为什么细胞越大，电阻越小；为什么有髓神经纤维比无髓神经纤维快？
知识科普 · Oct 19, 2025
1. 为什么细胞直径越大，电阻越小？
这里的电阻指的是细胞内部（胞质）对局部电流的阻碍作用，其大小完全遵循物理学中 “导体电阻与横截面积成反比” 的基本规律。
核心原理：导体的电阻（R）与横截面积（S）成反比，公式为 R ∝ 1/S。细胞直径越大，意味着细胞的横截面积越大，电流在细胞内流动时的 “通道” 就越宽。
具体影响：
举例：无髓神经纤维中，直径粗的（如运动神经纤维）比直径细的（如痛觉神经纤维）传导速度更快，就是因为粗纤维电阻更小。
横截面积大时，细胞内的导电物质（如离子、水分）更多，电流流动的阻碍就越小，局部电流的强度和扩散距离都会增加。
电阻小的细胞，局部电流能更高效地传到邻近未兴奋部位，更快达到阈值引发新的动作电位，最终加快传导速度。
2. 为什么有髓神经纤维比无髓神经纤维快？
关键在于髓鞘的绝缘性和 **“跳跃式传导”（Saltatory Conduction）** 机制，直接跳过了大部分细胞膜，大幅缩短了动作电位的产生时间。
- 先看无髓神经纤维的传导方式：无髓纤维没有髓鞘包裹，细胞膜上的离子通道均匀分布。动作电位只能沿着细胞膜逐点产生—— 兴奋部位通过局部电流刺激相邻 1-2μm 的未兴奋部位，使其产生动作电位，再依次传递下去。这个过程需要在每一段细胞膜上都激活离子通道、完成去极化和复极化，耗时多、速度慢（通常 1-10 m/s）。
- 再看有髓神经纤维的优势：
传导过程：局部电流会从一个郎飞结直接 “跳跃” 到下一个郎飞结，只在郎飞结处产生动作电位，跳过了两段郎飞结之间的髓鞘区域。
速度优势：这种 “跳跃” 大幅减少了动作电位的产生次数（无需逐点激活），传导速度可达到 100 m/s 以上，是无髓纤维的 10-50 倍。
髓鞘的绝缘作用：髓鞘由施万细胞的细胞膜反复包裹形成，富含脂质，绝缘性极强。它能阻止细胞膜两侧的离子交换，也能减少局部电流在传导过程中的 “泄漏”，让电流能在髓鞘包裹的区域内快速扩散，而不是分散到细胞外液中。
跳跃式传导：髓鞘并非完全连续，每隔 1-2mm 会有一个无髓鞘的 “缺口”，称为郎飞结（Node of Ranvier）。郎飞结处的细胞膜上密集分布着钠通道和钾通道，是唯一能产生动作电位的部位。