Рефлекс растяжения — Stretch reflex

Рефлекс растяжения, или стретч-рефлекс, — это автоматическая реакция организма на растяжение мышц, играющая ключевую роль в поддержании мышечного тонуса и координации движений. Он защищает мышцы и суставы от повреждений, а также способствует равновесию и правильной осанке. Понимание механизма действия рефлекса важно для специалистов в медицине, физиотерапии и спортивной науке, так как помогает разрабатывать эффективные методы реабилитации и тренировок. Статья рассматривает основные аспекты стретч-рефлекса, его физиологические механизмы и практическое применение, что делает её полезной для читателей, интересующихся анатомией и физиологией человека.

Структуры

Рефлекс растяжения включает несколько компонентов. В мышцах находятся мышечные веретена, экстрафузионные волокна которых располагаются параллельно мышечным волокнам и реагируют на изменения их длины и скорости. Афферентный сенсорный нейрон передает сигналы от мышцы к спинному мозгу, отправляя потенциал действия в ганглий задних корешков. Эфферентный двигательный нейрон передает сигнал от спинного мозга обратно к мышце через альфа-двигательный нейрон. Синапсы образуются на экстрафузальных волокнах мышечного веретена.

Эксперты в области нейрофизиологии подчеркивают важность рефлекса растяжения как ключевого механизма, обеспечивающего защиту мышц и поддержание их тонуса. Этот рефлекс активируется при быстром растяжении мышцы, что приводит к её сокращению и предотвращает возможные травмы. Специалисты отмечают, что рефлекс растяжения играет критическую роль в координации движений, особенно в спорте, где требуется высокая степень контроля над мышечными группами. Кроме того, исследования показывают, что регулярные тренировки могут улучшить эффективность данного рефлекса, что, в свою очередь, способствует повышению спортивных результатов и снижению риска травм. Таким образом, понимание и использование рефлекса растяжения имеет значительное значение как для профессиональных спортсменов, так и для людей, занимающихся физической активностью.

Стретч-рефлекс

Примеры

Человек, стоящий вертикально, начинает наклоняться в сторону. Постуральные мышцы, которые тесно связаны с позвоночником на противоположной стороне, будут растягиваться. Мышечные веретена в этих мышцах обнаружат это растяжение, и растянутые мышцы будут сокращаться, чтобы исправить положение.

Другие примеры (за которыми следуют пораженные спинномозговые нервы ) — это реакции на растяжение, вызванные ударом по сухожилию мышцы:

• Рефлекс рывка челюсти (CN V)
• Рефлекс двуглавой мышцы C5 / C6
• Брахиорадиальный рефлекс C6
• Рефлекс разгибателя пальцев C6 / C7
• Рефлекс трицепса C6 / C7
• Коленный рефлекс L2-L4 (коленный рефлекс)
• Рефлекс голеностопного рефлекса S1 / S2

Другой пример — группа сенсорных волокон в икроножной мышце, которая синапсирует с двигательными нейронами, иннервирующими мышечные волокна в той же мышце. Внезапное растяжение, такое как постукивание по ахиллову сухожилию, вызывает рефлекторное сокращение мышцы, поскольку веретена ощущают растяжение и посылают потенциал действия на двигательные нейроны, которые затем заставляют мышцу сокращаться; именно этот рефлекс вызывает сокращение в группе мышц камбаловидной и икроножной мышц. Как и рефлекс надколенника, этот рефлекс можно усилить с помощью маневра Джендрассика .

Интересные факты

Вот несколько интересных фактов о рефлексе растяжения:

1. Автоматическая защита мышц: Рефлекс растяжения, также известный как миотатический рефлекс, помогает защитить мышцы от чрезмерного растяжения. Когда мышца растягивается, специальные рецепторы (мышечные веретена) отправляют сигналы в спинной мозг, который мгновенно активирует рефлекторное сокращение мышцы, предотвращая её повреждение.

2. Роль в поддержании осанки: Рефлекс растяжения играет ключевую роль в поддержании осанки и равновесия. Например, когда вы стоите на одной ноге, рефлекс помогает поддерживать стабильность, автоматически регулируя тонус мышц, чтобы предотвратить падение.

