閾值（Threshold）

閾值（Threshold）
國立臺灣師範大學生命科學系楊可欣碩士

有些刺激在細胞膜上會產生去極化電流，導致電活性遞增，當膜電位因去極化達到 -55 mV 時，神經元始會激發動作電位，這稱為「閾值」。假如神經元沒有達到閾值，動作電位就無從產生。當達到閾值之時，一個固定大小的動作電位便會產生。某一種特定的神經元其動作電位的大小都是固定的。在神經細胞中不會有或大的或小的動作電位，所有的動作電位都是一樣大小，因此，神經元要不就是沒有達到閾值，要不就是激發一個完整的動作電位，這是所謂的「全有全無定律」。

圖一動作電位圖解

動作電位的發生，主要來自細胞膜對鈉離子、鉀離子及氯離子的通透性先增加然後終止所造成。當細胞膜上有階梯性電位（grade potential）產生，再因加成作用使局部膜電位差異減小到一定程度時達到閾值，即會造成細胞膜上的特殊電位依賴性鈉離子通道（voltage-dependent sodium channel）忽然打開，使細胞膜電位急速趨向鈉離子平衡電位而引發動作電位。

由於可興奮性細胞必須由靜止膜電位升高到閾值，才能引發動作電位，並產生特定生理作用，因此如果能延緩某細胞的靜止膜電位升高到閾值的時間，即降低階梯性電位升高的可能性，就可以抑制其生理反應的發生，反之亦然。舉例而言，如自主神經系統對心跳的影響（心臟細胞每產生一次動作電位，就發生一次心跳），當刺激副交感神經（或抑制交感神經）時，可降低心臟細胞由靜止膜電位升高到閾值的速率，結果心跳就會減緩。另一方面，如臨床上的電解質不平衡疾病，主要就是因為細胞外（血中）鉀或鈉離子的濃度改變，結果改變了神經與肌肉細胞的膜電位，而引發的特定病症；一般最先出現病癥的器官是心臟，再來是大腦。

由於所有的神經及肌肉細胞都是利用動作電位來傳導訊息，因此利用各種藥物阻斷或興奮其動作電位的發生及傳導，就可以改變神經及肌肉系統的生理功能。

參考資料：
1. 王惠陽、廖國棟等人譯。1980。神經生理學。環球書社。