ПАТЕЛЛЯРНЫЙ ИЛИ НАДКОЛЕННЫЙ РЕФЛЕКС: КАК ВОЗНИКАЕТ, ФИЗИОЛОГИЯ, ОТСУТСТВИЕ - ЛЕКАРСТВО - 2026

Надколенник или коленный рефлекс состоит из непроизвольного сокращения четырехглавой мышцы бедра, и , следовательно , расширения ноги в ответ на стимул , который состоит из растягивания указанной мышцы при помощи удара применительно к ее сухожилию ниже коленной чашечки.

Сухожилие является относительно жесткой тканью, и удар не растягивает его, но подвергается деформации, которая состоит из вдавливания или опускания, которое передает тягу более эластичным тканям, составляющим мышцу, которые подвергаются внезапному и кратковременному растяжению.

Тест коленного рефлекса надколенника (Источник: см. Страницу автора / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0) через Wikimedia Commons)

Среди растянутых элементов есть сенсорные рецепторы, которые реагируют на этот физический стимул и посылают нервный сигнал в спинной мозг, в котором устанавливается прямая связь с мотонейронами, которые иннервируют четырехглавую мышцу, которые при активации вызывают сокращение указанной четырехглавой мышцы. мышца.

В этом видео вы можете увидеть это отражение:

А вот как нервный импульс достигает спинного мозга:

Рефлекторная дуга

Организация элементов, участвующих в этой ассоциации стимул-ответ, подчиняется концепции рефлекторной дуги, которая является анатомо-функциональной единицей нервной системы. Он состоит из рецепторов, которые обнаруживают стимулы или изменения энергии, афферентного сенсорного пути, интегрирующего нервного центра, эфферентного пути и эффектора, который излучает окончательный ответ.

Компоненты рефлекторной дуги. Сенсорные импульсы достигают спинного мозга, достигают центральной нервной системы (афферентные пути). Он посылает двигательные импульсы в спинной мозг (эфферентные пути). Отсюда импульсы по спинномозговым нервам отправляются в органы (в данном примере в мышцу руки). Орган, получивший указание, выполняет команду, которая в этом примере заключается в отведении локтя в сторону. MartaAguayo / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)

Название афферент или эфферент для нервных путей связано с направлением потока возбуждения, который они передают. Если он направлен в центральную нервную систему, то нервный путь считается афферентным. Если возбуждение направлено на периферию, от центральной нервной системы, то путь является эфферентным.

В зависимости от количества синапсов, которые устанавливаются один за другим в мозговом интегрирующем центре от входа афферентного волокна до момента выхода информации из эфферентного пути, рефлексы могут быть моносинаптическими, бисинаптическими и полисинаптическими.

В ходе медицинского осмотра врач исследует некоторые основные рефлексы, включая рефлекс надколенника. Применяя соответствующий стимул, экзаменующий наблюдает, есть ли реакция на стимул, и ее степень. Если происходит соответствующий ответ, врач уверен, что все компоненты рефлекторной дуги целы и здоровы.

Как возникает рефлекс коленного рефлекса?

Когда необходимо выявить рефлекс надколенника или надколенника, обследуемый сидит на столе, свесив ноги и согнутые над краем стола. Ступни не должны касаться пола, то есть они должны быть не опорными, а свободными, чтобы нижняя конечность была расслаблена и позволяла маятнику свободно двигаться.

Экзаменатор берет рефлекторный молоток, пальпирует сухожилие четырехглавой мышцы и сразу под коленной чашечкой наносит резкий удар, отвлекая пациента беседой. В результате этого раздражителя сухожилие растягивается за счет деформации, вызванной ударом, и это растяжение также передается мышце.

Внутри мышцы есть рецепторы растяжения, называемые нервно-мышечными веретенами, которые связаны с афферентным волокном. Поскольку веретена стимулируются растяжением, вызванным ударом по сухожилию, стимулируется афферентное волокно, которое передает информацию в спинной мозг.

