我們的身體為什么能動,由它們決定
來源:科普中國
發(fā)布時間:2024-12-19
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當你打開一個電腦網(wǎng)頁時,你的眼睛和手指已經(jīng)完成了諸如轉(zhuǎn)動眼球、滑動手指等一系列動作。你是否思考過,為何我們能完成這些動作呢??

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  其實,我們的每一個動作,都是肌肉收縮作用于骨骼的結(jié)果。當我們受到外界刺激時,會產(chǎn)生神經(jīng)興奮。神經(jīng)興奮是可以傳導的,當它傳導到肌肉時,會使肌肉也產(chǎn)生興奮,肌肉興奮又會引起肌肉收縮,從而產(chǎn)生各種動作。我們將這種能夠傳播的神經(jīng)興奮稱為神經(jīng)沖動??梢哉f,肌肉收縮就是神經(jīng)沖動的間接體現(xiàn)。?

  那么,神經(jīng)沖動是怎么產(chǎn)生的呢??

  神經(jīng)沖動是在神經(jīng)纖維上傳導的動作電位。我們可以把神經(jīng)沖動想象成電流,把神經(jīng)纖維想象成電路。假如電路上連著一個燈泡,當電流通過電路時,燈泡就會亮。神經(jīng)沖動引起肌肉收縮的情況也與此類似,只不過神經(jīng)沖動這種“電流”不是普通的電流,它的產(chǎn)生主要取決于兩種元素。這兩種元素就是鈉和鉀。鈉和鉀位于元素周期表的第一列,它們的最外層軌道只有一個電子,極不穩(wěn)定。因此,鈉和鉀一遇到空氣就會立馬與空氣中的氧發(fā)生反應,變成鈉離子和鉀離子。?

  作為常量元素,鈉和鉀在人體的含量很多,并且都是以離子的形式存在的。正常情況下,細胞外的鈉離子濃度高于細胞內(nèi)的鈉離子濃度,細胞內(nèi)的鉀離子濃度高于細胞外的鉀離子濃度。對于鈉離子來說,一有機會,它們就會朝細胞內(nèi)流動;而對于鉀離子來說,它們更傾向于向細胞外流動,這是由它們在細胞內(nèi)外的濃度差決定的。?

  當身體受到有效刺激時,細胞膜上的鈉離子通道開啟,鈉離子就會開始向細胞內(nèi)流動。我們知道,鈉離子帶著一個正電荷,因此,如果大量的鈉離子向細胞內(nèi)移動,必然會使細胞內(nèi)外的電位發(fā)生變化。當細胞內(nèi)外的電位達到平衡時,鈉離子就不再移動了。這時,細胞膜上的鉀離子通道開啟了,于是鉀離子就開始向細胞外流動,使細胞內(nèi)外的電位再次發(fā)生變化,等到細胞內(nèi)外的電位再次達到平衡時,鉀離子也停止移動了。?

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  外界刺激使得鈉離子向細胞內(nèi)移動,鉀離子向細胞外移動,這兩次移動使得細胞內(nèi)外的電位發(fā)生了變化,這種變化就是動作電位。動作電位不會局限在受刺激的部位,動作電位產(chǎn)生后,會迅速向周圍傳導。一旦動作電位進行傳導,就會產(chǎn)生神經(jīng)沖動。而神經(jīng)沖動,則會導致肌肉收縮。?

  由此可見,我們的生命活動離不開鈉和鉀。不過,這兩種元素并不是攝入越多越好。以鈉為例,世界衛(wèi)生組織建議,成人每天攝入的鹽應不超過5克,其目的主要是限制鈉的攝入量。因為根據(jù)上述細胞膜內(nèi)外電位變化的過程我們可以得知,如果體內(nèi)的鈉離子過多,當細胞膜上的鈉離子通道開啟后,會有過量的鈉離子涌入細胞膜內(nèi)。在這種情況下,即便鉀離子流到細胞膜外,細胞膜內(nèi)也不能恢復最初的電位,導致動作電位的傳導出現(xiàn)問題,無法正常地引起肌肉興奮,我們也就無法完成動作了。?

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