Пателлярный (коленный) рефлекс: схема строения рефлекторной дуги, описание

Понятие рефлекторной дуги и ответной реакции

Рефлексом называют отзыв организма на внешний фактор. Ответная реакция регулируется с помощью нервной системы, а путь, по которому проходит нервный импульс, называют рефлекторной дугой. Она включает в себя воспринимающее нервное окончание, чувствительный, двигательный, вставочный и исполнительный нейроны.

Статический элемент рефлекса работает пока мышца находится в растянутом состоянии. Динамический элемент функционирует несколько мгновений, проявляясь как ответ на резкое преображение протяженности мышцы. Основа двухкомпонентности рефлекса заключена в наличии двух типов интрафузальных мышечных волокон:

1. Отвечающие за статический момент, называемые цепочечными и способные тянуться равномерно. В растянутом состоянии они позволяют увеличить частоту сигналов.
2. Ответственные за компонент движения, сумчатые волокна, имеют выпуклость в центре, за счет которой более эластичны. При воздействии быстрым растягиванием сначала растягивается середина, затем боковые части, расширение которых может сопровождать сжатие центральной части. В итоге импульс от нервного окончания сначала говорит о растягивании, а затем о сжатии, то есть о колебании длины мышцы.

Рефлекторная моносинаптическая дуга коленного рефлекса схематично

Наличие рефлекторных импульсов обеспечивает безопасность человека и нормальную реакцию на преображения в окружающей среде.

Помимо этой дуги, действует связь между сухожильным рефлексом и иными нейронными процессами, обеспечивающими межсегментное движение импульсов по восходящему и нисходящему путям. Отдел спинного мозга у поясницы сигнализирует в головной мозг, помогая осуществлять осознанное реагирование на ключевые трансформации, происходящие в теле. Человек чувствует, что его нога разогнулась. Это поднимающиеся потоки.

Обратные пути принимают участие в создании осознанных движений, обеспечивая произвольное сокращение одних мышц и расслабление других. Соответственно, рефлексы имеют тесную взаимосвязь с центрами головного мозга, которые размещены в коре и других зонах.

Проверка рефлекса: физиология и патология

При действии раздражителя импульс воспринимается чувствительными окончаниями, затем по афферентным нервам передается к
эфферентным центрам спинного мозга, где информация моментально обрабатывается и отправляется обратный сигнал, когда он достигает мышц, они сокращаются, и часть тела приходит в движение.

Отсутствие коленного рефлекса указывает на то, что пациент страдает заболеванием мышечной ткани, мозга и других отделов нервной системы, или же находится в тяжелом эмоциональном состоянии.

В ходе проверки коленного рефлекса невропатолог ударяет специальным молоточком по основанию сухожилия четырехглавой мышцы, пробуждая в ней нервный импульс, ответом на который должно стать сжатие мышечного волокна и движение ноги. Сила удара не имеет значения, важно правильное попадание молоточка и расслабленность ноги.

Нормальная реакция коленного рефлекса осуществляется за счет нескольких стадий:

• в результате удара молоточком по сухожилию оно растягивается, в результате чего образуется рецепторный потенциал;
• в аксоне провоцируется потенциал действия, он попадает в спинной мозг и переносится на двигательный нейрон;
• по длинному отростку нервной клетки сообщение движется к икроножной мышце;
• она сокращается, и нога дергается.

Если применяемый способ оценки коленного рефлекса не сработал можно оценить его проявление другими путями:

• обследуемого садят на стул таким образом, чтобы пальцы ног у него стояли на полу, а ноги находились под углом немного больше прямого, удар же приходится сверху-вниз на оттянутый надколенник, который в процессе должен подняться;
• располагают необходимую ногу над коленом второй и производят удар;
• используют высокое сиденье, на котором ноги пациента будут свешиваться, а значит, находиться в состоянии расслабленности;
• обследуемого кладут на спину, а колени закладывают одно на другое.

Встречаются ситуации, когда пациент не в состоянии полностью расслабить конечность, в такой ситуации специалисты прибегают к методикам растормаживания рефлекса.

Патологические нарушения реакции сухожилия колена

Существует три вида расстройств коленного рефлекса:

1. Гиперрефлексия – реакция возбуждения преобладает над реакцией торможения.
2. Гипорефлексия – реакция торможения преобладает над возбуждением.
3. Арефлексия – отсутствие какой-либо реакции.

