基于对立统一观的神经调节的多角度分析

李进京

在神经调节中，存在着很多既对立又统一的内容。理解这些对立统一知识是理解神经调节有关重要知识的基础。下面从多个方面分析神经调节中的对立统一关系。

1 神经调节中的传入与传出

在神经调节中，传入与传出主要是指传入神经和传出神经。在很多试题中，判断传入神经和传出神经是分析整个试题的关键。

判断传入神经和传出神经可以从几方面进行：

（1） 神经节是感觉神经元细胞体所在地方，从结构图上看，有神经节的是传入神经，无神经节的是传出神经。

（2） 从脊髓灰质结构来判断，从脊髓灰质后角进入脊髓的是传入神经，从脊髓灰质前角出脊髓的是传出神经。

（3） 从突触模式图进行判断。所示图示表示兴奋从左到右传递的过程。

当给反射弧做切断处理实验时，若在传入神经纤维上进行切断，刺激传入神经纤维外周段时，效应器无反应，刺激向中段，效应器会发生反应。若在传出神经纤维上进行切断，刺激传出神经纤维外周段时，效应器会发生反应，刺激向中段，效应器不会发生反应。

【例1】 图1为人体某一反射弧的示意图（图中a、b为微型电流计F的两极）。回答下列问题：

（1） 如图所示反射弧中的神经细胞，表示传出神经的是 ，在静息状态下，細胞膜外的电位为 。

（2） 若在b点给以刺激， （能、不能）完成一次反射活动。若从C处切断神经纤维，刺激a处，效应器 （能、不能）产生反应。

（3） 刺激皮肤细胞A一次，电流计的指针将

偏转。

解析：解答此题的关键是能正确判断传入神经和传出神经。

（1） 图示在神经细胞B中存在神经节，说明它为传入神经细胞。那么，细胞D应为传出神经细胞，细胞C为中间神经元。在静息状态下，神经纤维电位为外正内负。

（2） 在b点给以刺激虽然能引起效应器产生反应，但不是整个反射弧参与，不属于反射活动。若在C处切断神经纤维，刺激a处时兴奋传递到C处时不能再传递给效应器。因此效应器无反应。

（3） 刺激皮肤细胞A时，兴奋先传到电流计的a极，引起此处发生外负内正的电位变化，而b处仍为外正内负，指针发生偏转，兴奋到达a、b之间时，b处又恢复外正内负的电位，指针又指向中央。当兴奋再传递到b处时，又会引起此处发生外负内正的电位变化，a点为外正内负，指针又发生一次方向相反的偏转，然后指针又指向中央。

参考答案：（1） 神经细胞D 正电位

（2） 不能 不能

（3） 发生两次方向相反的

2 神经调节中的膜内和膜外

关于神经调节中膜内和膜外关系可以从以下几个方面考虑：

① 注意膜内外离子分布。神经细胞膜外主要是NaCl等物质，细胞膜内主要是K+和一些分子量较大的负离子。

② 注意静息电位和动作电位时膜内外电位分别是外正内负和外负内正。

③ 测量电位变化时电流表的电极放置位置需要考虑膜内外。如果电流表的两极都放在膜外，静息状态时两极电位差为0，指针指向正中。如果电流表的两极分别放置在膜内外，则在静息状态时两极存在电位差，指针会偏向一侧。

如图2所示为电流表的两极分别放置在膜内外时膜内电位的变化曲线。因此可检测出图中所示的a点之前的负电位。受到刺激后膜内电位升高直到出现外负内正，如图中的c点。此外，还要注意受到刺激前后离子与膜内外的关系。如图所示ac段是钠离子内流形成的，ce段是钾离子外流形成的。

3 神经调节中的前和后

神经调节中的前和后关系从两个方面理解：

① 脊髓灰质的前、后角和脊神经的前、后根。脊髓灰质的前角较大，靠近身体的腹部，后角较小，位于身体的背部。其中在灰质后角中含有中间神经元，是脊神经后根（为感觉神经纤维）进入脊髓灰质之处，前角中含有运动神经元细胞体，是脊神经前根（为运动神经纤维）离开脊髓灰质之处。

