Эффектор рефлекторной дуги. Образование рефлекторной дуги как реакция на раздражитель

Рефлекс. Рефлекторная дуга и кольцо.

Функциональным проявлением нервной системы является рефлекс.

Рефлекс - это ответная реакция организма на изменения внешней или внутренней среды при обязательном участии нервной системы .

По природе возникновения рефлексы бывают:

1) Безусловные (врожденные) рефлексы - это наследуемая, неизменная реакция организма на раздражители (из внешней или внутренней среды), осуществляемые при участии подкорковых структур.

2) Условный (приобретенный) рефлекс - это приспособительная деятельность организма, осуществляемая при участии высших отделов ЦНС. Он является благоприобретенным, свойственный отдельному индивидууму.

Благодаря рефлекторной деятельности организм способен быстро реагировать на различные изменения внешней и внутренней среды.

Структурной основой рефлекса - являются рефлекторная дуга и рефлекторное кольцо.

Структурными элементами рефлекторной дуги и кольца являются нейроны, которые контактируют друг с другом с помощью синапсов. Рефлекторная дуга - это путь, по которому проходит возбуждение при осуществлении рефлекса.

Любая рефлекторная дуга состоит из 5 звеньев:

1.Рецепторы - это чувствительные нервные окончания, которые выполняют 2 основные функции: а) воспринимающую - воспринимают раздражение; б) кодирующую - любая Е внешнего раздражителя трансформируется в электрическую.

Условно они разделяются на:

А) экстерорецепторы- реагируют на изменения внешней среды (кожные, зрительные, слуховые, обонятельные),

Б) интерорецепторы- на изменения внутренней среды организма (хеморецепторы, барорецепторы, механорецепторы и т.д.).

В) проприерецепторы- рецепторы мышц, сухожилий и суставов

2. Афферентный путь (центростремительный, чувствительный )- представлен чувствительным нейроном и его отростками, по которым возбуждение проходит от рецепторов в ЦНС.

3. Нервный центр - это совокупность нейронов, расположенных на разных этажах ЦНС и объединенные выполнением специфических функций. Регуляция одной и той же функции может осуществляться несколько нервными центрами.

Функции : а) воспринимающая; б) проводниковая; в) обеспечивает обработку информации. г) определяет программу будущего рефлекторного акта

4.Эфферентный (центробежный, двигательный) путь – представлен волокнами двигательного нейрона, по которым возбуждение от н.ц. поступает к рабочему органу.

5.Рабочий орган - осуществляет специфическую ответную реакцию.

Функции р.д. - запускающая. Приспособление идет сразу или постепенно- информация от рабочего органа направляется вновь в н.ц., там корректируется и вновь отправляется на рабочий орган, поэтому представление о рефлекторной дуге расширено до понятия рефлекторного кольца.

Рефлекторное кольцо с остоит из 7 звеньев: 5 из них- это звенья р.д.;

6) рецепторы рабочего органа- функции: воспринимающая и кодирующая.

и 7) Обратно-афферентный путь- путь, по которому информация от рецепторов рабочего органа передается вновь в ЦНС (проводниковая функция).

Рефлекторное кольцо - это путь, по которому проходит возбуждение от внешних рецепторов через ЦНС к рабочему органу, и от рецепторов рабочего органа вновь в ЦНС.

Р.К . замыкается в ЦНС и обеспечивает и запускающую функцию (прямые связи) и контролирующую (обратные связи) . Р.К. работает всегда.

В пределах рефлекторного кольца имеются 2 механизма передачи информации:

1.Электрический механизм (рефлекторный, нервный) – с помощью нервных импульсов по мембранам нервных клеток.

2. Химический (гуморальный) механизм - с помощью веществ переносимых кровью.

Схема рефлекторной дуги и кольца

Структуры нервного центра:

1. Спинной мозг- это центр, который отвечает за работу (движение) всех мышц тела, за исключением мышц головы и шеи.

2. Продолговатый мозг- это вегетативный центр, который обеспечивает безусловные жизненно-важные рефлексы (работу сердца, частоту дыхания, здесь находятся центры защитных рефлексов (чихания, кашля, рвоты) и т.д.).

