正常兴奋在神经-肌肉之间的传导

为了更好地理解神经毒素对神经-肌肉传导的阻滞作用，有必要先对正常信号在神经 -肌肉之间的传导过程作大致的介绍。

(―)细胞的静息电位

静息电位是指细胞未受刺激时存在于细胞内外两侧的电位差，因这一电位差存在于 安静细胞膜的两侧，故亦称跨膜静息电位，简称静息电位或膜电位。只有可兴奋细胞(如肌 肉细胞和神经细胞)才有静息电位。大多数细胞的静息电位都是一种稳定的直流电位，但 各种细胞的静息电位数值不同，如枪乌贼的巨大神经轴突和蛙的骨骼肌细胞的静息电位 数为一50mV^- — 70mV，即膜内比膜外电位低50mV〜70mV，哺乳动物的肌肉和神经细 胞为一70mV 〜一90mV。

静息电位的产生与细胞膜内外离子的分布和运动有关。正常时细胞内的K+浓度和 有机负离子A-浓度比膜外高，Na+和Cr浓度则是膜外比膜内高。在这种情况下，K +和 A-必然有@膜外扩散的趋势，但细胞膜在安静时对K+的通透性较大，对有机负离子A- 无通透性。因此，K+顺着浓度梯度，从膜内经过开放的K+通道扩散到膜外，随着K+扩散 到膜外，就使膜外具有更多的正电荷，同时，有机负离子因不能透过膜而留在膜内。这 就造成膜外变正，膜内变负，膜内外出现电位差。扩散到膜外的K+所造成的这种内负外 正的电位差，又成为阻止K+外移的力量，最后达到平衡，膜内外形成稳定的电位差。这种 内负外正的状态，称为极化状态。

(二）动作电位及其传导

可兴奋细胞在受到刺激时都有一个共同的、较先出现的反应，即受到刺激外的细胞膜 两侧出现一次快速而可逆的电变化，称为动作电位。当神经或肌肉细胞在安静情况下受到 一次短促的阈刺激或阈上刺激时，膜内原有的一70mV-90mV的负电位将迅速消失， 进而变成+ 20mV〜+ 40mV的正电位，即由原来静息时的内负外正变为内正外负，其电 位变化的幅度为90mV〜130mV，此过程称为去极化。其中，膜内电位由零值变为正值的 过程称反极化。刺激引起上述变化只是暂时的，膜两侧的电位很快又恢复到静息时的状态 和水平，这个过程称复极化。神经纤维的动作电位一般只持续0. 5ms〜20ms，如将它描记 成曲线，则呈现出一次尖锐的脉冲，称之为锋电位，包括快速的上升支（即去极相)和快速 的下降支(即复极相）。在锋电位完全恢复到静息电位水平以前，膜电位还要经历一次缓慢 的波动，称之为后电位。

用直流电刺激神经纤维的试验发现，通电时负极下方的膜产生去极化，进而出现动 作电位。这是因为通电时，负极下方的膜有外向电流通过，由于膜有一定的电阻值，于 是在膜两侧产生一个内正外负的电压降,此电压降与膜两侧原有的静息电位的方向相反， 这就使静息电位的数值减小，即膜处于一定程度的去极化状态，当膜电位减少到某一临 界值（此临界值大约比静息电位小10mV〜20mV，称阈电位）时，则使膜上的Na+通道 大量被激活，膜对Na+的通透性突然增大，并暂时超过了膜对K+的通透性。在膜两侧存 在的Na+浓度差和静息电位的推动下，大量的Na+迅速内流，膜进一步去极化，又导致 更多的Na+通道开放，在膜对Na+通透性的这种正反馈的作用下，更多的Na+迅速内流。 随着正电荷的进入，膜内的负电位迅速消失，进而变成正电位。当膜内正电位增大到足 以阻止浓度差推动的Na+内流时，Na+内流变小。膜内电位并不停留在正电位状态，而是 很快出现复极。钠通道开放的时间很短，它很快进入所谓失活状态，于是膜对Na+的通 透性变小。与此同时，膜对K+的通透性增大，并逐渐超过对Na+的通透性，于是膜内K+ 在浓度差和电位差的推动下又向膜外扩散，使膜内电位由正值向负值发展，直到恢复静 息电位水平。