② 突触结构中的突触前膜和突触后膜。当电信号传递到突触小体时，突触小泡就会通过突触前膜以胞吐作用形式释放神经递质到突触间隙中，神经递质在突触间隙中通过扩散作用到突触后膜，并与突触后膜上的特异性受体结合，引起下一个神经元膜电位发生变化。

【例2】 如图3是反射弧的结构模式图（a、b、c、d、e表示反射弧的组成部分，Ⅰ、Ⅱ表示突触的组成部分，1、2是指反射弧中的两位点），图4表示突触结构。回答下列问题：

（1） 脊髓灰质呈蝴蝶状，其中靠腹、背部分别称为前角和后角。那么前角与后角相比较 ，图3中与d神经相连接的是脊髓灰质的 角。

（2） 若在图3的2处施加一个有效刺激，则在3处 （有、无）膜电位变化，其原因是兴奋在神经元之间传递时递质只能由图1中的 （填图中代号）释放，并且只能与图中的 （填图中代号）上的特异性受体结合。

（3） 从图4知若瞬间增大轴突末端细胞膜对Ca2+的通透性会加速 的释放，过程③表示神经递质 ，可避免突触后膜持续兴奋。

（4） 神经递质与特异性受体作用后去向，除图4所示过程外，还会被 。

解析：（1） 在教材必修三P17页图示知，脊髓灰质前角膨大，比后角大。图3中的d上有神经节，表示传入神经。传入神经从脊髓灰质的后角进入。

（2） 图3的b表示传出神经，Ⅰ、Ⅱ分别表示突触前膜和突触后膜。神经递质只能由突触前膜释放，并只能与突触后膜上的特异性受体结合，因此兴奋在突触处是单向传递的。这样在2处施加一个有效刺激，在1处不能产生兴奋。

（3） 从图4可知，Ca2+可促进神经递质释放，故瞬间增大细胞膜对Ca2+的通透性，会加速神经递质的释放；在过程③中，神经递质重吸收进入突触前膜所在的神经元，可避免突触后膜持续兴奋。endprint

（4） 神经递质除了图示的重新回到突触前膜所在的神经元外，其他的会被相应的酶分解。

参考答案：（1） 大 后

（2） 无 Ⅰ Ⅱ

（3） 神经递质 重吸收进入突触前膜所在的神经元

（4） 相应的酶分解

4 神经调节中单向、双向和相同方向、相反方向

（1） 興奋在神经纤维上传导时，兴奋的传导方向与膜内电流方向一致，与膜外电流方向相反。

（2） 当将电流表两极放在神经纤维膜外时，如果在两个电极之外给以刺激，指针会发生两次方向相反的偏转。当在两极正中央处给以刺激，指针不发生偏转。

（3） 当将电位表放在突触结构的两侧时，如果在上一个神经元的电极之外给一刺激，指针也会发生两次方向相反的偏转。如果在下一个神经元的电极之外给以刺激，由于兴奋在突触处是单向传递，因此电位表只能发生一次偏转。

（4） 如果在神经纤维上给以刺激，兴奋能进行双向传导，但兴奋在突触处只能单向传递。此外，对于机体而言，兴奋沿反射弧也是单向传递。

【例3】 图5表示3个通过突触相连接的神经元，电表的电极连接在神经纤维膜的外表面，a点为电流表①两极的正中点，以下分析正确的是（ ）

A. a点受刺激，电表①和②指针都不会偏转

B. b点受刺激时兴奋不能向右传导

C. b点受刺激时电表①和②都会发生两次方向不同的偏转

D. 该实验不能证明兴奋在神经纤维上的传导是双向的

解析：a点位于电流表①两极的正中点，a点受刺激时，兴奋同时到达电流表的两极，电流表①指针不可能偏转，兴奋在突触处传递是单向的，不能传递到电流表②，电流表②指针也不会偏转，A选项正确。b点受刺激时，兴奋在神经纤维上双向传导，B选项错误。b点受刺激时电流表①会发生两次方向不同的偏转，而由于兴奋在突触处是单向传递，电流表②只能发生一次偏转，C选项错误。该实验能证明兴奋在神经纤维上的传导是双向的，D选项错误。