  Почему возникает боль в коленном суставе, и как ее устранить?

Каждый из видов патологии коленного рефлекса свидетельствует о целом ряде заболеваний.

Причины отсутствия реакции четырехглавой мышцы бедра

Факторами, приводящими к снижению рефлексии колена или к полному ее исчезновению, могут быть следующие заболевания и состояния:

• инфекционные заболевания, в том числе затрагивающие головной и спинной мозг;
• интоксикации различной этиологии, в частности медикаментозное, алкогольные, наркотические;
• психические расстройства;
• неправильное и слишком долгое наложение медицинской повязки;
• постоперационное состояние;
• индивидуальная особенность человека.

Одним из факторов расстройства центрально нервной системы может быть большая потеря веса. Дистрофия ведет не только к заболеваниям внутренних органов и желез, она также влияет на безусловные рефлексы.

Факт! Если коленный рефлекс отсутствует на обеих ногах, то вполне возможно наличие заболевания спинного мозга, которое называется спинная сухотка. Это третья стадия нейросифилиса, которая затрагивает ганглии спинного мозга.

Причины гиперрефлексии

Состояние преобладания реакций возбуждения над торможением является признаком следующих расстройства центральной нервной деятельности человека:

• невроз;
• неврит;
• радикулит;
• плексит;
• реакция на интоксикацию.

Также такая реакция может стать следствием психического напряжения человека перед посещением врача, а также быть индивидуальной особенностью пациента с невротическим типом нервной системы.

Важно! При отсутствии лечения патологии наблюдается осложнение, выраженное постоянным сокращением мышц вокруг коленной чашечки. Называется такое расстройство клонусом.

Составные компоненты рефлексов растяжения

Характеристикой рефлексов растяжения являются динамический и статический компоненты. Статистический компонент оказывает действие во время растяжения мышцы. Длительность динамического компонента – краткосрочна, возникает в результате изменения длины мышцы.

Виды мышечных волокон

Мышечные волокна, принимающие участие в коленном рефлексе:

Что делать, если вылетает коленный сустав?

• Ядерные цепочечные волокна. Благодаря своему строению, обеспечивают статический компонент. Тонкие длинные волокна характеризуются равномерным растяжением. При их растянутости окончания нейронов дуги значительно повышают частотность сигналов, что является механизмом статического компонента.
• Ядерные сумчатые волокна. Посередине имеют выпуклость, вокруг которой обвиты окончания нервов, несущих сигнал о наступившем растяжении. Середина волокна способна быстро удлиняться при его растягивании. Боковые стороны волокна оказывают сопротивление быстрому растягиванию, но растягивание все-таки происходит при нахождении волокна в растянутом виде на протяжении короткого времени.

Из этого следует, что если на волокна оказать воздействие быстрым растяжением, середина возьмет на себя львиную долю растяжения, при растягивании боковых частей, произойдет сокращение середины. Нервное окончание вначале подает интенсивные сигналы, затем частотный поток импульсов снижается по причине растяжения боковых частей, а середина опять становится короче.

Растяжение сухожилия как обязательное условие проявления коленного рефлекса

Можно провести эксперимент с целью раскрытия особенности рефлексов спинного мозга. Известно, что растяжение сухожилия приводит к разгибанию нижней конечности в колене. При демонстрации рефлекс ослабеет, если нога будет зажата испытуемым. Для отвлечения ему предлагают сжать руки в замок.

При проведении опыта производят удар медицинским молоточком по сухожилию. Если удар не приводит к растяжению сухожилия, реакция не проявится. Из этого можно сделать выводы: рефлекс колена происходит лишь в том случае, если присутствует сухожильное растягивание, когда импульсы поступают в спинной мозг, после чего по двигательным нейронам поступают в спинной мозг.

Что делать, если нужны другие методы?

В случае если традиционный способ не срабатывает, существуют еще несколько методик для проявления коленного рефлекса:

• человека следует посадить на стул так, чтобы пальцы ног уперлись в пол, а ноги согнулись под углом чуть больше 90 градусов. Удар нужно наносить сверху вниз над оттянутым надколенником. В результате надколенник поднимается;
• колено необходимой ноги нужно расположить поверх второго колена;
• можно применить высокое сиденье так, чтобы ноги свешивались в расслабленном состоянии;
• также существует способ, когда пациента опускают на спину с закладыванием колен одно на другое.