3. Мозжечок- обеспечивает координацию движений и стабилизирует работу пищеварительного тракта, сердечно-сосудистой системы и дыхания.

4. Варолиев мост- здесь находится главный пневмотаксический центр, регулирующий работу продолговатого мозга, его центр регуляции дыхания.

5. Средний мозг- он является двигательным центром, но управляет только мышцами шеи и головы.

6. Промежуточный мозг - является главным координирующим центром работы ВНС; через железы внутренней секреции регулирует обмен веществ; здесь располагаются рецепторы, улавливающие изменения температуры (терморецепторы), осмотического давления (осморецепторы) и состава крови (глюкорецепторы); он участвует в эмоциональном поведении; здесь находятся центры жажды и голода.

7. Кора больших полушарий мозга - здесь находятся центры, контролирующие все безусловные рефлексы, а также те, которые участвуют в образовании условных рефлексов.

Нервная деятельность организма человека заключается в передаче импульсов. Одним из результатов подобных передач являются рефлексы. Для того, чтобы некий рефлекс выполнялся организмом, должна быть налажена связь от получения сигнала до ответной реакции на раздражитель.

Рефлекс представляет собой реакцию части организма на видоизменения наружного или внутреннего окружения в результате воздействия на рецепторы. Находиться они могут на поверхности кожи, порождая экстерорецептивные рефлексы, а также на внутренних органах и сосудах, что лежит в основе интерорецессивного или миостатического рефлекса.

Ответные реакции на раздражители по своей природе бывают условными и безусловными. Ко вторым относят рефлексы, дуга которых сформирована уже ко времени рождения. У первых она создается под влиянием внешних факторов.

Из чего состоит дуга рефлекса?

Сама дуга представляет собой весь путь нервного импульса от момента соприкосновения человека с раздражителем до проявления ответной реакции. Рефлекторная дуга содержит различные типы нейронов: рецепторный, эффекторный и вставочный.

Рефлекторная дуга организма человека работает так:

• рецепторы воспринимают раздражение. Чаще всего такими рецепторами служат отростки нервных волокон центростремительного типа либо нейронов.
• чувствительное волокно транслирует возбуждение к центральной нервной системе. Структура чувствительного нейрона такова, что его тело располагается вне нервной системы, они цепочкой пролегли в узлах вдоль позвоночника и у основания головного мозга.
• переключение с волокна чувствительного типа на двигательное происходит в спинном мозге. Головной мозг отвечает за формирование более сложных рефлексов.
• двигательное волокно несет возбуждение к реагирующему органу. Это волокно является элементом двигательного нейрона.

Эффектор - собственно сам реагирующий орган, отвечает на раздражение. Рефлекторная реакция бывает сократительной, двигательной либо выделительной.

Полисинаптические дуги

К полисинаптическим относится трехнейронная дуга, в которой между рецептором и эффектором располагается нервный центр. Такую дугу наглядно иллюстрирует отдергивание руки в ответ на боль.

Полисинаптические дуги имеют особое строение. Такая цепь обязательно проходит через мозг. В зависимости от локализации нейронов, обрабатывающих сигнал, выделяют:

• спинномозговые;
• бульбарные;
• мезэнцефальные;
• кортикальные.

Если рефлекс обрабатывается в верхних частях центральной нервной системы, то в его обработке принимают участие и нейроны нижних отделов. Отделы ствола головного мозга и спинной мозг также участвуют в формировании рефлексов высокого уровня.

Какой бы ни был рефлекс, если нарушается непрерывность рефлекторной дуги, то происходит исчезновение рефлекса. Чаще всего такой разрыв происходит в результате травмы либо болезни.

В сложных рефлексах для реакции на раздражитель в звенья цепи включаются различные органы, что может изменять поведение организма и его систем.

Также интересно строение дуги мигательного рефлекса. Этот рефлекс в силу своей сложности позволяет изучить такое движение возбуждения по дуге, которое исследовать в других случаях затруднительно. Рефлекторная дуга этого рефлекса начинается с активизации возбуждающего и тормозящего нейронов одновременно. В зависимости от характера повреждения активизируются различные части дуги. Спровоцировать начало мигательного рефлекса может тройничный нерв - ответ на прикосновение, слуховой - ответ на резкий звук, зрительный - ответ на перепад света или видимую опасность.