参考答案：A

5 神经调节中的兴奋与抑制

根据神经递质对突触后膜的作用，神经递质可分为兴奋性递质和抑制性递质。兴奋性递质可将上一个神经元的兴奋传递到下一个神经元，使突触后膜发生外负内正的电位变化，从而使将兴奋传递到下一个神经元。

另外，在某些情况下，当某些兴奋导到轴突末梢时，突触前膜会释放抑制性递质到突触间隙，此递质与突触后膜特异性受体结合，使离子通道打开，提高膜对K+、Cl-，特别是Cl-（不包括Na+）的通透性，使突触后膜的外正内负更进一步加强，这样突触后神经元不易发生兴奋，呈现抑制状态。

当然，有些神经递质对不同的突触后膜中的受体可能是兴奋性递质，也可能是抑制性递质。

另外，如果某种因素阻止了突触前膜不能正常释放兴奋性递质，或者兴奋性递质不能正常被突触后膜上的特异性受体识别，则突触后膜也不能发生兴奋。

【例4】 根据突触前细胞传来的信号，突触可分为兴奋性突触和抑制性突触。使下一个神经元产生兴奋的为兴奋性突触，对下一个神经元产生抑制效应（抑制效应是指下一个神经元的膜电位仍为内负外正）的为抑制性突触。如图为某种动物体内神经调节的局部图（带圈数字代表不同的突触小体）。下列说法正确的是（ ）

A. ①的突触小泡中是兴奋性神经递质

B. 当兴奋传至突触3时，其突触后膜的电位变为内正外负

C. 图中的突触类型有轴突-树突型、轴突-肌肉型

D. 突触2和突触3的作用相同，均是抑制肌肉兴奋

解析：据图可知，突触1为兴奋性突触，因此，①的突触小泡中的神经递质也应该是兴奋性神经递质，A选项正确。突触3为抑制性突触，因此，当兴奋传至突触3时，其突触后膜的膜电位仍为内负外正，B选项错误。突触1和3为轴突—肌肉型，突触2是轴突—轴突型，C选项错误。突触2的作用是抑制①处的轴突兴奋，突触3则是抑制肌肉细胞兴奋，D选项错误。

参考答案：A。

6 神经调节中的消耗能量与不消耗能量

在静息状态下，静息电位形成中钾离子外流顺浓度梯度，不消耗能量。当神经纤维受到刺激产生动作电位过程中，钠离子内流产生动作电位过程是从高浓度到低浓度，不消耗能量，随后钾离子外流恢复静息电位过程也是顺浓度梯度，不消耗能量。但图2中e点之后的运输需要通过钠钾泵将钠离子泵出膜外，钾离子泵回膜内，此时需要消耗能量。

在两个神经元之间传递兴奋时，神经递质的释放过程消耗能量，即在突触处传递兴奋需要消耗能量。因此在神经传导和传递过程中需要消耗能量。

【例5】 下面表示兴奋的传导和传递过程以及膜电位变化示意图。下列叙述正确的是（ ）

A. 轴突膜处于bc段时，钠离子大量内流，消耗ATP

B. 轴突膜处于ce段时，钾离子大量外流，不消耗ATP

C. 轴突膜外侧局部电流的方向与兴奋传导方向相同

D. 适当降低膜外侧Na+浓度，c点上移

解析：图中bc段处于动作电位的形成过程，此时钠离子大量内流，方式为协助扩散，不消耗ATP；图中ce段表示静息电位的恢复过程，此过程中钾离子大量外流，方式为协助扩散，不消耗ATP。轴突膜外侧局部电流的方向与兴奋传导方向相反，轴突膜内侧局部电流的方向与兴奋传导方向相同。适当降低膜外侧Na+浓度，受刺激时Na+内流减少，引发的动作电位较小，c点下移。

参考答案：B。

除了前边分析的一些对立统一关系外，神经调节过程还存在着一些对立统一关系。例如交感神经和副交感神经之间的作用往往相反，共同调节着一些生理过程，存在着对立统一关系。另外，在神经调节中还存在着一些正反馈调节和负反馈调节过程等。因此在学习神经调节相关知识时，通过运用对立统一的观点能更好地理解神经调节的有关过程。endprint