3. Использование в спортивной тренировке: Рефлекс растяжения активно используется в спортивной тренировке, особенно в методах, связанных с плиометрикой. Упражнения, которые включают быстрое растяжение мышцы перед её сокращением (например, прыжки), используют этот рефлекс для увеличения силы и мощности движений.

Muscle stretch reflex | Organ Systems | MCAT | Khan Academy

Спинальный контроль

Спинальный контроль рефлекса растяжения означает, что сигнал передается между мышцами и спинным мозгом, возвращаясь в ту же мышцу из соответствующего сегмента спинного мозга. Короткое расстояние, которое проходит рефлекторный сигнал, обеспечивает мгновенную реакцию. Эти реакции называют рефлексами растяжения с минимальной задержкой.

Надспинальный контроль

Надспинальный контроль рефлекса растяжения означает, что сигнал проходит над спинным мозгом, прежде чем вернуться обратно в тот же сегмент, откуда он вошел в спинной мозг. Ответы этих путей часто называют рефлексами растяжения со средней или длительной задержкой, потому что временной ход длиннее из-за расстояния, которое ему необходимо преодолеть. Центральная нервная система может влиять на рефлекс растяжения через гамма-мотонейроны, которые, как описано выше, контролируют чувствительность рефлекса.

What is the Stretch Reflex

Клиническое значение

Коленный рефлекс — пример рефлекса растяжения, используемый для оценки его чувствительности. Проверка рефлексов проводится в неврологическом обследовании, особенно при подозрении на повреждение центральной нервной системы. Для теста мышца должна быть в нейтральном положении. Врач сгибает мышцу, чтобы определить расположение сухожилия, затем наносит удар по нему. В норме это вызывает сокращение мышцы. При коленном рефлексе врач наблюдает характерный толчок и оценивает ответ.

Оценка рефлексов растяжения при постукивании по мышечному сухожилию:

Реакция складного ножа — рефлекс растяжения, при котором наблюдается резкое снижение сопротивления при попытке согнуть сустав. Это типичная реакция, указывающая на поражение верхних мотонейронов.

Рефлекс растяжения — Stretch reflex

Рефлекс растяжения, или миотатический рефлекс, представляет собой сокращение мышц в ответ на их растяжение. Он важен для поддержания постоянной длины мышечной массы. Термин «глубокий сухожильный рефлекс» часто используется неправильно для обозначения этого рефлекса. Сухожилия лишь передают механическое воздействие от рефлекторного молотка к мышечному веретену. Некоторые мышцы, такие как жевательная, не имеют сухожилий, но также обладают рефлексами растяжения.

Примером спинномозгового рефлекса является быстрая реакция, включающая афферентный сигнал в спинной мозг и эфферентный сигнал к мышце. Рефлекс растяжения может быть моносинаптическим, что обеспечивает автоматическое регулирование длины скелетных мышц. Сигнал в спинной мозг возникает при изменении длины или скорости мышцы. Также возможен полисинаптический компонент, как тонический рефлекс растяжения.

При удлинении мышцы растягивается мышечное веретено, увеличивая его нервную активность. Это активирует альфа-мотонейроны, вызывая сокращение мышечных волокон и противодействуя растяжению. Вторичная группа нейронов способствует расслаблению противоположной мышцы.

Гамма-мотонейроны регулируют чувствительность рефлекса растяжения, изменяя напряжение волокон в веретене. Существует несколько теорий о том, что может активировать гамма-мотонейроны для повышения чувствительности рефлекса. Например, совместная активация альфа- и гамма-мотонейронов может поддерживать веретена в напряжении во время сокращения мышцы, сохраняя чувствительность рефлекса даже при укорочении мышечных волокон. В противном случае шпиндели ослабнут, и рефлекс перестанет функционировать.

Этот рефлекс имеет самую короткую латентность среди спинномозговых рефлексов, включая рефлекс сухожилия Гольджи и рефлексы, связанные с болевыми и кожными рецепторами.