在某段产生动作电位时，相邻的神经段仍处于内负外正的极化状态。于是，在兴奋段 和相邻的未兴奋段之间存在着电位差。由于电位差的存在而出现电荷移动，形成局部电 流，电流使未兴奋段的膜去极化，当去极化到阈电位水平时，立即产生动作电位，即相邻的未兴奋段变为兴奋状态，这样继续进行下去，实现兴奋在神经上的传导。

(三）神经-肌肉接头处的兴奋传递

支配骨骼肌的运动神经是来自中枢神经系统内的运动神经元。运动神经元的轴突接 近肌肉时，失去髓鞘，并分出若干末梢分支。一般情况下，每一分支支配一根肌纤维，因此， 一个运动神经元可支配若干根肌纤维。每一根神经纤维末梢与所支配的肌纤维并无结构 上的联系，二者之间有20nm的间隙。此间隙与一般细胞外液相通，此结构称为神经-肌肉 接头，它与神经元间的化学突触极为相似。轴突末梢嵌入肌细胞膜的凹陷中，轴突末梢的 膜称为接头前膜。凹陷的这部分肌细胞膜称为接头后膜，或终板，终板膜再向肌浆方向凹 陷成许多小皱褶，其意义可能是增加接头后膜的面积。轴突末梢内含有大量的突触小泡 (如图5-20-2)。突触小泡是一种直径约为50nm的无特殊结构的囊泡，内含有乙酰胆碱， 乙酰胆碱在轴浆中合成后贮存在囊泡内。

在神经纤维处于安静状态时，一般只有少数囊泡随机地向轴突末 梢靠近，通过出胞作用，将囊泡中乙 酰胆碱释放入接头间隙，由于只有 少量的乙酰胆碱释放，对肌细胞不 产生显著影响。但当神经纤维向神 经末梢传来兴奋时，在动作电位去 极相的影响下，轴突末梢膜上的 Ca2+通道开放，细胞外液中的一部 分Ca2+进入膜内，使突触小泡大量 释放。乙酰胆碱与终板膜上的乙酰 胆碱受体结合，这种结合引起受体 蛋白分子的构象改变，这种改变使 终板膜对离子（主要是Na+)的通 透性增加，结果使终板膜去极化，这 一电变化称为终板电位。终板电位 是局部兴奋，当肌细胞膜的去极化 达到阈电位水平时，就产生一次动 作电位，此动作电位向整个肌细胞 进行“全或无”式的传导，这就是神 经-肌肉接头的一次兴奋传递过程。

一次神经冲动引起末梢释方文乙醜月旦 目5-20-2神经-肌肉接头的结构碱量足以引起肌细胞产生一次动作电位。乙酰胆碱在完成上述作用后，被胆碱酯酶迅速破坏。因此，一次神经冲动只能引起 肌细胞一次兴奋，诱发一次收缩。

前面已经说过，在没有神经冲动的静息状态下，仍然有小量的突触囊泡随机释放，这 样其内的乙酰胆碱可以与终板的受体结合形成微终板电位(mEPP)。微终板电位与正常的终板电位(EPP)有相同的形状，但振幅仅0. 5mV，它们不足以引起肌肉收缩。微终板电 位只有在终板区才能找到。它们的出现是随机的，但一般也有一个大致的频率。微终板电 位的值也是大小不等的，但也有一个大致的平均值。通过测定电位的大小可以计算出突触 小泡释放乙酰胆碱的量，也可以计算出电荷的流量，这种计算对终板电位和微终板电位都 是适用的。