物质基础:反射弧
任何反射都是通过特定的神经通路——反射弧来完成的。经典的反射弧由五个相继串联的组成部分构成:
- 感受器——接收最初的刺激。
- 传入纤维——感觉神经元的突起,负责将信号传导至中枢神经系统。
- 中枢神经元——位于脊髓或脑内的结构(中间神经元)。
- 传出纤维——运动神经元(运动神经元)的轴突。
- 效应器——执行指令的靶器官(收缩的肌肉或分泌激素的腺体)。
反应的实现总是从感受器受刺激兴奋开始。随后信号沿感觉纤维传导,切换至中间神经元,到达运动神经元,并沿其轴突发送至肌肉,引起肌肉收缩。
反射的分类与相互作用
机体的反应可依据多种标准进行分类。根据中枢所在的部位可分为脊髓反射、延髓反射、脑干反射和皮层反射。根据效应器可分为肌肉反射和分泌反射,根据受调节的器官可分为躯体反射和自主神经反射。
从功能意义上,可将反射分为屈肌反射与伸肌反射、状态反射与翻正反射、单突触反射与链锁反射,以及腱反射与肌张力反射。从生物学角度来看,最重要的反应是防御(保护)反射和定向反射。
如果同时启动多个反射,它们之间就会发生相互作用。协同反射相互配合,增强整体反应。相反,拮抗性反应则会彼此产生抑制影响。
兴奋传导的特征
反应速度直接取决于反射弧中的突触数量。
- 单突触反射弧:产生最快速的反应。其感受器是肌梭(本体感受器)。来自牵张感受器的信号通过传入神经传入,直接传递至脊髓前角的传出运动神经元。由于没有中间神经元,反应时间最短。
- 多突触反射弧:由外感受器触发(例如,对外部痛觉或触觉刺激的反应)。来自感觉纤维的信号首先传递至多个中间神经元(联络神经元),然后才传递至运动神经元。由于每个中间神经元都存在突触延搁,这种反射的时间明显较长。
此外还存在多节段反射弧,其中兴奋通过轴突分支(侧支)扩散至脊髓的多个节段,从而激活不同水平的传出神经元。
自主神经功能与脊髓休克
脊髓支配着最重要的自主神经生理过程:排便、排尿、出汗、勃起、射精以及血管张力的调节。交感神经中枢位于胸段和上腰段的侧角,而副交感神经中枢则位于骶段。
如果在脊髓和延髓之间切断神经通路,就会导致一种严重的生理状态——脊髓休克。此类“脊髓动物”由于失去了与脑干呼吸中枢的联系,自主呼吸会完全消失。随之出现动脉低血压、血管张力下降以及丧失维持体温的能力(变温状态)。所有形式复杂的定向活动(摄食、防御、生殖)均完全消失。
临床检查方法
评估反射可帮助医生确定中枢神经系统的受损平面。例如,如果在腰段以下横断,将导致肛门和膀胱括约肌瘫痪。
为检查腹壁反射,可在腹部进行划痕刺激。上腹壁反射(反射中枢位于 $T_7 – T_8$)可通过刺激脐上方 3–4 横指处引发。
骨膜反射需使用神经科叩诊锤进行检查。叩击桡骨茎突可引发桡骨膜反射——表现为肘关节屈曲和前臂旋前(反射弧为 $C_5 – C_8$)。而叩击肩胛骨内侧缘则可引发肩胛肱反射(中枢位于 $C_3 – C_5$)。
黏膜反射(如用棉签触碰角膜引发的角膜反射,或用压舌板触碰咽壁引发的咽反射)是通过颅神经的感觉纤维和运动纤维参与实现的。
简述:主题相关问答
突触延搁发生的生理机制是什么?
突触延搁发生的生理机制归因于介质(神经递质)从突触前膜经突触间隙扩散到突触后膜所需的时间。在化学突触中,由于宽阔的突触间隙(约 20 nm)具有高电阻,电流传递是不可能的。信号完全通过释放神经递质来传递,这使得该过程更加耗时。突触后膜上的反应会出现延迟,在化学突触中,该延迟时间为 0.2–0.5 ms。
本体感觉是如何通过脊髓的传导束传至大脑皮层的?
本体感觉通过脊髓后索的上行传导束传至大脑皮层:
- 薄束(戈尔束)(fasciculus gracilis)——位于内侧;
- 楔束(布尔达赫束)(fasciculus cuneatus)——位于外侧。
这些传导束传导意识性的本体感觉(肌关节觉)和触觉。它们的纤维是脊神经节感觉神经元的轴突,在脊髓内不上行交换神经元且不交叉,直至延髓才止于薄束核和楔束核。
除了肌梭外,还有哪些感受器参与肌张力的脊髓调节?
除了肌梭外,关节囊感受器和腱器官也参与肌张力的脊髓调节。这些感受器执行以下功能:
- 高尔基腱器官——对肌肉的强张力(主动收缩或牵拉)作出反应,并触发 $\alpha$ 运动神经元的自体抑制,从而导致肌肉放松;
- 关节囊感受器——在关节囊被牵拉时(当位移角度在 2–3° 至 30° 之间时)受到兴奋,对四肢关节转动角度的信息进行编码。
为了记住腹壁反射的节段,可参照肚脐(中枢位于 T9-T10)。上腹壁反射为 T7-T8(在脐上方 3–4 横指处划痕),下腹壁反射为 T11-T12(在下方 3–4 横指处)。
课堂与考试常见问题
什么是反射潜伏期?
这是指从刺激感受器开始到效应器官(效应器)产生反应为止的时间间隔。
单突触反射弧有何区别?
其中没有中间神经元。来自本体感受器(肌梭)的信号直接传递至运动神经元,从而使反应达到最快。
为什么多突触反射的反应时间更长?
多突触反射弧中包含多个中间神经元。每个中间神经元都会产生突触延搁,从而增加了总的反应潜伏期。
腰椎以下脊髓损伤时会发生什么?
将导致肛门和膀胱括约肌瘫痪,因为调节这些功能的神经中枢位于骶段。
该主题的其他拓展内容
- 去大脑僵硬的发生机制与躯干紧张性反射
- 作为本体感受器的肌梭的详细解剖学结构
- 黏膜反射的检查方法(角膜反射、咽反射、软腭反射)
- 多节段反射弧中兴奋沿侧支传导的原理
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本资料由 WhiteCoat Pro 讲师根据医学院校教学大纲编写。仅供教育参考。