一个节点跳跃到另一个节点,然后到达目的地。大多数情况下,这种跳跃速度比神经内部的传导快很多。

基本概念

跳跃节省时间并促进神经系统的能量效率,但并不是传输信号的唯一方式。尽管它是最常见的一种,但大多数情况下取决于传递什么和来自哪里。真正的快速脉冲和反应通常在沿神经核心(轴突)传导的信号太多并且太慢时才使用这种跳跃移动。

神经解剖

神经通常由一个轴突(被多个叫做髓磷脂的脂肪物质节点围绕)组成。髓磷脂起绝缘体作用,保护神经并保持其包含的信号。节点通常不覆盖整个神经,并且节点之间在轴突或多或少暴露的地方有很小的空隙。这被叫做兰氏结(nodes of Ranvier)。信号从髓鞘跳跃到髓鞘时就会发生跳跃式传导,本质上是从轴突顶部掠过。

理解神经脉冲

神经的主要作用是传递信号。它们传导的信号有时与疼痛或冷热等感觉有关。它们还帮助控制肌肉和器官的反应与运动。这类信号往往叫做“动作电位”。

可以将动作电位理解为将信号从神经元发送到肌肉细胞的电脉冲。这些神经脉冲通常只在神经轴突内产生。然后,轴突将电流传导到其最终的目的地(一般是突触)。沿轴突的离子通道维持电流并保持其工作。

髓鞘的重要性

髓鞘有绝缘体作用,并防止电流从轴突膜泄露。实际上,有髓鞘轴突的所有离子通道都集中在兰氏结。这些节点相互间隔约为1毫米。

电脉冲不能穿过轴突鞘部分,这是跳跃过程变得很重要的原因所在。相反,电流从一个节点跳跃到另一个,每次触发另一个动作电位。在到达最终目的地之前,该过程都会沿着轴突继续。

主要好处

并不是所有神经脉冲都使用该过程。例如,没有髓磷脂的轴突就不能用它。传导在无髓鞘轴突里通常更慢,因为电压门控钠和钾通道需要在不同点再生活动以防止电流减弱。对于内部器官,消化系统,血管和大多数腺体来说,慢信号通常不是问题。然而,身体系统通常需要快速反应,如更依赖髓鞘轴突的中枢神经系统等,其结果就是跳跃过程。

这种快速传导的两大好处是提高信号速度和促进能效。这种传导通常比连续传导快30倍。通过限制到兰氏结的电流,跳跃式传导也能减少通过膜的离子渗漏。这样能节省代谢能量,因为神经系统使用身体代谢能量的大约20%,因此这是一个明显好处。

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