我们的身体为什么能动,由它们决定

  当你打开一个电脑网页时,你的眼睛和手指已经完成了诸如转动眼球、滑动手指等一系列动作。你是否思考过,为何我们能完成这些动作呢? 

  我们的身体为什么能动,由它们决定 

  其实,我们的每一个动作,都是肌肉收缩作用于骨骼的结果当我们受到外界刺激时,会产生神经兴奋。神经兴奋是可以传导的,当它传导到肌肉时,会使肌肉也产生兴奋,肌肉兴奋又会引起肌肉收缩,从而产生各种动作。我们将这种能够传播的神经兴奋称为神经冲动。可以说,肌肉收缩就是神经冲动的间接体现。 

  那么,神经冲动是怎么产生的呢? 

  神经冲动是在神经纤维上传导的动作电位我们可以把神经冲动想象成电流,把神经纤维想象成电路。假如电路上连着一个灯泡,当电流通过电路时,灯泡就会亮。神经冲动引起肌肉收缩的情况也与此类似,只不过神经冲动这种“电流”不是普通的电流,它的产生主要取决于两种元素。这两种元素就是钠和钾。钠和钾位于元素周期表的第一列,它们的最外层轨道只有一个电子,极不稳定。因此,钠和钾一遇到空气就会立马与空气中的氧发生反应,变成钠离子和钾离子。 

  作为常量元素,钠和钾在人体的含量很多,并且都是以离子的形式存在。正常情况下,细胞外的钠离子浓度高于细胞内的钠离子浓度,细胞内的钾离子浓度高于细胞外的钾离子浓度对于钠离子来说,一有机会,它们就会朝细胞内流动;而对于钾离子来说,它们更倾向于向细胞外流动,这是由它们在细胞内外的浓度差决定的。 

  当身体受到有效刺激时,细胞膜上的钠离子通道开启,钠离子就会开始向细胞内流动。我们知道,钠离子带着一个正电荷,因此,如果大量的钠离子向细胞内移动,必然会使细胞内外的电位发生变化。当细胞内外的电位达到平衡时,钠离子就不再移动了。这时,细胞膜上的钾离子通道开启了,于是钾离子就开始向细胞外流动,使细胞内外的电位再次发生变化,等到细胞内外的电位再次达到平衡时,钾离子也停止移动了。 

  我们的身体为什么能动,由它们决定 

  外界刺激使得钠离子向细胞内移动,钾离子向细胞外移动,这两次移动使得细胞内外的电位发生了变化,这种变化是动作电位。动作电位不会局限在受刺激的部位,动作电位产生后,会迅速向周围传导。一旦动作电位进行传导,就会产生神经冲动。而神经冲动,则会导致肌肉收缩。 

  由此可见,我们的生命活动离不开钠和钾。不过,这两种元素并不是摄入越多越好。以钠为例,世界卫生组织建议,成人每天摄入的盐应不超过5克,其目的主要是限制钠的摄入量。因为根据上述细胞膜内外电位变化的过程我们可以得知,如果体内的钠离子过多,当细胞膜上的钠离子通道开启后,会有过量的钠离子涌入细胞膜内。在这种情况下,即便钾离子流到细胞膜外,细胞膜内也不能恢复最初的电位,导致动作电位的传导出现问题,无法正常地引起肌肉兴奋,我们也就无法完成动作了。 

  本文由北京市第六十五中学高级教师李艳芝进行科学性把关。 

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  作者:刘畅

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