兴奋性的表现形式

二、兴奋性的表现形式

兴奋和抑制是兴奋性的两种表现形式,是体内各种功能活动所表现出的共同规律。在完成具有生物学意义的整体反应的过程中,二者互为前提,对立统一,并可随条件的变化相互发生转化。

(一)兴奋和抑制的物质基础

机体内的任何功能活动都是有物质基础的。兴奋和抑制反应都伴有体内某些物质的运动和代谢活动的变化。例如,在中枢神经系统内,神经细胞间的兴奋性和抑制性信息传递主要是由不同性质的神经递质来实现的:突触前膜释放兴奋性递质,递质同突触后膜上特异性的受体结合,经系列生物化学反应(见生命活动中的信息传递),使后膜对离子的通透性发生变化,Na内流增多,K外流减少,导致后膜去极,这种电位变化称为兴奋性突触后电位;突触前膜释放抑制性递质,递质同后膜上特异性的受体结合,膜允许Cl-内流和K外流,导致后膜超极化,这种电位变化称为抑制性突触后电位(见突触传递的过程及机制)。

(二)兴奋和抑制都是主动过程

在神经系统的活动中,兴奋和抑制都是主动的活动过程。兴奋是神经细胞活动的基础,抑制则使兴奋得到适度的控制和发挥,并可使那些受激活作用较弱的神经细胞的活动停止下来,从而削掉了许多不必要的和弥散的兴奋作用,使那些活动较强的神经细胞的作用表现出来,以保证机体重要功能活动的进行。

(三)兴奋和抑制可相互诱导和转化

在大脑皮质,通过神经细胞间的分散和聚合式联系,兴奋和抑制两个过程不仅可作扩散和集中运动,同时二者还可相互作用和影响,即具有诱导作用(induction)。由于抑制的影响使兴奋过程加强或使另一种抑制得以解除的现象,称为正诱导(positive induction);由于兴奋的影响使抑制过程加深或使另一兴奋减弱的现象,称为负诱导(negative induction)。如大脑皮质兴奋点周围同时出现抑制或在抑制点周围同时出现兴奋,称为同时诱导(simultaneous induction);如兴奋后在该点产生抑制或抑制后在该点产生兴奋,则称为相继诱导(secondary induction)。大脑皮质所具有的复杂的高级神经活动,就是在兴奋和抑制过程的相互诱导和相互制约的基础上进行的。(https://www.daowen.com)

觉醒和睡眠是兴奋和抑制相互周期性转化的一个典型例子。丘脑感觉的非特异性投射系统,和通过该系统而发挥作用的脑干网状结构上行激活系统等共同作用,使大脑皮质处于兴奋和觉醒状态。机体在觉醒状态下从事各种活动。经历一段时间后,脑干网状结构上行抑制系统和多个中枢部位的共同作用,使大脑皮质处于抑制状态。机体在睡眠状态下,疲劳得以消除,精力和体力得以恢复,有利于在觉醒状态下进行各种功能活动。

(四)兴奋和抑制同刺激性质和组织功能状态有关

机体在安静状态下,迷走神经兴奋占优势,末梢释放的递质是乙酰胆碱,其同胃肠平滑肌和消化腺细胞膜上的受体结合后,使之收缩活动增强和消化液分泌增多,以利于消化和吸收;作用于心,则使之活动减弱。机体处于运动状态时交感神经兴奋占优势,末梢释放的递质是去甲肾上腺素,其与胃肠平滑肌细胞膜上的受体结合后,使之由收缩转为舒张;作用于心,则使之活动频率加快和收缩力增强,心输出量增多以满足整体代谢增强的需要。实验中观察到肾上腺素使有孕子宫收缩,未孕子宫则舒张;当胃肠活动处于抑制状态时注射乙酰胆碱后使其活动加强,在胃肠活动处于很强的状态时注射乙酰胆碱后则使其活动减弱。

(五)兴奋和抑制是既对立又统一的

体内任何反射活动的产生,都表现为中枢内相应神经细胞兴奋的同时,伴有某些神经细胞的抑制。如来自伸肌肌梭的冲动到达脊髓后,在兴奋伸肌α运动神经细胞的同时,经侧支兴奋抑制性中间神经细胞,该中间神经细胞同支配屈肌的α运动神经细胞构成突触,使之抑制,彼此配合以产生协调的肢体伸展动作。又如脊髓前角α运动神经细胞发出冲动引起所支配的骨骼肌收缩的同时,通过其轴突在脊髓内发出的侧支,兴奋抑制性中间神经细胞,抑制性中间神经细胞的活动使该α运动神经细胞活动产生抑制,进而使发出冲动的α神经细胞的活动减弱甚至终止,并使同一中枢内许多神经细胞之间的活动得以步调一致。正是通过中枢神经内神经细胞间兴奋和抑制过程在空间上、时间上和强度上恰当配合和互相制约,以及神经系统各部分和各种反射活动之间的相互配合,才保证了整体功能活动的协调。

总之,在整体内兴奋和抑制呈二圆互交模式进行活动,抑制是兴奋的反面,意味着兴奋的减弱或不易发生兴奋,因此,抑制反应必须以兴奋为前提。代谢停止的生物体既不能发生兴奋亦无所谓抑制反应,故新陈代谢是机体产生兴奋和抑制的基础。