Способы неврологического расслабления

Если человек слишком зажат, то врач может прибегнуть к методике Ендрассика и Швецова, когда используется расслабление следующими способами:

• глубокое ровное дыхание;
• громким голосом производить легкие математические подсчеты;
• направление сильного свечения на глаза пациента.

Такие способы являются отвлекающими, человек перестает сознанием контролировать сокращение мышц, и при ударе по колену достигается истинный коленный рефлекс.

Отклонения

В норме рефлекс коленного сустава характеризуется усредненной степенью реакций сухожилия, что получило название норморефлексия. При нарушениях функций нервной системы наблюдается сбой прохождения сигнала, что ведет к развитию следующих состояний:

Гиперрефлексия

Проверка фиксирует максимальный разгиб голени. Подобное явление часто бывает результатом отклонений, сопровождающихся раздражением двигательных волокон:

• Интоксикаций.
• Полиневритов.
• Радикулитов.

Также гиперрефлексия наблюдается у здоровых людей невротического склада.

Крестообразная связка коленного сустава и ее патологии

Гипорефлексия

Характеризуется слабой реакцией колена на раздражитель по причине сбоя проводимости рефлекторной дуги. Резкое снижение веса человека, инфекционные болезни провоцируют истощение нейронов и сбой функций клеток. Причиной исчезновения реакции также является перенесенный наркоз.

Арефлексия

Наиболее часто встречается при патологиях центральной нервной системы. При арефлексии реакция на раздражитель не проявляется. Причиной ее отсутствия часто является паралич. Временная арефлексия появляется, если пережата бедренная артерия, при наркозе, во время приступа эпилепсии. Изменение силы рефлекса колена является свидетельством патологии нервной системы.

Описание приемов проверки коленного рефлекса

Проверяет коленный рефлекс невролог, выполняя действия при следующих расположениях пациента:

• Пациента усаживают на стул, при этом одна его нога закинута на другую.
• Врач держит ногу пациента, лежащего на столе под тупым углом.
• Пациент сидит на стуле, ноги опущены.
• Пациент размещается на кушетке в положении лежа, одна нога находится на колене другой.

Невролог легко ударяет неврологическим молоточком по связке надколенника, такое действие приводит к разгибанию голени. В это время пациент должен отключить сознательное контролирование движениями. С этой целью врач может предложить ему выполнение мысленных операций. Оценивают коленный рефлекс по величине отклонения нижней конечности. Какой способ проверки рефлекса колена применить, выбирает врач.

Методики исследование коленного рефлекса у человека

Коленный рефлекс в неврологической практике исследуют несколькими методами. Выбор способа проведения обследования происходит исходя из объективных данных. Традиционный прием предполагает одну форму вызывания коленной реакции, тогда как при экстренном случае оказания медицинской помощи используется видоизмененная форма проверки. Всего используется три основных способа:

1. Первый предполагает горизонтальное положение исследуемого с согнутыми под тупым углом ногами. Врач кладет одну руку под колени, а второй производит несильные удары по бедренной кости в районе сочленение с коленной чашечкой.
2. Второй метод используется как вариант традиционного исследования. Сидя на стуле обследуемый обеими ногами крепко стоит на полу. Ноги слегка вытянуты вперед. Врач слегка перемещает коленную чашечку вниз, при этом наносит удар сверху вниз над коленкой.
3. Третьим способом проверяют коленный рефлекс чаще всего. Пациент сидя на стуле, закидывает ногу на ногу, и невропатолог ударяет молоточком под коленной чашечкой. При этом происходит разгибание и сгибание колена.

  Психосоматика – одна из причин боли в коленях

Также рекомендуется прочесть другую статью о суставной мыши.

Как вариант третьего метода пациента можно уложить на спину и положить одну согнутую ногу на другую. Либо посадить его на высокий стул, так, чтобы ноги свисали свободно, и произвести удар ниже колена.

Этапы прохождения нервного импульса

В механизме действия коленного рефлекса характерна одна связь нейронов. Импульс берет свое начало в области проприорецепторов четырехглавой мышцы бедра, которые выполняют функции чувствительных сенсоров. Затем импульс передается в область поясничного отдела.

Замыкание рефлекторной дуги коленного рефлекса происходит на уровне L2-L4, откуда импульс идет на моторные нейроны, которые располагаются возле передних рогов спинного мозга. После этого двигательные волокна передают импульс четырехглавой мышце, разгибающей голень.

