Материальная основа: рефлекторная дуга
Любой рефлекс осуществляется по специальному нейронному пути — рефлекторной дуге. Классическая цепь включает пять последовательных компонентов:
- Рецептор — воспринимает начальное раздражение.
- Афферентное волокно — отросток чувствительного нейрона, который несет сигнал в центральную нервную систему.
- Центральные нейроны — структуры внутри спинного или головного мозга (вставочные нейроны).
- Эфферентное волокно — аксон двигательного нейрона (мотонейрона).
- Эффектор — рабочий орган, выполняющий команду (сокращающаяся мышца или выделяющая секрет железа).
Реализация ответа всегда начинается с возбуждения рецептора стимулом. Далее сигнал идет по чувствительному волокну, переключается на интернейроны, достигает двигательного нейрона и по его аксону отправляется к мышце, вызывая ее сокращение.
Классификация и взаимодействие рефлексов
Ответные реакции организма делятся по множеству критериев. По локализации центров выделяют спинальные, бульбарные, стволовые и корковые рефлексы. По эффектору они бывают мышечными и секреторными, а по регулируемым органам — соматическими и вегетативными.
Функциональное значение позволяет делить рефлексы на сгибательные и разгибательные, статические и статокинетические, одиночные и цепные, а также сухожильные и миотатические. С биологической точки зрения важнейшими являются защитные (оборонительные) и ориентировочные реакции.
Если одновременно запускается несколько рефлексов, они вступают во взаимодействие. Аллиированные (союзные) рефлексы содействуют друг другу, усиливая общий ответ. Антагонистические реакции, наоборот, оказывают друг на друга тормозящие влияния.
Особенности проведения возбуждения
Скорость реакции напрямую зависит от количества синапсов в дуге.
- Моносинаптические дуги: обеспечивают самые быстрые ответы. Их рецепторами выступают мышечные веретена (проприорецепторы). Сигнал от рецепторов растяжения идет по афферентному нейрону и передается напрямую на эфферентный мотонейрон в передних рогах спинного мозга. Вставочные нейроны отсутствуют, что обеспечивает минимальное время реакции.
- Полисинаптические дуги: запускаются экстерорецепторами (например, в ответ на внешний болевой или тактильный стимул). Сигнал от чувствительного волокна сначала переключается на несколько вставочных нейронов (интернейронов), и лишь затем передается на мотонейрон. Из-за синаптической задержки на каждом интернейроне время такого рефлекса заметно больше.
Также существуют полисегментарные дуги, в которых возбуждение через ответвления аксона (коллатерали) расходится на несколько сегментов спинного мозга, активируя эфферентные нейроны на разных уровнях.
Вегетативные функции и спинальный шок
Спинной мозг управляет важнейшими вегетативными процессами: дефекацией, мочеиспусканием, потоотделением, эрекцией, эякуляцией и регуляцией сосудистого тонуса. Симпатические центры лежат в боковых рогах грудных и верхних поясничных отделов, а парасимпатические — в крестцовых отделах.
Если происходит перерезка нервных путей между спинным и продолговатым мозгом, возникает тяжелое физиологическое состояние — спинальный шок. У такого «спинального животного» полностью пропадает самостоятельное дыхание из-за потери связи с дыхательным центром ствола. Развивается артериальная гипотензия, снижается сосудистый тонус и утрачивается способность поддерживать температуру тела (пойкилотермия). Все сложные формы целенаправленной деятельности (пищевая, оборонительная, половая) полностью исчезают.
Методика клинического исследования
Оценка рефлексов позволяет врачу определить уровень поражения центральной нервной системы. Например, при перерезке ниже люмбальных (поясничных) отделов наступает паралич анальных и мочеиспускательных сфинктеров.
Для проверки кожных брюшных рефлексов наносят штриховое раздражение на живот. Верхний брюшной рефлекс (уровень замыкания $T_7 – T_8$) вызывается на 3–4 пальца выше пупка.
Надкостничные рефлексы проверяют неврологическим молоточком. При ударе по шиловидному отростку возникает пястно-лучевой рефлекс — сгибание в локте и пронация предплечья (дуга $C_5 – C_8$). А удар по внутреннему краю лопатки вызывает лопаточно-плечевой ответ (уровень $C_3 – C_5$).
