Materielle Grundlage: Reflexbogen
Jeder Reflex läuft über einen speziellen neuronalen Weg ab — den Reflexbogen. Die klassische Kette umfasst fünf aufeinanderfolgende Komponenten:
- Rezeptor — nimmt den initialen Reiz wahr.
- Afferente Faser — Fortsatz eines sensiblen Neurons, der das Signal zum zentralen Nervensystem leitet.
- Zentrale Neurone — Strukturen im Rückenmark oder Gehirn (Interneurone).
- Efferente Faser — Axon des motorischen Neurons (Motoneurons).
- Effektor — das Erfolgsorgan, das den Befehl ausführt (ein sich zusammenziehender Muskel oder eine sekretorische Drüse).
Die Umsetzung der Antwort beginnt immer mit der Erregung des Rezeptors durch einen Stimulus. Danach läuft das Signal über die sensible Faser, wird auf Interneurone verschaltet, erreicht das motorische Neuron und gelangt über dessen Axon zum Muskel, wodurch dessen Kontraktion ausgelöst wird.
Klassifikation und Interaktion der Reflexe
Die Reaktionen des Organismus werden nach zahlreichen Kriterien unterteilt. Nach der Lokalisation der Zentren unterscheidet man spinale, bulbäre, Stamm- und Kortexreflexe. Nach dem Effektor unterscheidet man sie in muskuläre und sekretorische, und nach den regulierten Organen in somatische und vegetative.
Die funktionelle Bedeutung ermöglicht die Unterteilung von Reflexen in Beuge- und Streckreflexe, statische und statokinetische, einfache und Kettenreflexe sowie Sehnen- und Myotatreflexe. Aus biologischer Sicht sind Schutzreaktionen (Abwehrreaktionen) und Orientierungsreaktionen am wichtigsten.
Werden mehrere Reflexe gleichzeitig ausgelöst, treten sie in Wechselwirkung. Allierte (verbündete) Reflexe unterstützen sich gegenseitig und verstärken die Gesamtantwort. Antagonistische Reaktionen üben im Gegensatz dazu hemmende Einflüsse aufeinander aus.
Besonderheiten der Erregungsleitung
Die Reaktionsgeschwindigkeit hängt direkt von der Anzahl der Synapsen im Bogen ab.
- Monosynaptische Reflexbögen: Gewährleisten die schnellsten Reaktionen. Ihre Rezeptoren sind Muskelspindeln (Propriozeptoren). Das Signal von den Dehnungsrezeptoren verläuft über das afferente Neuron und wird direkt auf das efferente Motoneuron in den Vorderhörnern des Rückenmarks übertragen. Interneurone fehlen, was eine minimale Reaktionszeit gewährleistet.
- Polysynaptische Reflexbögen: Werden durch Exterozeptoren ausgelöst (z. B. als Reaktion auf einen externen Schmerz- oder Tastreiz). Das Signal der sensiblen Faser wird zunächst auf mehrere Interneurone (Schaltneurone) verschaltet und erst danach an das Motoneuron weitergegeben. Aufgrund der synaptischen Verzögerung an jedem Interneuron ist die Zeit eines solchen Reflexes deutlich länger.
Es gibt auch polisegmentale Bögen, bei denen sich die Erregung über Axonkollateralen auf mehrere Segmente des Rückenmarks verteilt und efferente Neurone auf verschiedenen Ebenen aktiviert.
Vegetative Funktionen und spinaler Schock
Das Rückenmark steuert wichtigste vegetative Prozesse: Defäkation, Miktion, Schwitzen, Erektion, Ejakulation und die Regulation des Gefäßtonus. Die sympathischen Zentren liegen in den Seitenhörnern der Brust- und oberen Lendenabschnitte, während die parasympathischen in den Sakralabschnitten liegen.
Kommt es zu einer Durchtrennung der Nervenbahnen zwischen Rückenmark und Medulla oblongata, entsteht ein schwerer physiologischer Zustand — der spinale Schock. Bei einem solchen „spinalen Tier“ fällt die eigenständige Atmung durch den Verlust der Verbindung zum Atemzentrum des Hirnstamms völlig aus. Es entwickelt sich eine arterielle Hypotension, der Gefäßtonus sinkt und die Fähigkeit zur Aufrechterhaltung der Körpertemperatur geht verloren (Poikilothermie). Alle komplexen Formen zielgerichteter Aktivitäten (Nahrungsaufnahme, Abwehr, Fortpflanzung) verschwinden vollständig.
Methodik der klinischen Untersuchung
Die Untersuchung von Reflexen ermöglicht es dem Arzt, das Niveau einer Läsion des zentralen Nervensystems zu bestimmen. Beispielsweise führt eine Durchtrennung unterhalb der lumbalen (Lenden-) Abschnitte zu einer Lähmung der Analsphinkteren und Harnröhrensphinkteren.
Zur Prüfung der abdominalen Hautreflexe wird ein Bestrichtungsreiz am Bauch gesetzt. Der obere Bauchreflex (Verschaltungsniveau $T_7 – T_8$) wird 3–4 Fingerbreit oberhalb des Nabels ausgelöst.