Рефлекс имеет раннюю и позднюю составляющие. Поздняя составляющая отвечает за формирование задержки ответа. В качестве эксперимента касаются пальцем кожи века. Глаз закрывается молниеносно. При повторном касании кожи реакция проходит медленнее. После обработки мозгом получаемой информации происходит осознанное торможение приобретенного рефлекса. Благодаря такому торможению, например, женщины очень быстро приучаются красить веки, преодолевая естественное желание века прикрыть роговицу глаза.

Другие варианты полисинаптических дуг также поддаются исследованию, однако они зачастую слишком сложны и не очень наглядны для изучения.

Каких бы высот не достигла наука, базовыми рефлексами для изучения реакции человека остаются мигательный и коленный рефлексы. Изучение и замеры скорости прохождения импульса в тройничном и лицевом нервах являются основой оценки состояния ствола головного мозга при различных патологиях и болях.

Моносинаптическая рефлекторная дуга

Дуга, которая состоит всего из двух нейронов, которых вполне достаточно для импульса, носит название моносинаптической. Классическим примером моносинаптической дуги является коленный рефлекс. Именно поэтому подробная схема рефлекторной дуги колена размещается во всех медицинских учебниках. Особенностью состава такой дуги является то, что она не задействует головной мозг. Коленный рефлекс относится к мышечным безусловным. У человека и других позвоночных такие мышечные рефлексы отвечают за выживание.

Неудивительно, что именно коленный рефлекс проверяется невропатологом как один из показателей состояния соматической нервной системы. При ударе молотком по сухожилию, растягивается мышца, после прохождения раздражения через центростремительное волокно к спинномозговому узлу, сигнал через двигательный нейрон в центробежное волокно. В этом эксперименте рецепторы кожи участия не принимают, тем не менее результат его весьма заметен и силу реакции легко дифференцировать.

Вегетативная рефлекторная дуга обрывается на части, образуя синапс, тогда как в соматической системе путь, преодолеваемый импульсом от рецептора до действующей скелетной мышцы, ничем не прерывается.

Каждый из нас хоть раз в жизни проверял коленный рефлекс. Во многих случаях доктор видит и получает ответную реакцию колена – разгибание конечности. Но бывают ситуации, когда коленный рефлекс отсутствует. Для того чтобы понять причину отсутствия, нужно понять, что это за рефлекс и как он работает.

[ Скрыть ]

Анатомические особенности

Коленный рефлекс – ответная реакция организма, который возникает при небольшом растяжении бедренной мышцы. Сокращение мышц происходит в результате несильного удара по надколеннику, под которым находится сухожилие. Под внешним фактором сухожилия растягиваются и приводят в действие мышцу-разгибатель. Этот рефлекс очень важен для проведения диагностики множества болезней. Но совершать данную процедуру невозможно без рефлекторной дуги.

Деятельность организма зависит от реакции на раздражающие рецепторы, которые поступают от центральной нервной системы. Именно такой структурной основой рефлекса является рефлекторная дуга. Рефлекторная дуга – путь прохождения поступившего сигнала от рецептора к соответственному органу, который на него среагировал. По-другому еще ее называют нервной дугой. Подобное название объясняется тем, что рефлекс колена совершается за счет нервных импульсов, что поступают через определенный путь.

Располагается дуга в клетках спинного мозга, которые после возбуждения способны передать импульс к мышцам. Схема с обозначениями рефлекторной дуги не сложна, и разобраться в функционировании процесса возможно с помощью фото. Состоит нервная дуга из следующих компонентов:

• Звеньев (центральных, эфферентных, афферентных);
• Рецепторов;
• Эффектора (орган, который может меняться в ходе рефлекса).

Рефлекторные дуги бывают двух типов: простые и сложные. Простые или моносинаптические рефлекторные дуги состоят из 2 нейронов (эфферентного и афферентного) и синапса. Имеют следующие особенности:

• Короткая длительность рефлекса;
• Очень сближенные эффектор и рецептор;
• Дуга двухнейронная;
• Мышцы обладают одиночным мышечным сокращением;
• Нейронные волокна группы А.