Рефлексы со слизистых оболочек, такие как корнеальный (смыкание век при касании роговицы ваткой) или глоточный (рвотное движение при касании стенки глотки шпателем), реализуются при участии чувствительных и двигательных волокон черепных нервов.
Коротко: ответы на вопросы по теме
Каков физиологический механизм возникновения синаптической задержки?
Физиологический механизм возникновения синаптической задержки обусловлен временем, которое затрачивается на диффузию медиатора через синаптическую щель от пресинаптической к постсинаптической мембране. В химических синапсах передача электрическим током невозможна из-за высокого электрического сопротивления широкой синаптической щели (около 20 нм). Сигнал передается исключительно через выделение медиатора, что делает этот процесс более длительным. Ответ на постсинаптической мембране возникает с задержкой, которая в химическом синапсе составляет 0,2–0,5 мс.
По каким проводящим путям спинного мозга передается проприоцептивная чувствительность к коре?
Проприоцептивная чувствительность к коре проводится по восходящим путям задних канатиков спинного мозга:
- тонкому пучку Голля (fasciculus gracilis) — расположен медиально;
- клиновидному пучку Бурдаха (fasciculus cuneatus) — расположен латерально.
Эти пути проводят сознательную проприоцептивную (мышечно-суставную) и тактильную чувствительность. Их волокна являются аксонами чувствительных нейронов спинномозговых узлов и поднимаются без переключения в спинном мозге и без перекреста до продолговатого мозга, где оканчиваются в ядрах Голля и Бурдаха.
Какие рецепторы, помимо мышечных веретен, участвуют в спинальной регуляции мышечного тонуса?
В спинальной регуляции мышечного тонуса, помимо мышечных веретен, участвуют рецепторы суставной оболочки и сухожильные органы. Данные рецепторы выполняют следующие функции:
- Сухожильные органы Гольджи — реагируют на сильное напряжение мышцы (активное сокращение или растяжение) и запускают аутогенное торможение $\alpha$-мотонейронов, что приводит к расслаблению мышцы;
- Рецепторы суставной оболочки — возбуждаются при растяжении суставных сумок (при смещении на угол от 2–3° до 30°), кодируя информацию об угле поворота конечности в суставе.
Чтобы запомнить сегменты кожных брюшных рефлексов, ориентируйтесь на пупок (замыкание T9-T10). Верхний брюшной — это T7-T8 (штрих на 3–4 пальца выше пупка), а нижний — T11-T12 (на 3–4 пальца ниже).
Вопросы с занятий и экзамена
Что такое время рефлекса?
Это интервал времени от момента нанесения раздражения на рецептор до начала ответной реакции рабочего органа (эффектора).
В чем отличие моносинаптической рефлекторной дуги?
В ней нет вставочных нейронов. Сигнал от проприорецептора (мышечного веретена) передается напрямую на двигательный нейрон, что делает ответ максимально быстрым.
Почему при полисинаптическом рефлексе время реакции больше?
В полисинаптической дуге участвует несколько вставочных нейронов. На каждом из них происходит синаптическая задержка, что увеличивает общий латентный период реакции.
Что произойдет при повреждении спинного мозга ниже поясничного отдела?
Возникнет паралич анальных и мочеиспускательных сфинктеров, так как центры, регулирующие эти функции, находятся в крестцовых отделах.
Что ещё разобрать по теме
- Механизмы возникновения децеребрационной ригидности и тонические рефлексы ствола
- Подробная анатомия мышечного веретена как проприорецептора
- Методика проверки рефлексов со слизистых оболочек (корнеальный, глоточный, небный)
- Принципы распространения возбуждения по коллатералям в полисегментарных дугах
Разберите тему целиком в курсе «Физиология»
Здесь — выжимка. В курсе — всё, что спрашивают на занятии и экзамене.
- Полная методичка по теме «Рефлексы спинного мозга» и ещё 4 085 страниц предмета
- Задания и тесты после каждой темы — как на коллоквиуме
- AI-тьютор ответит на вопрос по теме в любое время
- 112 видеоуроков по предмету
Другие темы раздела «Частная физиология ЦНС»
Бесплатные видеоуроки: физиологияКороткие уроки с конспектами — без регистрации.
Материал подготовлен преподавателями Школы Сеченова по учебной программе медицинских вузов. Носит образовательный характер.