Диаграмма коленного рефлекса надколенника (Источник: ChristinaT3 в английской Википедии / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0) через Wikimedia Commons)

Спинной мозг является интегрирующим центром, и здесь афферентные волокна синапсы напрямую соединяются с эфферентным нейроном, который представляет собой быстро передающий альфа-моторный нейрон, который иннервирует четырехглавую мышцу и стимулирует мышцу, которая в результате сокращается.

Это сокращение нельзя подавить произвольно; это сокращение происходит автоматически и непроизвольно. Рефлекс моносинаптический, это миотатический рефлекс и называется сухожильным или проприоцептивным рефлексом, это рефлекс растяжения.

физиология

Сначала будет описан каждый из компонентов рефлекторной дуги надколенника, а затем будет объяснена его физиологическая функция.

Нервно-мышечное веретено

Нервно-мышечное веретено - рецептор растяжения скелетных мышц. Он состоит в среднем из 10 специализированных мышечных волокон (клеток), упакованных в соединительнотканную капсулу. Они расположены параллельно сократительным волокнам мышцы.

Волокна веретена называются интрафузальными волокнами, чтобы отличать их от сократительных волокон снаружи и вокруг веретена, которые называются экстрафузальными волокнами. Интрафузальные волокна нервно-мышечных веретен млекопитающих бывают двух типов: волокна ядерного мешка и волокна ядерной цепи.

Волокна ядерного мешка имеют расширенную мешкообразную область, заполненную ядрами. Волокна ядерной цепочки более тонкие, не имеют карманов, а их сердцевины расположены внутри волокна в ряд.

В ядерной цепи около четырех волокон и около двух в ядерном мешке для каждого веретена. Волокна ядерной цепи прикреплены на каждом конце к волокнам ядерного мешка. Центральные части обоих типов волокон не сокращаются, а их дистальные - нет.

Веретено имеет чувствительное окончание, называемое первичным или аннулоспиральным, и вторичным древовидным. Первичные окончания - это быстро проводящие нервные волокна Ia, которые при входе в веретено делятся на две ветви. Одна ветвь наматывается по спирали вокруг ядерного мешка или кармана, а другая - вокруг ядерной цепи.

Вторичные окончания - это более медленные сенсорные волокна типа «II». Сократительные части веретена имеют свою собственную моторную иннервацию через эфферентные γ-моторные волокна или «маленькие моторные волокна», которые иннервируют оба типа интрафузальных волокон.

Центральные связи афферентных волокон

Сенсорные афферентные волокна - это аксоны, принадлежащие биполярным нейронам, ядра которых расположены в ганглиях заднего корешка спинного мозга. Эти аксоны попадают в мозговой слой через задние корешки.

Экспериментально можно доказать, что этот рефлекс моносинаптический. Таким образом, сенсорные волокна соединяются непосредственно с мотонейронами в передних корешках спинного мозга, аксоны которых иннервируют экстрафузальные волокна.

Это делается путем измерения времени реакции рефлекса и вычитания времени афферентной и эфферентной проводимости, которые рассчитываются на основе известной скорости передачи задействованных волокон и расстояния, пройденного между шнуром и мышцей.

Разница между этими двумя временами соответствует синаптической задержке, то есть времени, которое требуется электрической активности, чтобы пройти через спинной мозг. Поскольку минимальное время задержки синапса уже известно, если эти времена совпадают, это означает, что был только один синаптический контакт.

Если это время больше, это означает, что было более одного синапса, и, таким образом, можно рассчитать количество синаптических контактов для каждого рефлекса.

Спинной мозг и эфферентные пути

Спинной мозг - очень упорядоченная структура, его задние рога принимают аксоны сенсорных нейронов, поэтому говорят, что задние рога чувствительны. Передние рога содержат тела мотонейронов, которые иннервируют большую часть скелетных мышц.

Эти нейроны называются альфа-мотонейронами, и их аксоны выходят через передние рога спинного мозга. Они соединяются или связываются друг с другом, образуя различные нервы, которые снабжают экстрафузальные волокна соответствующих мышц.

В этих передних рогах также обнаружены γ-мотонейроны, которые посылают свои аксоны для иннервации сократительных частей веретена.

