1. Der Begriff der Reizbarkeit und die Art der Reizwirkungen.

Jeder Reizungsvorgang erfordert zwei Faktoren: einerseits einen Reiz,

anderseits einen Körper, der reizbar ist. Treten beide Faktoren in

Beziehung miteinander, so resultiert daraus eine Reizwirkung, ein

Reizerfolg, eine Reaktion. Die Reize haben wir soeben genauer kennen

gelernt, beschäftigen wir uns nunmehr mit der Reizbarkeit.

Wenn wir den Begriff der Reizbarkeit (Erregbarkeit, Irritabilität)

in einer allgemein gültigen Form definieren wollen, können wir nur

sagen: +Die Reizbarkeit der lebendigen Substanz ist ihre Fähigkeit, auf

Veränderungen in ihrer Umgebung mit einer Veränderung ihres stofflichen

und dynamischen Gleichgewichts zu reagieren.+ Alle anderen Momente, die

man noch in die Definition aufnehmen wollte, würden nur auf spezielle

Fälle Anwendung finden. Dennoch hat man vielfach, mehr oder weniger

unbewußt, den Begriff, ohne ihn fest zu definieren, mit einzelnen

Spezialfällen verknüpft. Indem man z. B. besonders das Verhältnis der

Größe des Reizes zur Größe des Reizerfolges ins Auge faßte, hat man als

Typus der Reizwirkung allein diejenigen Fälle angesehen, in denen durch

die verschwindend geringe Energiemenge, die als Reiz auf irgendeine

Form der lebendigen Substanz einwirkt, die Produktion einer enormen

Menge von Energie als Reizwirkung hervorgerufen wird, und hat demgemäß

in einseitiger Auffassung als Reizbarkeit der lebendigen Substanz die

Fähigkeit betrachtet, auf geringe Reize mit einer unverhältnismäßig

großen Energieentfaltung zu antworten. In der Tat ist dieser Fall, wenn

er auch nur ein spezielleres Verhalten repräsentiert, doch besonders

augenfällig und weit verbreitet, so daß es sich lohnt, auf das

Energiegetriebe dabei etwas näher einzugehen.

Nehmen wir als reizbaren Körper einen Muskel mit seinem Nerven und

als Reiz den mechanischen Reiz des Druckes, dann können wir folgende

Anordnung treffen. Wir hängen den Wadenmuskel (Musculus gastrocnemius)