Сложные или полисинаптические дуги содержат в своем составе три нейрона (эффекторный, рецепторный или пару вставочных). Особенности сложной нервной дуги:

• Дуга трехнейронная;
• Нервные волокна группы В и С;
• Рецептор и эффектор не сближенные;
• Сокращение мышц согласно виду тетануса.

Роль и функции в организме

Простыми словами нервная дуга представляет собой путь, по которому проходит импульс, возникший от рецептора к органу либо мышце. Соответственно этому фактору рефлекторная дуга предназначена для передачи нервных импульсов. Схема передачи импульсов основана на том, что от рецептора передается сигнал к чувствительным нейронам. Дальше возбуждающая реакция передается к клеткам серого вещества спинного мозга. В итоге двигательные клетки сокращаются, при этом нога может дернуться, или приподняться.

Удар действует как внешний раздражитель на нервную систему. Благодаря связи между спинным мозгом, сенсорной системой, двигательными нейронами происходит процесс. Визуально представить описание и понять путь протекания нервного импульса поможет рисунок, где изображена нервная дуга.

Рецепторы дуги принимают сигналы от раздражителя, и в результате обратной связи возбуждаются на них. Звенья выполняют передачу импульса к определенному органу. Они бывают: центральные, эфферентные и афферентные. Эффектор – представляет собой орган, который отвечает на действие рецептора.

Согласно этим составляющим дуги, она выполнят такие функции:

• Передает сигнал к мышце икроножной области;
• От нейронов подает импульс на двигательные мышцы;
• В зависимости от раздражителя порождает нейронный импульс передающий к эффектору (органу);
• Влияет на движение конечности, мышечное сокращение ноги.

Как ее определить?

Для того чтобы правильно определить наличие коленного рефлекса нужно выполнить следующие этапы:

1. Размещают пациента в такой позе на стуле, чтобы он смог свободно закинуть ногу на ногу или чтобы конечности не касались пола.
2. Затем доктор ударяет неврологическим молотком по коленной чашечке, вызывая ее ответную реакцию. Перечисленные меры помогут специалисту определить рефлекторную дугу колена.

Но возможен еще один метод диагностики на определения нервной дуги коленного сустава. Пациент ложится на спину, при этом ноги сгибает под уклоном так, чтобы они четко и плотно уперлись ступнями в поверхность кушетки. Наносят удар молоточком по сухожилию. Этот метод способствует оценке и анализу дуги пателлярного (коленного) рефлекса.

Отсутствие и снижение дуги

Корешки серого вещества могут соприкасаться с иными нейронами. После чего они вступают в контакт с центральными нейронами, формируя звенья проводящего пути. Рефлекторная дуга при этом может давать сбой, в результате присоединения нейронов к спинному рефлексу. Стремительные возбуждения нервной системы могут передаваться к коре головного мозга и спровоцировать новые рефлексы. Вследствие, раздражение может возвратиться к периферическому нейрону, результатом чего окажется полное отсутствие коленного рефлекса (арефлексия).

Снижаться рефлекс может через интоксикацию организма, инфекцию, эпилептический припадок. В состоянии покоя дуга колена находится по причине патологии нервной системы, личной особенности пациента. Патологические изменения нервной системы, проявляющихся в коленном рефлексе могут иметь последующий характер: гипорефлексию, гиперрефлексию и арефлексию.

Гипорефлексия

• Раздражительная реакция при данной патологии снизится. Характерной особенностью такого явления является то, что колено слабо реагирует на раздражитель. Возникает отклонение из-за нарушения проводимости и целостности рефлекторной дуги при передаче импульса по нейронах.
• Отсутствие рефлекса может свидетельствовать о заболевании центров головного мозга. Потеря массы тела, инфекция приводят к истощению нейронов и неправильному функционированию клеток. Реакция исчезает после наложения жгута, наркоза.