Физиология коленного рефлекса такова. Когда действует раздражитель, чувствительные волокна фиксируют импульс. После этого он передается в эфферентные центры спинного мозга, откуда после мгновенной обработки информации идет обратный сигнал. При достижении мышц сигнал приводит их к сокращению, происходит движение части тела. Если реакция отсутствует, значит, пациент подвержен патологии ткани мышц, мозга, отделов нервной системы.

Причиной отсутствия коленного рефлекса может быть тяжелое эмоциональное состояние пациента.

А как проверить?

Чтобы узнать, в норме ли коленный рефлекс, проводят несложный тест. Пациент садится на стул или кушетку и кладет одну ногу на другую. Основным условием является свободное положение ноги, которая участвует в тесте: она не должна опираться на пол.

Врач наносит несильный удар неврологическим молоточком в область чуть ниже колена, где заканчивается коленная чашечка. Вывод о том, что рефлекс сохраняется, следует из немедленного сокращения четырехглавой мышцы бедра и одновременного подъема голени .

Сила удара может быть небольшой, но мышцы ноги должны быть обязательно расслаблены. Если по каким-то причинам достичь расслабления не удается и пациент старается контролировать свои реакции, то применяются растормаживающие методики. Например, испытуемого просят мысленно произвести какую-нибудь вычислительную операцию, сложив или перемножив определенные цифры.

Стоит отметить, что существует несколько положений, в которых нога максимально расслабляется. В зависимости от состояния здоровья или других специфических условий пациент может лежать во время проведения теста или сидеть, не касаясь ногами пола.

В положении лежа тестируемую ногу либо держит врач на весу, либо пациент кладет одну ногу на колено другой. Коленный рефлекс оценивается на основании величины угла отклонения голени.

Какие есть виды рефлекторных дуг?

Периферическая нервная система имеет два вида рефлекторных дуг:

• те, что снабжают сигналами внутренние органы;
• те, что относятся к скелетной мускулатуре.

Изменения рефлексов

Существуют патологические изменения нервной системы, проявляющиеся в изменении со стороны коленного рефлекса. Отклонения могут носить следующий характер:

• Гипорефлексия.
• Арефлексия.
• Гиперрефлексия.

Врач невролог, отметив подобные явления, проведет комплексное обследование для постановки диагноза.

Гиперрефлексия

Коленный рефлекс повышен (гиперрефлексия) – при малейшем воздействии на чувствительную зону, нога максимально разгибается.

Чаще всего наблюдается при повреждении пирамидных путей в переднем отделе спинного мозга (передние рога серого вещества). Роль этих структур состоит в том, что они тормозят импульсы, которые исходят от головного мозга в ответ на раздражение.

Данный рефлекс наблюдается у лиц невротического типа, при некоторых интоксикациях, невритах, радикулитах, плекситах (воспалительных заболеваниях нервных волокон).

Следствием усиления рефлексов будут клонусы — патологические движения, для которых характерны ритмические и быстрые сокращения группы мышц из-за растянутого сухожилия. Это цепь постоянных сухожильных рефлексов. Наиболее часто проявляются клонусы коленной чашечки и стопы.

Схема рефлекторной дуги коленного рефлекса

Одним из примеров нейронного пути в соматической нервной системе является сухожильный коленный рефлекс, который есть у всех людей. При неврологических патологиях коленный рефлекс может быть снижен или, напротив, повышен, поэтому данную реакцию невропатолог проверяет в первую очередь. Рефлекторная дуга коленного рефлекса начинается с кожного рецептора, который реагирует на удар неврологического молотка.

Образовавшийся импульс передается далее, к нейронам спинного мозга, после этого переходит в соответствующий центр, к эффекторным нейронам. Длинный отросток эффекторного нейрона выходит из спинного мозга вместе с двигательными нервными волокнами, которые заканчиваются в мышцах. Таким образом, импульс доходит до эффекторного органа, то есть до подколенной мышцы, и нога человека резко двигается : коленный рефлекс замыкается.

Как вызвать коленный рефлекс?

Возникновение коленного рефлекса связано с тем, что во время удара медицинского молоточка по сухожилию четырехглавой мышцы она сокращается. Такое сокращение заставляет ногу выпрямляться. Удар необходимо наносить точно под коленную чашечку, потому как сухожилие разгибающей четырехглавой мышцы закреплено у начала большеберцовой кости. Не обязательно бить с силой, главное, чтобы мышцы были максимально расслаблены.
Можно закинуть одну ногу на другую, тогда при возникновении пателлярного рефлекса она будет дергаться .