eines möglichst großen Wasserfrosches, dessen Nerven (Nervus

ischiadicus) wir freipräpariert haben, senkrecht an einem Muskelhalter

auf, indem wir den Oberschenkelknochen, an dem der Muskel mit seinem

oberen Ende entspringt, in einer Klemme befestigen. Das untere Ende

des Muskels ist mit der Achillessehne vom Knochen abgeschnitten und in

der Sehne selbst mit einem Schlitz versehen worden, in dem ein Haken

befestigt ist. Dieser Haken trägt ein Gewicht von 100 g. Der Nerv des

Muskelpräparats liegt auf einer horizontalen Platte, die an einem

Stativ befestigt ist. Jede Reizung des Nerven veranlaßt eine Zuckung

des Muskels. Lassen wir jetzt aus der Höhe von etwa 1 cm ein Gewicht

von 10 g mit einer scharfen Kante quer auf den Nerven herabfallen,

so daß der Nerv durch den Druck mechanisch gereizt wird, so entsteht

im Moment der Reizung eine Zuckung des Muskels, und der Muskel hebt

das Gewicht von 100 g etwa um 1 cm in die Höhe. Hier ist also die

Energiemenge, die der Arbeit des Muskels entspricht, etwa zehnmal

größer als die Energiemenge, die als Reiz auf den Muskel eingewirkt

hat, ja das Mißverhältnis läßt sich unter günstigen Bedingungen sogar

noch weit größer gestalten. Nach dem Gesetz von der Erhaltung der

Energie ist es klar, daß die beträchtliche Energiemenge, die bei der

Reaktion nach außen frei wird, nicht aus der Umwandlung der geringen

Energiemenge stammen kann, die im Reize dem Organismus zugeführt

worden ist. Sie muß also aus dem Organismus selbst herrühren und muß

schon vorher als potentielle Energie im Organismus aufgespeichert

gewesen sein. Wir haben uns daher vorzustellen, daß die Reizbarkeit

in diesem Falle darauf beruht, daß große Mengen potentieller Energie

in der lebendigen Substanz des Muskels angesammelt sind, so daß es

nur der Zufuhr einer kleinen Energiemenge bedarf, um sie in aktuelle

Energie zu verwandeln. Eine derartige Reizbarkeit und Reizwirkung

ist aber durchaus nicht auf die lebendige Substanz beschränkt. An

leblosen Körpern können wir analoge Verhältnisse herstellen. Wenn

wir eine starke Feder spannen und durch einen dünnen Faden, der eben

der Spannkraft das Gleichgewicht hält, zusammenbinden, so stellt die

Feder ein System vor, in dem eine große Menge potentieller Energie

aufgespeichert ist, obwohl es sich vollkommen in Ruhe befindet.

Berühren wir aber jetzt mit der Schneide eines scharfen Messers nur

ganz leise den Faden, der die Feder zusammenhält, so schnellt die

Feder mit großer Gewalt auseinander und leistet nach außen bedeutende

Arbeit. Die potentielle Energie der Feder ist durch den schwachen

Reiz, den das Zertrennen des Fadens repräsentiert, in aktuelle Energie

verwandelt worden; das Zertrennen des Fadens hat, wie man sagt, die

Federkraft „+ausgelöst+“. Um eine solche „+Auslösung+“ handelt es

sich auch bei den explosiblen Körpern, und da wir hier eine Auslösung

+chemischer+ Spannkraft vor uns haben, ist die Aehnlichkeit mit den

Auslösungsvorgängen der lebendigen Substanz noch größer, denn auch in

letzterer ist die potentielle Energie nur in Form chemischer Spannkraft

aufgespeichert. In einer erbsengroßen Menge von Nitroglyzerin ist eine

solche Menge potentieller Energie enthalten, daß es nur eines schwachen

Stoßes bedarf, um eine wahrhaft zerschmetternde Wirkung auszulösen.

Ebenso wie das Nitroglyzerinmolekül ist auch die lebendige Substanz

explosibel, wenn auch in einer Weise, die nicht so vernichtende

Wirkungen hervorruft.