Гиперрефлексия

• Малейшее воздействие на конечность приводит к повышенному коленному рефлексу. Очень часто наблюдается в отделении спинного мозга. Так как эти строения блокируют импульсы, в ответной реакции на раздражение.
• Возникает у личностей невротического типа, при неврите, плексите, радикулите. Кроме всего, патологические движения, с быстрым сокращением мышц растянутого сухожилия выступают усилением рефлекса. Зачастую они поражают стопу и коленную чашечку.

Арефлексия

• Она является особым типом патологии рефлекса колена, проявляется в итоге наличия серьезной болезни центральной нервной системы. При таком патологическом процессе вообще отсутствует раздражительная реакция на подражающий фактор.
• Арефлексия происходит в случае неврита, полиомиелита, полиневрита, табеса. Наблюдается поражение проводящего нейрона либо двигательного нейрона, чувствительных волокон. Снижаются рефлекторные функции, сопряженные с повреждениями нервных участков головного и спинного мозга, угасают мышечные рефлексы.

Определить отклонение от нормы и степень патологии сможет высококвалифицированный специалист при помощи методов исследования, осмотра, дополнительных мероприятий.

Видео «Осмотр коленного рефлекса»

Как проводиться неврологический осмотр специалистом вы сможете увидеть в следующем видео.

Физиологическое определение понятия "рефлекторная дуга"

Рефлекторная дуга - это схематический путь движения возбуждения от рецептора до эффектора.

Анатомическое определение понятия "рефлекторная дуга"

Рефлекторная дуга - это совокупность нервных структур, обеспечивающих осуществление рефлекторного акта.

Оба этих определения рефлекторной дуги являются верными, но чаще почему-то используется анатомическое определение, хотя понятие рефлекторной дуги относится к физиологии, а не к анатомии.

Помните, что схема любой рефлекторной дуги должна начинаться с раздражителя, хотя сам раздражитель не входит в состав рефлекторной дуги. Заканчивается рефлекторная дуга органом-эффектором, который и даёт ответную реакцию. Эффекторов не так уж много видов.

Виды эффекторо в:

1) поперечно-полосатые мышцы тела (быстрые белые и медленные красные),

2) гладкие мышцы сосудов и внутренних органов,

3) железы внешней секреции (например, слюнные),

4) железы внутренней секреции (например, надпочечники).

Соответственно, ответные реакции будут результатом деятельности этих эффекторов, т.е. сокращение или расслабление мышц, приводящие к движениям тела или внутренних органов и сосудов, или выделение секрета железами.

Виды рефлекторных дуг:

1. Элементарная (простая) рефлекторная дуга безусловного рефлекса.
Самая простая, содержит всего 5 элементов: рецептор - афферентный ("приносящий") нейрон - вставочный нейрон - эфферентный ("выносящий") нейрон - эффектор. Важно понимать значение каждого элемента дуги. Рецептор: преобразует раздражение в нервное возбуждение. Афферентный нейрон: доставляет сенсорное возбуждение в центральную нервную систему, к вставочному нейрону. Вставочный нейрон: преобразует пришедшее возбуждение и направляет его по нужному пути. Так, например, вставочный нейрон может получать сенсорное ("сигнальное") возбуждение, а дальше передавать уже другое возбуждение - двигательное ("управляющее"). Эфферентный нейрон: доставляет управляющее возбуждение на орган-эффектор. Например, двигательное возбуждение - на мышцу. Эффектор осуществляет ответную реакцию.

На рисунке справа представлена элементарная рефлекторная дуга на примере коленного рефлекса, которая настолько проста, что в ней даже отсутствуют вставочные нейроны.

2. Концептуальная схема рефлекторной дуги Е.П. Соколова. В её составе не один схематичный рецептор, а множество. Также она содержит предетекторы, нейроны-детекторы и командные нейроны. Возбудимостью командных нейронов управляют генеральный и локальный модуляторы.

На рисунке слева представлена несколько модифицированная схема концептуальной рефлекторной дуги. Добавлены раздражители (стимулы) и пояснения.

3. Многоэтажная дуга безусловного рефлекса Э.А. Асратяна. Эта схема показывает, что фактически существуют параллельные дуги для одного и того же безусловного рефлекса на 5 разных этажах нервной системы: 1) в спинном мозге, 2) в продолговатом, 3) в среднем, 4) в промежуточном и 5) в больших полушариях головного мозга.

