1）细胞的兴奋性

（1）兴奋性

当环境发生改变时，机体为了适应环境的改变会作出一定的反应，如变形虫（阿米巴），当它附近出现食物时，它便会伸出伪足，将食物包裹并摄入体内；当遇到危险时，它便伸出伪足游走逃离，远离危险物。这种能被机体感受并引起机体反应的内外环境的变化称为刺激。

机体内不同的组织或细胞对刺激的反应不同，如神经受到刺激表现为产生和传导，肌肉表现为收缩，腺体表现为分泌，将神经、肌肉和腺体称为可兴奋组织，即受到刺激后可快速产生某种特定反应的组织。当可兴奋组织受到刺激后主要有两种表现：一是兴奋，二是抑制。兴奋指组织受到刺激后原先较弱的活动状态转变为较强的活动状态，或由静止状态转变为较强的活动状态；抑制与兴奋相反，指组织受到刺激后原先较强的活动状态转变为较弱的活动状态，或由较强的活动状态转变为静止状态。

由于细胞受到刺激后细胞膜都会最先出现一次膜电位的变化，即动作电位，而后才出现一系列反应，因此现代生理学又将受到刺激后可产生动作电位的组织称为可兴奋组织，将组织细胞受到刺激后产生动作电位的现象称为兴奋。

（2）引起兴奋的条件

组织细胞的兴奋性有强有弱，若兴奋性较强，则在较弱的刺激下就可以使细胞兴奋，若兴奋性较弱，则需要较强的刺激才可以使细胞兴奋，因此，使细胞产生兴奋就需要一个适宜的刺激。但即使是适宜刺激，要引起细胞兴奋，其刺激强度、刺激持续时间、强度对应时间的变化率3个条件必须达到某个值。

将能够引起兴奋的不同刺激强度和与它们相对应的作用时间描绘在坐标纸上，则得到一条双曲线，即强度-时间曲线（图2.8）。可见，在一定范围内，引起组织和细胞兴奋所需的刺激强度与该刺激的作用时间呈反比关系。曲线右边一直延伸则会成为横坐标（时间）的平行线，因此无论时间如何延长，引起组织和细胞兴奋有一个最低的基本刺激强度，称为基强度（b），低于基强度的刺激均不能引起细胞兴奋。曲线左边一直延伸则会成为纵坐标（强度）的平行线，引起组织和细胞兴奋有一个最低的时间值（T1），此时无论刺激强度如何增加，低于该时间的刺激均不能引起细胞兴奋。一般将二倍基强度（2b）的刺激下，引起组织和细胞兴奋所需的最短刺激时间称为时值（T），可作为衡量组织兴奋性的指标，时值（T）越小，说明组织、细胞的兴奋性越高；反之，兴奋性越低。

当刺激时间在某一特定值时，要引起组织和细胞兴奋的最小的刺激强度称为阈强度，该刺激称为阈刺激。强度高于阈刺激的刺激称为阈上刺激，低于阈刺激的刺激称为阈下刺激，阈下刺激是不能引起组织和细胞兴奋的。阈强度也可作为衡量组织兴奋性的指标，阈强度越低，说明组织和细胞的兴奋性越高，反之，兴奋性越低。

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图2.8　强度-时间曲线

b—基强度；2b—2倍基强度；T—时值；T1—最短时间阈值

2）细胞兴奋时的兴奋性变化

组织和细胞的兴奋性也会发生一定的改变，比如血液中的酸碱度发生改变、K+/Na+/Ca2+离子浓度发生改变、体液中存在些药物或毒素等。正常可兴奋组织、细胞在接受刺激产生兴奋后，组织和细胞的兴奋性将发生一系列有次序的变化，然后再恢复到正常水平，变化过程包括4个阶段，分别是绝对不应期、相对不应期、超常期和低常期。

以神经细胞为例，当神经细胞受到刺激产生兴奋时，首先出现一个绝对不应期，该时期持续时间非常短暂，且在该时期，无论第二次刺激该细胞的刺激强度有多大，该细胞均不再产生兴奋，即此期细胞的兴奋性为零。绝对不应期后，细胞的兴奋性逐渐恢复，出现相对不应期，此期细胞的兴奋性依旧低于正常水平（100%），不过细胞此时可以接受第二个刺激引起新的兴奋，但所需的刺激强度必须高于正常的阈强度。经过绝对不应期和相对不应期后，细胞的兴奋性继续上升，会高于该细胞兴奋的正常水平（100%），即超常期，此时用低于正常阈强度的刺激就可以引起神经细胞的第二次兴奋。随后细胞的兴奋性进入低常期，细胞的兴奋性会再次下降到正常水平之下，该期持续的时间较长，最后该神经细胞兴奋性恢复到正常水平（100%），如图2.9所示。

图2.9　神经细胞受刺激后兴奋性的变化

不同组织和细胞，在受到刺激时各个阶段的持续时间也有所不同，一般绝对不应期时间较短，如神经纤维和骨骼肌只有0.5～2.0 ms，绝对不应期内不会再同时接受其他刺激使细胞产生再次兴奋，因此不应期的存在限制了细胞产生兴奋的频率，细胞兴奋次数的最大值不可能超过该组织、细胞的绝对不应期所占时间的倒数，比如蛙有髓神经纤维的绝对不应期持续时间为2 ms，则该神经纤维兴奋的次数不可能超过500次/s。