Allein die Auslösungsvorgänge sind, wie gesagt, nur spezielle Fälle

der Reizwirkungen, und das Verhältnis zwischen Reiz und Reizerfolg

kann in anderen Fällen ein durchaus anderes sein, denn es gibt

einerseits Reize, die, wie etwa Herabsetzung der Temperatur,

Entziehung von Nahrung, Abschluß von Sauerstoff etc., überhaupt nicht

in der Einwirkung, sondern vielmehr in der Entziehung einer größeren

Energiemenge bestehen, und es existieren anderseits Reizwirkungen, die

gar nicht in einer Erhöhung, sondern vielmehr in einer Herabsetzung,

ja in einer vollständigen Unterdrückung aller Energieproduktion zum

Ausdruck kommen, wie etwa die Wirkungen der Narcotica. Demnach müssen

wir es sogar als ein Charakteristikum des Reizvorganges betrachten,

daß zwischen Reiz und Reizwirkung überhaupt kein bestimmtes Verhältnis

bezüglich der Energiegrößen besteht, das Anspruch auf allgemeine

Gültigkeit machen könnte. Wir können daher, wenn wir den Begriff der

Reizbarkeit allgemein gültig fassen wollen, nur die obige Definition

aufstellen. Dann können wir bezüglich der Reizwirkungen zunächst nur

sagen: +Die allgemeine Wirkung aller Reize auf die lebendige Substanz

besteht in einer Veränderung der spontanen Lebensäußerungen.+

Bei der ungeheuren Mannigfaltigkeit der Lebensäußerungen je nach der

Zusammensetzung der lebendigen Substanz und bei der großen Fülle

verschiedener Reize ist es daher von vornherein begreiflich, daß die

Reizwirkungen im einzelnen überaus mannigfaltig sein müssen. Dazu

kommt, um die Mannigfaltigkeit der Reizwirkungen noch zu vermehren,

daß nicht nur +die verschiedenen Reizqualitäten, sondern auch die

verschiedene Intensität, sowie der zeitliche Verlauf und der örtliche

Umfang einer Reizung+ unter Umständen ganz verschiedene Wirkungen

hervorrufen können. Diese große Mannigfaltigkeit der Reizwirkungen in

Verbindung mit der Tatsache, daß die allgemeinen Reizwirkungen erst

in letzter Zeit methodisch untersucht worden sind, macht es vorläufig

noch sehr schwierig, allgemeine Gesetze für die Reizwirkungen aus den

Tatsachen abzuleiten. Dennoch ist es möglich, für einzelne Gruppen

von Reizwirkungen auch gemeinschaftliche Eigentümlichkeiten empirisch

festzustellen.

Die Veränderungen, welche die spontanen Lebensäußerungen unter dem

Einfluß von Reizen erfahren, sind verschiedener Art. Erstens können

die spontanen Lebensäußerungen in ihrer Qualität unverändert bleiben

und nur quantitative Veränderungen erfahren. Das kann sich entweder in

einer Steigerung, sei es aller, sei es einzelner Lebensvorgänge äußern

-- dann bezeichnen wir die Reizwirkung als „+Erregung+“ -- oder es kann

in einer Herabsetzung aller oder einzelner Lebensvorgänge zum Ausdruck

kommen --, dann sprechen wir von einer „+Lähmung+“.

Zweitens aber können die spontanen Lebensäußerungen auch in ihrer

+Art+ gänzlich verändert werden, so daß völlig neue Lebensäußerungen

auftreten, die sonst im Leben der Zelle gar nicht vorkommen. Eine

solche Reizwirkung haben wir z. B. vor uns in den metamorphotischen

Veränderungen des Stoffwechsels bei den nekrobiotischen Prozessen[349],

wo unter mancherlei, zum Teil noch gar nicht bekannten Einwirkungen

die Zellen des Körpers Stoffe aufhäufen, die bei ihnen im ungestörten

Leben niemals beobachtet werden. Allein diese Reizwirkungen sind noch

recht wenig untersucht, und soweit man bis jetzt urteilen kann, scheint

es, als ob sie nur sekundäre Folgen der +quantitativen+ Veränderungen

von normalen Lebensvorgängen sind. So kann man sich z. B. vorstellen,

daß bei den metamorphotischen Prozessen die Anhäufung bestimmter

Substanzen in der Zelle darauf beruht, daß ein oder mehrere Glieder

der normalen Stoffwechselkette infolge von chronischer Reizung

allmählich gelähmt oder ganz ausgefallen sind, so daß Verbindungen,

die sich auch normalerweise bilden, die aber wegen sofortiger weiterer

Umsetzung nicht zur Anhäufung kommen, nunmehr in größerer Menge sich

aufspeichern, weil die Stoffwechselglieder, die zu ihrer Umsetzung

nötig sind, jetzt nicht mehr existieren. Indessen, das kann vorläufig

nur Vermutung bleiben. Unsere Betrachtung wird sich daher hauptsächlich

mit den +Erregungs-+ und +Lähmungsvorgängen+ zu beschäftigen haben. Es

ist jedoch nicht überflüssig, unsere Begriffsbestimmungen von Reiz,

Erregung und Lähmung, sowie das Verhältnis dieser Dinge zueinander

vorher noch einmal scharf zu betonen, da in der Physiologie nicht

selten durch die meist stillschweigend angenommene falsche Vorstellung,

daß ein Reiz stets Erregung erzeugen müsse, eine große Verwirrung und

Schwierigkeit in der Beurteilung der Tatsachen entstanden ist. Das

können wir vermeiden, wenn wir folgende Definitionen fest im Auge

behalten:

1. +Reiz ist jede Veränderung in den äußeren Lebensbedingungen eines

Organismus.+

2. +Erregung ist jede Steigerung, sei es einzelner, sei es aller

Lebensvorgänge.+

3. +Lähmung ist jede Herabsetzung einzelner oder aller

Lebensvorgänge.+

Allgemeine Physiologie · 第 210 / 283 题