Рефлекторная деятельность спинного мозга

В спинном мозге замыкается огромное количество рефлекторных дуг, с помощью которых регулируются как соматические, так и вегетативные функции организма. К числу наиболее простых рефлекторных реакций относятся сухожильные рефлексы и рефлексы растяжения, вызываемые раздражением рецепторов растяжения той же мышцы, которая развивает рефлекторное сокращение. Центральные окончания афферентных волокон от рецепторов растяжения образуют синапсы непосредственно на мотонейронах без дополнительных переключений на вставочных нейронах. Таким образом, дуга этих рефлексов может иметь моносинаптический характер. Указанное обстоятельство, а также высокая скорость проведения по афферентным волокнам, идущим от мышечных рецепторов и по аксонам α-мотонейронов, обеспечивают короткое время рефлекса (что особенно демонстративно в случае сухожильных рефлексов).

Сухожильные рефлексы легко вызываются с помощью короткого удара по сухожилию и имеют важное диагностическое значение в неврологической практике. Рефлекторная реакция проявляется в виде резкого сокращения мышцы. Особенно выражены сухожильные рефлексы в мышцах разгибателей ноги, таких как четырехглавая мышца бедра (коленный рефлекс) или трехглавая мышца голени (ахиллов рефлекс). Однако сухожильные рефлексы вызываются и в мышцах-сгибателях. На руке они четко проявляются на двуглавой и трехглавой мышцах, на лице — на мышцах нижней челюсти.

Быстрота мышечного сокращения и отсутствие последействия обусловлены способом вызывания сухожильного рефлекса. Адекватным раздражителем для соответствующих рецепторов является растяжение, мышцы. Постукивание по сухожилию растягивает мышцу только на очень краткий срок.

Зато при этом чувствительные к растяжению рецепторы активируются с высокой степенью синхронности.

Поскольку афферентные волокна, идущие в спинной мозг от рецепторов растяжения, представляют собой довольно гомогенную группу по диаметру и скоростям проведения, афферентные импульсы поступают к мотонейронам в виде синхронной волны. В результате мотонейроны отвечают с незначительной временной дисперсией, посылая в двигательный нерв синхронный разряд, вызывающий короткое мышечное подергивание, сходное с ответом мышцы на одиночное электрическое раздражение двигательного нерва.

Совсем иначе характеризуется рефлекс растяжения, возникающий при адекватном раздражении тех же самых мышечных рецепторов. Естественные растяжения обычно прикладываются к мышцам под действием силы тяжести. Так, при стоянии четырехглавая мышца бедра подвергается растяжению из-за тенденции колена сгибаться под влиянием гравитационных сил.

Возникающая в ответ на это растяжение афферентная импульсация характеризуется значительной асинхронностью, так как многочисленные рецепторы растяжения под влиянием постоянной нагрузки генерируют ритмические импульсы, частота которых определяется индивидуальным порогом каждого рецептора. Мотонейроны получают длительные асинхронные импульсы и сами разряжаются асинхронно. В результате этого мышца отвечает плавным длительным сокращением, автоматически противодействующим силе тяжести. Это определяет большое физиологическое значение рефлекса растяжения как механизма поддержания выпрямленной позы или стояния.

Более сложно организованы рефлекторные ответы, выражающиеся в координированном сгибании или разгибании мышц конечности. Сгибательные рефлексы направлены на избежание различных повреждающих воздействий. Поэтому рецептивное поле сгибательного рефлекса достаточно сложно и включает различные рецепторные образования и различные по скорости проведения афферентные пути.

Сгибательный рефлекс возникает при раздражении болевых рецепторов кожи, мышц и внутренних органов. Вовлекаемые при этих раздражениях афферентные волокна имеют широкий спектр скоростей проведения — от миелинизированных волокон группы А До немиелинизированных волокон группы С. Все разнообразные афферентные волокна, импульсация по которым приводит к развитию сгибательного рефлекса, объединяют под названием афферентов сгибательного рефлекса.

Центральное время сгибательного рефлекса довольно продолжительно, что обусловлено его полисинаптическим характером. Сгибательные рефлексы отличаются от собственных рефлексов мышц — миостатических и сухожильных не только большим числом синаптических переключений на пути к мотонейронам, но и вовлечением ряда мышц, координированное сокращение которых обусловливает движение целой конечности.

