動作電位(Action potential)

又稱閾電位指的是處於靜息電位狀態的細胞膜受到適當刺激而產生的，短暫而有特殊波形的，跨膜電位搏動。細胞產生動作電位的能力被稱為興奮性，有這種能力的細胞如神經細胞和肌細胞。動作電位是實現神經傳導和肌肉收縮的生理基礎。
動作電位的形成與細胞膜上的離子通道開關相聯繫。一個初始刺激，只要達到了閾電位（而不論超過了多少，這就是全或無定理），就能引起一系列離子通道的開放和關閉，而形成離子的流動，改變跨膜電位。而這個跨膜電位的改變尤能引起臨近位置上細胞膜電位的改變，這就使得興奮能沿著一定的路徑傳導下去。
資料來源：維基百科

又稱為傳播電位(propagated potential)、神經衝動(nerve impulse)、放電(discharge)，即是超過閾值(threshold)的電位

動作電位形成的條件是必須到達閾電位以上，而且是去極化的刺激，影響刺激強度原因有三：
 強度(strength)：可以用較小強度與較長的持續時間來達到動作電位的產生
 持續時間(duration)
 方形波：為避免產生適應現象，所以要用電位變化率高的方形波

1. 動作電位的特性：
 動作電位通常非常迅速，持續時間只有1~4毫秒(ms)，所以每秒可以重複產生數百次動作電位
 產生動作電位的能力被稱為興奮性(excitability)
→興奮性越大代表閾電位越低
 動作電位遵守全有全無律(all or none)，每次產生的動作電位都一樣大
2.動作電位的產生與電壓控制型鈉離子和鉀離子通道(Voltage-Gated Na+ & K+ Channels)有密切關係

資料來源：webanatomy
 電壓控制型鈉離子通道有2個門，一個是平常處於關閉狀態、位於離子通道的門；另一個是不活化門(inactivation gate)，平時開啟，當達到閾電位時會開啟，但關閉速度非常快
 電壓控制型鈉離子通道具有3種狀態：
 關閉(Closed)
 開啟(Open)
 不活化(Inactivating)
 雖然鈉離子通道開啟時間可長達15毫秒，但不活化門關閉的速度只需要1毫秒，所以只會開啟一段短暫的時間，之後變成不活化狀態，當刺激不再存在時，不活化們才會再打開

 電壓控制型鉀離子通道只有離子通道的門
 鉀離子通道開啟與關閉速度都很慢
3.受刺激後會從靜止膜電位變成局部電位，之後超越閾值，然後快速上升到+30mV，這段快速上升的時期稱為去極化期(Depolarizing phase)；之後快速下降到靜止膜電位的電位，此階段稱為再極化期(Repolarizing phase)；而會有一小段時期比靜止膜電位的電位低，稱為過極化期(Hyperpolarizing phase)

 鈉離子通道一開始的通透度比鉀離子通道低很多，主要是受K+_Na+ leak channel所影響
 到達閾電位後，電壓控制鈉離子通道開啟，鈉離子通透性迅速上升，並從公式得到鈉離子往內流動(inward)，即可造成去極化現象

	鈉離子通道	鉀離子通道
靜止膜電位	關閉	關閉
去極化	開啟(鈉離子往內流)	關閉
去極化之overshoot(膜電位>0 mV)	開啟(鈉離子往內流)	關閉
最高膜電位	不活化門開始關閉	關閉
再極化	關閉	開啟(鉀離子往外流)
過極化=undershoot	關閉	開啟(鉀離子往外流)，因為關很慢
靜止膜電位	藉由鈉/鉀幫浦回到靜止膜電位

4.動作電位的產生是耗能的反應
 產生動作電位時，大量的鈉離子進入細胞和大量的鉀離子離開細胞，需要鈉鉀幫浦耗能以回復內高鉀外高鈉的濃度梯度狀態，才能進行下一次的動作電位。
所以， 動作電位產生頻率↑∝鈉鉀幫浦活性↑∝ATP消耗↑∝熱能產生↑
5.細胞外鈉離子濃度對動作電位的影響較靜止膜電位顯著：細胞外鈉離子濃度減少，給予同樣刺激強度，發現去極化速度變慢且動作電位高度降低
6.動作電位高度∝細胞外鈉離子濃度：當細胞外鈉離子濃度越多的時候，有更多鈉離子可以進入細胞，所以動作電位高度越高
7.全有全無率(all or none)

 沒有達到閾刺激強度的弱刺激下，沒有動作電位的產生
 刺激一旦達到閾刺激強度，不論刺激強度的增或減產生的動作電位都一樣
8.刺激強度對動作電位的影響：刺激強度越強，產生動作電位的頻率增加，但並不影響動作電位的高度

資料來源：madsci
9.動作電位加成(action potential summation)
10.不反應期(refractory period)


補充
1. 靜止膜電位（Resting membrane potential）：骨骼肌細胞的靜止膜電位（即未接受刺激前）約在-80~-90 毫伏特（mV）
2. 動作電位持續時間（Duration of action potential）：骨骼肌上一個動作電位的持續時間約在1~5 毫秒（ms），運動神經大約在1ms 左右，骨骼肌較久
3. 傳遞速率（Velosity of conduction）：每秒3~5 公尺。比較大的Aα 運動神經元傳導速度可到每秒120 公尺（因具有髓鞘）
參見：終板電位(End Plate Potential, EPP)
參見：運動終版(motor end plate)調控

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