Рефлекторная функция

Когда сухожилие четырехглавой мышцы бедра деформируется, четырехглавая мышца бедра, к которой принадлежит четырехглавая мышца бедра, растягивается. Поскольку веретена расположены параллельно экстрафузальным волокнам, по мере того, как эти волокна растягиваются, веретена также расширяются.

Расширение нервно-мышечного веретена деформирует аннулоспиральные или первичные окончания веретена, что генерирует рецепторный потенциал, который в конечном итоге вызывает разряд потенциалов действия в афферентном волокне.

Частота потенциалов действия, генерируемых в афферентном волокне, пропорциональна степени растяжения первичного конца веретена. Эти потенциалы действия в конечном итоге способствуют высвобождению нейромедиатора на синаптических окончаниях тела из альфа-мотонейрона.

Этот нейротрансмиттер является стимулятором. Следовательно, альфа-мотонейрон возбуждается и разгружает потенциалы действия через свой аксон, что в конечном итоге приводит к активации экстрафузальных волокон и заставляет сокращаться мышцы, подвергшиеся растяжению.

Сокращение растянутой мышцы вызывает укорачивание экстрафузальных волокон, а также уменьшение растяжения интрафузальных волокон, при котором их растяжение прекращается и исчезает запускающий раздражитель рефлекса.

Функция при произвольном движении

Во время произвольного сокращения мышцы нервно-мышечные веретена позволяют центральной нервной системе получать информацию о длине мышцы в процессе сокращения. Для этого концы интрафузальных волокон сокращаются, стимулируемые γ-мотонейронами.

Это сохраняет веретено в растянутом состоянии, несмотря на то, что экстрафузионные волокна сокращаются и становятся короче. Таким образом сохраняется чувствительность веретена и усиливается сократительная активность.

Активность γ-мотонейронов, в свою очередь, контролируется нисходящими путями, которые исходят из разных областей мозга. Это дает возможность регулировать чувствительность нервно-мышечных веретен и порог рефлексов растяжения.

Мышечный тонус

Другая функция гамма-двигательной системы нейронов нервно-мышечных веретен - поддержание тонуса. Мышечный тонус - это плавное и устойчивое или постоянное сокращение, которое можно определить как сопротивление растяжению.

Если двигательный нерв мышцы разрезан, она становится вялой без тонуса, поскольку рефлекторный контур не может быть завершен.

Отсутствие рефлекса надколенника (возможные причины)

Отсутствие рефлекса надколенника означает поражение некоторых анатомических компонентов рефлекторной дуги надколенника. Поражения могут быть расположены в сенсорных афферентах, в спинном мозге или в эфферентных двигательных путях.

Повреждения спинномозговых нервов или тел спинномозговых мотонейронов или нижних мотонейронов между поясничными сегментами L II и L IV (как, например, при полиомиелите) вызывают исчезновение рефлекса надколенника и вялый паралич.

Характерным признаком является устранение рефлексов растяжения, потеря мышечного тонуса и атрофия пораженных мышц, в данном случае четырехглавой мышцы бедра.

Напротив, повреждение верхних мотонейронов или нисходящих двигательных путей вызывает спастический паралич, характеризующийся повышенным мышечным тонусом, обострением рефлексов растяжения и другими признаками повышенной активности нижних мотонейронов.

Ссылки

1. Барретт, KE (2019). Обзор медицинской физиологии Ганонга (№ 1, стр. 1-1). : McGraw Hill Education.
2. Фокс, С. (2015). Физиология человека. McGraw-Hill Education.
3. Холл, Дж. Э. (2010). Электронная книга учебника медицинской физиологии Гайтона и Холла. Elsevier Health Sciences.
4. Иатридис, П.Г. (1991). Физиологические основы медицинской практики Беста и Тейлора. JAMA, 266 (1), 130-130.
5. Видмайер, Е.П., Рафф, Х. и Стрэнг, К.Т. (2006). Человеческая физиология Вандера (Том 5). Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Макгроу-Хилл.