Одновременно с возбуждением мотонейронов, иннервирующих мышцы-сгибатели, происходит реципрокное торможение мотонейронов мышц-разгибателей.

После декапитации лягушка подвешена за челюсть. На правой стороне перерезаны дорсальные корешки, вследствие чего на этой конечности отсутствует сгибательный тонус.

При достаточно интенсивном раздражении рецепторов задней конечности происходят иррадиация возбуждения и вовлечение в реакцию мышц передней конечности и туловища. При активации мотонейронов противоположной стороны тела наблюдается не сгибание, а разгибание мышц задней конечности — перекрестный разгибательный рефлекс.

К разгибательным рефлексам, кроме уже рассмотренных выше миостатических рефлексов и перекрестного разгибательного рефлекса, относится ряд полисинаптических рефлексов, возникающих при раздражении рецепторов стопы.

Еще более сложный характер имеют ритмические и позные рефлексы, или рефлексы положения. К ритмическим рефлексам у млекопитающих относится чесательный рефлекс. Его аналогом у земноводных является потирательный рефлекс. Ритмические рефлексы характеризуются координированной работой мышц конечностей и туловища, правильным чередованием сгибания и разгибания конечностей наряду с тоническим сокращением приводящих мыши, устанавливающих конечность в определенное положение к кожной поверхности.

Позные рефлексы представляют собой большую группу рефлексов, направленных на поддержание определенной позы, что возможно при наличии определенного мышечного тонуса. Примером позного рефлекса является сгибательный тонический рефлекс, который у лягушки определяет основную позу — сидение. Даже у декапитированной лягушки, подвешанной к штативу, задние конечности всегда несколько согнуты и сгибательный тонус исчезает только после разрушения спинногофиозта или перерезки дорсальных корешков. Различия в тонусе сгибательных мышц особенно отчетливы, если перерезку дорсальных корешков осуществить на одной стороне, оставив другую интактной (рис. 83).

Сгибательный тонический рефлекс наблюдается и у млекопитающих, для которых характерно подогнутое положение конечностей (кролик). В то же время для большинства млекопитающих главное значение для поддержания положения тела играет не сгибательный, а разгибательный рефлекторный тонус.

Ввиду того что особенно важную роль в рефлекторной регуляции разгибательного тонуса играют шейные сегменты спинного мозга, специально выделяют шейные тонические рефлексы положения. Эти рефлексы были впервые описаны голландским физиологом Р. Магнусом (1924).

Рецептивным полем шейных тонических рефлексов являются проприорецепторы мышц шеи и фасций, покрывающих шейный участок позвоночника. Центральная часть рефлекторной дуги имеет полисинаптический характер, т. е. включает вставочные нейроны.

Рефлекторная реакция вовлекает мышцы туловища и конечностей. Кроме спинного мозга, в ней участвуют и моторные ядра мозгового ствола, иннервирующие мышцы глазных яблок.

Шейные тонические рефлексы возникают при поворотах и наклонах головы, что вызывает растяжение мышц шеи и активирует рецептивное поле рефлекса. Рефлексы, которые обычно исследуют у человека, приведены в табл. 5.

Кроме рассмотренных выше рефлексов, которые относятся к категории соматических, так как выражаются в активации скелетных мышц, спинной мозг играет важную роль в рефлекторной регуляции внутренних органов, являясь центром многих висцеральных рефлексов. Эти рефлексы осуществляются при участии расположенных в боковых и вентральных рогах серого вещества преганглионарных нейронов вегетативной нервной системы. Аксоны этих нервных клеток покидают спинной мозг через передние корешки и заканчиваются на клетках симпатических или парасимпатических вегетативных ганглиев. Ганглионарные нейроны в свою очередь посылают аксоны к клеткам различных внутренних органов, включая гладкие мышцы кишечника, сосудов, мочевого пузыря, к железистым клеткам, сердечной мышце.

Факторы, влияющие на рефлекс растяжения

Рефлекс растяжения, также известный как миотатический рефлекс, представляет собой автоматическую реакцию мышц на их растяжение. Этот рефлекс играет важную роль в поддержании мышечного тонуса и координации движений. Однако на его проявление могут влиять различные факторы, которые можно разделить на несколько категорий: физиологические, механические и нейрологические.