Periostreflexe werden mit einem Reflexhammer überprüft. Beim Schlag auf den Processus styloideus radii entsteht der Brachioradialisreflex — Beugung im Ellenbogen und Pronation des Unterarms (Bogen $C_5 – C_8$). Ein Schlag auf den inneren Rand der Scapula ruft den scapulohumeralen Reflex hervor (Niveau $C_3 – C_5$).
Reflexe der Schleimhäute, wie der Kornealreflex (Lidschluss bei Berührung der Kornea mit einem Wattestäbchen) oder der Pharyngealreflex (Würgereiz bei Berührung der Rachenwand mit einem Spatel), werden unter Beteiligung sensibler und motorischer Fasern von Hirnnerven vermittelt.
Kurz gefasst: Antworten auf Fragen zum Thema
Was ist der physiologische Mechanismus der synaptischen Verzögerung?
Der physiologische Mechanismus der synaptischen Verzögerung beruht auf der Zeit, die für die Diffusion des Mediators durch den synaptischen Spalt von der präsynaptischen zur postsynaptischen Membran benötigt wird. In chemischen Synapsen ist eine Übertragung durch elektrischen Strom aufgrund des hohen elektrischen Widerstands des breiten synaptischen Spalts (ca. 20 nm) unmöglich. Das Signal wird ausschließlich durch Freisetzung eines Mediators übertragen, was diesen Prozess langwieriger macht. Die Antwort an der postsynaptischen Membran entsteht mit einer Verzögerung, die in einer chemischen Synapse 0,2–0,5 ms beträgt.
Über welche Leitungsbahnen des Rückenmarks wird die propriozeptive Sensibilität zum Kortex geleitet?
Die propriozeptive Sensibilität wird über die aufsteigenden Bahnen der Hinterstränge des Rückenmarks zum Kortex geleitet:
- Fasciculus gracilis (Goll-Bündel) (fasciculus gracilis) — medial gelegen;
- Fasciculus cuneatus (Burdach-Bündel) (fasciculus cuneatus) — lateral gelegen.
Diese Bahnen leiten die bewusste propriozeptive (Muskel-Gelenk-) und taktile Sensibilität. Ihre Fasern sind Axone sensibler Neurone der Spinalganglien und steigen ohne Umschaltung im Rückenmark und ohne Kreuzung bis zur Medulla oblongata auf, wo sie in den Nuclei gracilis und cuneatus enden.
Welche Rezeptoren sind neben den Muskelspindeln an der spinalen Regulation des Muskeltonus beteiligt?
An der spinalen Regulation des Muskeltonus sind neben den Muskelspindeln auch Gelenkkapselrezeptoren und Sehnenorgane beteiligt. Diese Rezeptoren erfüllen folgende Funktionen:
- Golgi-Sehnenorgane — reagieren auf starke Muskelanspannung (aktive Kontraktion oder Dehnung) und lösen eine autogene Hemmung der $\alpha$-Motoneurone aus, was zur Muskelentspannung führt;
- Gelenkkapselrezeptoren — werden bei Dehnung der Gelenkkapseln erregt (bei Verschiebung um einen Winkel von 2–3° bis 30°) und kodieren Informationen über den Gelenkwinkel der Extremität.
Um sich die Segmente der abdominalen Hautreflexe zu merken, orientieren Sie sich am Nabel (Verschaltung T9-T10). Der obere Bauchreflex entspricht T7-T8 (Strich 3–4 Fingerbreit über dem Nabel) und der untere T11-T12 (3–4 Fingerbreit darunter).
Fragen aus Vorlesungen und Prüfungen
Was ist die Reflexzeit?
Dies ist das Zeitintervall vom Moment der Reizung des Rezeptors bis zum Beginn der Reaktionsantwort des Organs (Effektors).
Worin besteht der Unterschied eines monosynaptischen Reflexbogens?
Es sind keine Interneurone vorhanden. Das Signal vom Propriozeptor (der Muskelspindel) wird direkt auf das motorische Neuron übertragen, wodurch die Antwort maximal schnell erfolgt.
Warum ist die Reaktionszeit bei einem polysynaptischen Reflex länger?
Am polysynaptischen Bogen sind mehrere Interneurone beteiligt. An jedem von ihnen tritt eine synaptische Verzögerung auf, was die Gesamtlatenzzeit der Reaktion verlängert.
Was passiert bei einer Verletzung des Rückenmarks unterhalb der Lendenregion?
Es kommt zu einer Lähmung der Analsphinkteren und Harnröhrensphinkteren, da die Zentren, die diese Funktionen steuern, in den Sakralabschnitten liegen.
Was es zum Thema noch zu wiederholen gibt
- Mechanismen der Entstehung der Dezerebrationsrigidität und tonische Stammreflexe
- Detaillierte Anatomie der Muskelspindel als Propriozeptor
- Methodik zur Überprüfung von Schleimhautreflexen (Kornealreflex, Pharyngealreflex, Gaumenreflex)
- Prinzipien der Erregungsausbreitung über Kollateralen in polisegmentalen Bögen
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