神经冲动、受体、突触和神经递质

电信号通过树突传递，产生动作电位，实际上这就是神经冲动。当离子进出细胞时，细胞就会产生动作电位。钠离子（Na+）和钾离子（K+）在此过程中起关键作用。钠离子和钾离子通道以及钠钾泵负责将它们运输进细胞和出细胞。神经冲动传递的这些传导路径具有活性且具有电子特性。突触负责在细胞之间传递内部信号。神经传导路径的膜电阻相对较高，而轴突的电阻相对较低。电突触连接存在于逃避反射、心脏以及脊椎动物的视网膜中。每当需要快速而准确地做出反应时，这些神经传导系统的目标就是实现这一功能。当动作电位到达这种突触阶段时，两个细胞的膜上会充满离子电流。

机制；原理；作用方式

轴突或神经纤维呈圆柱形，其内部充满轴浆（axoplasm），外部覆盖着轴膜（axolemma）。细胞外液（ECF）用于浸泡这些神经纤维。轴浆和细胞外液中都含有离子形式的物质。轴浆中的钠离子（Na+）可以中和轴突外部氯离子（Cl-）所带的负电荷。轴浆中的钾离子（K+）则可以中和带负电的蛋白质分子。神经元的细胞膜内侧呈负电，外侧呈正电，这种电位差构成了神经元的静息电位。当膜两侧的电位差达到70到90毫伏时，膜就会发生极化。钾钠泵在维持这种电位平衡中起着关键作用。轴突膜与这些泵相连，轴浆和细胞外液会通过这些泵相互交换钾离子。

当刺激作用于神经纤维的膜时，钠钾泵会停止工作。这种刺激可以是电性的、化学性的或机械性的。随后，钾离子会从膜外流入，而钠离子则会从膜内流入，导致膜内外产生净电荷。当神经纤维去极化或处于动作电位状态时，就会产生动作电位。在动作电位过程中，膜会传递神经冲动。神经冲动就是沿着膜传播的动作电位。神经冲动的电压大约为+30毫伏。当动作电位结束后，钠钾泵会重新开始工作。最终，轴突膜会恢复到静息电位状态。

现在，这个过程以相反的顺序发生。在动作电位的逆转过程中，之前发生的所有过程都被逆转了：钾离子的流动方向发生了改变，而钠离子的流动方向则保持不变。不应期（refractory period）会阻止神经冲动在神经纤维中继续传播。这种传播方式被称为“跳跃式传导”（saltatory propagation），即冲动从一个神经节点跳跃到另一个神经节点，随着神经冲动速度的加快而增强。与非髓鞘化神经纤维相比，这种传导速度要快大约二十倍。神经纤维的直径决定了神经冲动的传播速度：哺乳动物的神经冲动传播速度为每秒二十米，而青蛙的神经冲动传播速度为每秒三十米。

受体

受体是一种能够与特定分子结合的蛋白质；配体则是与受体结合的分子。这种配体可以是矿物质、蛋白质、激素，或是生物体自身产生的神经递质等。受体蛋白上存在多个配体结合位点。当配体与受体结合时，受体的构象会发生变化，这种形状的改变会轻微影响蛋白质的功能。由于构象的变化，受体可能会转变为一种酶，从而能够主动地结合或分离其他分子。

一种蛋白质的变化也可能引发其他蛋白质的变化，最终将这些变化的信息传递给细胞的其他部分。这些信号可能是代谢调节的信息，也可能是感官信号。受体与其配体结合的能力被称为结合亲和力。当受体与配体的亲和力降低时，它会失去对配体的吸引力，释放配体，改变形状，并停止发送信号。根据受体与配体之间的亲和力不同，这种变化可能会迅速发生。除了配体结合位点之外，其他分子也能够与受体结合。如果某种分子能够模拟配体的作用，那么它就被称为天然配体（即激动剂）。许多药物中的化学化合物都属于这类天然配体。 包括处方药。 天然配体与合成配体相比，通常对受体的亲和力较低。因此，某些药物和止痛药会导致耐受性的产生，因为它们会在受体上停留更长时间。这样一来，许多神经已经被阻断，就需要增加剂量才能引发相同的反应（即产生相同的镇痛效果）。

受体类型

哺乳动物体内实际上存在数千种不同的受体。受体种类繁多，无法一一列举，但可以大致进行分类。“细胞信号传导”过程几乎完全依赖于受体和配体来产生信号和反应。这些受体包括膜受体蛋白，它们接收配体并激活细胞内的其他生物过程；此外，免疫系统中的受体则专门针对入侵的蛋白质和分子。

突触

突触是神经元之间的连接点，允许它们之间进行信息传递。一种被称为神经递质的化学信使将信息从突触前神经元（传递信息的神经元）传递到突触后神经元（接收信息的神经元）。因此，突触是神经系统中的一个连接点，有助于传递被称为神经冲动的化学或电信号。根据传递信号的类型，突触可以分为化学突触或电突触。

类型

根据传递的信号类型，突触可以是化学性的或电性的。尽管化学可兴奋的神经元会因为膜上的电压梯度而产生电信号，但它们通过突触传递的信号仍然是化学性的或电性的，这取决于刺激的类型。以下是这两种突触的简要描述：

化学突触：当神经递质（即化学信使）由突触前神经元释放时，就会形成化学突触。突触后神经元的膜受体与突触间隙中释放的神经递质结合。信号通过这些神经递质引发的二级信使进一步传递或被抑制。这种类型的神经元信号传递对于通过复杂且漫长的路径传递信号至关重要。

电突触：当突触前细胞和突触后细胞之间的电压发生变化时，电流会通过一种称为“间隙连接”的特殊通道传递。这种通道存在于参与信号传递的细胞膜上。电突触使得细胞间的信号传递速度非常快。

神经递质

我们的身体里充满了被称为神经递质的化学信使。周围神经系统中的细胞和目标细胞通过这些神经递质来传递信号。根据目标细胞的类型，这些目标细胞可能位于肌肉、腺体或神经中。

大脑通过神经递质调节的众多功能包括：

• 消化
• 睡眠周期
• 食欲
• 情绪；心情
• 呼吸
• 心率

肌肉运动

神经系统控制着多个器官的功能、大脑的思维活动以及身体的各种生理机能。神经递质（也称为神经元）在这个系统中起着至关重要的作用。神经细胞通过释放神经冲动来传递信息。这些神经递质是能够在细胞之间传递信号的化学物质。神经递质通过与细胞表面的受体结合来传递信息；不同的神经递质会与不同的受体结合，例如多巴胺分子会与多巴胺受体结合。当神经递质与受体结合后，会引发细胞的相应反应。在完成信息传递后，神经递质会被身体分解或重新利用。

类型

不同类型的神经递质以不同的方式发挥作用：

• 兴奋性神经递质 - 神经递质能够刺激目标细胞使其产生反应。
• 一种抑制性神经递质会降低目标细胞发生反应的可能性。这类神经递质有时会具有放松作用。
• 多个神经元可以同时通过调节性神经递质传递信息。神经递质之间也可以相互交流。

根据它们所连接的受体不同，神经递质可以执行多种功能。