Признаки патологической реакции

Нормальный коленный рефлекс имеет среднюю степень выраженности и называется нормофлексией. Если в деятельности нервной системы имеются нарушения, то прохождение нейронного импульса затрудняется, что сразу же отражается на рефлекторных реакциях.

У здоровых людей рефлекс остается нормальным при любых обстоятельствах, исключение составляют только пациенты со склонностью к неврозам. В медицинской практике различают 3 вида отклонений, когда коленный рефлекс:

• повышен (гиперрефлексия);
• понижен (гипорефлексия);
• отсутствует (арефлексия).

Любое из вышеперечисленных отклонений требует врачебного наблюдения и соответствующей коррекции.

Гиперрефлексия

Повышенный коленный рефлекс характеризуется резким отклонением голени на значительный угол и практически полным разгибанием ноги в суставе. При этом достаточно совсем слабого воздействия на подколенную связку, чтобы его вызвать.

Рекомендуем почитать: Почему тянет ногу под коленом сзади

Такое состояние может наблюдаться при высокой возбудимости нейронов передних рогов спинного мозга из-за низкого тормозного контроля. То есть передние рога спинномозгового серого вещества задерживают сигналы, идущие от головного мозга в ответ на внешнее воздействие.

Гиперрефлексия свойственна спастическому, или центральному, парезу и может быть одним из симптомов неврита, плексита, радикулита, а также сопровождать различные отравления ядовитыми веществами.

При усилении коленного рефлекса имеют место так называемые клонусы – спастические сокращения мышечных структур вследствие растяжения сухожилия. Строение коленной чашечки таково, что если захватить ее верхнюю часть, а затем резко отпустить, то мышцы четырехглавой мышцы бедра будут еще некоторое время подергиваться и сокращаться.

Как работает рефлекторная дуга коленного рефлекса?

Рефлекторная дуга коленного рефлекса имеет пять составляющих:

1. Рецепторы. Они принимают сигнал раздражителя и в ответ возбуждаются. Это концы аксонов или же находящиеся в клетках эпителия тельца. Рецепторы находятся повсюду в человеческом организме, в органах, в коже, из них состоят органы чувств;
2. Нервное волокно чувствительное, афферентное или же центростремительное. Оно передает сигнал к центру. Нейронные тела располагаются вне ЦНС, а именно возле головного мозга и в нервных узлах около спинного мозга.
3. Нервный центр – место, где сигнал транслируется с афферентных нейронов эфферентным. Центры эфферентных нейронов находятся в спинном мозге.
4. Нервное волокно двигательное, центробежное или эфферентное. Как следует из названия, возбуждение по нему идет от ЦНС к конкретному органу. Эфферентное волокно собой представляет аксон (или же длинный отросток) центробежного нейрона.
5. Эффектор. Орган, который проявляет реакцию на раздражение конкретного рецептора. Это мышца, которая сокращается после обработки сигнала из центра, железа, которая источает сок из-за нервного возбуждения, и другое.

О чем говорят нарушения в работе коленного рефлекса?

Мышцы сокращаются подобным образом на верхней паре конечностей и в других местах организма. Но значение коленного рефлекса в том, что его нарушение считается важным симптомом отклонений в работе головного и спинного мозга. Дуга коленного рефлекса постоянна. Лишь в редких вариантах здоровый человек может не иметь коленного рефлекса, при этом, скорее всего, детское заболевание повредило его работу. При наличии болезней он может отсутствовать или, напротив, чрезмерно усиливаться. Это объясняется тем, что центр коленного рефлекса находится в поясничном отделе спинного мозга, а точнее во II-IV сегменте. Для некоторых заболеваний есть конкретные отклонения в проявлении коленного рефлекса. К примеру, церебральные поражения вызывают маятниковообразный коленный рефлекс. Усиленный рефлекс может свидетельствовать о форме невроза. Наоборот, сниженная форма рефлекса – признак инфекции или интоксикации организма. Полное отсутствие коленного рефлекса говорит о значительном поражении нервной системы. Также рефлекс может исчезать у эпилептиков после припадка, после использования жгута, во время глубокого наркоза или после тяжелой мышечной нагрузки. Лишь специалист может поставить точный диагноз.