Физиологические факторы включают в себя состояние мышц и их способность к сокращению. Например, уровень физической подготовки человека может существенно влиять на эффективность рефлекса растяжения. У тренированных спортсменов рефлекс может быть более выраженным, что позволяет им быстрее реагировать на изменения в длине мышц. Также важно учитывать уровень усталости мышц: утомленные мышцы могут демонстрировать сниженный рефлекс, что связано с уменьшением их способности к быстрой реакции.

Механические факторы касаются условий, в которых происходит растяжение мышцы. Например, скорость растяжения может существенно повлиять на силу рефлекса. Быстрое растяжение мышцы вызывает более сильный миотатический ответ, чем медленное. Это связано с тем, что быстрое растяжение активирует большее количество рецепторов, расположенных в мышечных веретенах, которые отвечают за восприятие изменений длины мышцы. Кроме того, длина и эластичность мышцы также играют важную роль: более длинные и эластичные мышцы могут демонстрировать более выраженный рефлекс растяжения.

Нейрологические факторы включают в себя состояние нервной системы и ее способность передавать сигналы. Например, повреждения спинного мозга или периферических нервов могут нарушить нормальное функционирование рефлекса растяжения. Также важно учитывать влияние различных нейротрансмиттеров и гормонов, которые могут усиливать или ослаблять рефлекс. Например, адреналин может усиливать реакцию, в то время как некоторые нейропептиды могут ее ослаблять.

Кроме того, возраст и генетические факторы также могут оказывать влияние на рефлекс растяжения. У пожилых людей рефлексы могут быть менее выраженными из-за возрастных изменений в нервной системе и мышцах. Генетическая предрасположенность также может определять, насколько эффективно человек реагирует на растяжение мышц.

Таким образом, рефлекс растяжения является сложным процессом, на который влияют множество факторов. Понимание этих факторов может помочь в разработке эффективных тренировочных программ и реабилитационных мероприятий, направленных на улучшение функциональности мышц и координации движений.

Вопрос-ответ

Что такое стретч рефлекс?

Рефлекс растяжения (Stretch Reflex), рефлекс растяжения мышцы (Myotatic Reflex) — рефлекс, вызывающий сокращение мышцы в ответ на ее растяжение.

Каковы примеры рефлексов растяжения?

Человек, стоящий прямо, начинает наклоняться в одну сторону. Мышцы, отвечающие за осанку и тесно связанные с позвоночником с другой стороны, растягиваются. Мышечные веретена в этих мышцах реагируют на это растяжение, и растянутые мышцы сокращаются, корректируя осанку.

Каков рефлекс растяжения мышц?

Рефлекс растяжения — это быстрый моносинаптический рефлекс, который приводит к сокращению мышц при внезапном растяжении мышцы.

Что такое рефлекс растяжения мышечного тонуса?

Рефлекс растяжения мышц представляет собой рефлекторную дугу, которая реагирует на растяжение мышечных волокон, поддерживая мышцу в состоянии напряжения и тонуса, готовую к сокращению или расслаблению по мере необходимости. Сенсорный (афферентный) вход рефлекса поступает от двух структур в мышце: мышечных веретен и сухожильных аппаратов Гольджи.

Советы

СОВЕТ №1

Изучите анатомию и физиологию рефлекса растяжения, чтобы лучше понять, как он работает. Знание о том, какие мышцы и нервы участвуют в этом процессе, поможет вам осознанно подходить к тренировкам и реабилитации.

СОВЕТ №2

Регулярно выполняйте упражнения на растяжку, чтобы поддерживать гибкость мышц и суставов. Это поможет улучшить работу рефлекса растяжения и снизить риск травм во время физической активности.

СОВЕТ №3

Обратите внимание на технику выполнения упражнений. Правильная форма поможет активировать рефлекс растяжения и обеспечит более эффективные тренировки, а также снизит вероятность получения травм.

СОВЕТ №4

Если вы занимаетесь спортом или физической активностью, включите в свою программу тренировки, направленные на развитие силы и координации. Это поможет улучшить реакцию вашего организма на растяжение и повысит общую физическую подготовленность.