Эзрас Асратович. Асратян (крупный советский нейрофизиолог, ученик И.П. Павлова, возводивший его учение в догму), изучая безусловные рефлексы нормальных и декортицированных (лишённых коры головного мозга) животных, пришел к выводу, что центральная часть дуги безусловного рефлекса является не однолинейной, а имеет многоуровневую структуру, т. е. состоит из многих ветвей, которые проходят через различные "этажи" центральной нервной системы: спинной мозг, продолговатый мозг, стволовые отделы и т. д. (см.рис.). Наивысшая часть дуги проходит через кору больших полушарий головного мозга, она является корковым представительством данного безусловного рефлекса и олицетворяет кортиколизацию (контроль со стороны коры) соответствующей функции.

По месту расположения нейронов, участвующих в рефлексе, можно разделить рефлексы на следующие виды:

· спинальные рефлексы: нейроны расположены в спинном мозге,

· бульбарные рефлексы: осуществляются при обязательном участии нейронов продолговатого мозга,

· мезэнцефальные рефлексы: осуществляются при участии нейронов среднего мозга

· диэнцефальные рефлексы: в них участвуют нейроны промежуточного мозга

· кортикальные рефлексы: осуществляются при участии нейронов коры больших полушарий головного мозга.

В рефлекторных актах, осуществляемых при участии нейронов, расположенных в высших отделах центральной нервной системы, всегда участвуют и нейроны, находящиеся в низших отделах - в промежуточном, среднем, продолговатом и спинном мозге. С другой стороны, при рефлексах, которые осуществляются спинным или продолговатым, средним или промежуточным мозгом, нервные импульсы доходят до высших отделов центральной нервной системы.

4. Двухсторонняя дуга условного рефлекса Э.А. Асратяна. Она показывает, что при выработке условного рефлекса формируются встречные временные связи и оба использованных раздражителя являются одновременно как условными, так и безусловными.

На рисунке справа дана анимированная схема двойной условнорефлекторной дуги. Она состоит фактически из двух безусловнорефлекторных дуг: левая - мигательный безусловный рефлекс на раздражение глаза воздушным потоком (эффектор - сокращающаяся мышца века), правая - слюноотделительный безусловный рейлекс на раздражение языка кислотой (эффектор - слюнная железа, секретирующая слюну). За счёт образования в коре больших полушарий головного мозга временных условнорефлекторных связей эффекторы начинают давать ответные реакции на неадекватные для них в норме раздражители: мигание в ответ на кислоту во рту и слюноотделение в ответ на дуновение воздухом в глаз.

5. Рефлекторное кольцо Н.А. Бернштейна. Эта схема показывает, как рефлекторно корректируется движение в зависимости от достижения поставленной цели.

6. Функциональная система П.К. Анохина. Эта схема показывает управление сложными поведенческими актами, направленными на достижение полезного запланированного результата. Главные признаки этой модели: акцептор результата действия и обратные связи между элементами.

7. Двойная дуга условного слюноотделительного рефлекса. Эта схема показывает, что любой условный рефлекс должен состоять из двух рефлекторных дуг, образованных двумя разными безусловными рефлексами, т.к. каждый раздражитель (условный и безусловный) порождает свой собственный безусловный рефлекс.

Рефлексы - это ответная реакция организма на раздражение чувствительных нервных образований - рецепторов, осупцествляемая при участии нервной системы.

Виды рефлексов условные и безусловные

Рефлекторная дуга

С помощью рефлекса осуществляется распространение возбуждения по рефлекторным дугам и процесс торможения.

Рефлекторная дуга - это путь, по которому проводятся нервные импульсы при осуществлении рефлекса.

Схема рефлекторной дуги

5 звеньев рефлекторной дуги:

1. Рецептор - воспринимает раздражение и преобразует его в нервный импульс.

2. Чувствительный (центростремительный) нейрон - передает возбуждение к центру.

3. Нервный центр - возбуждение переключается с чувствительных нейронов на двигательные (в трехнейронной дуге имеется вставочный нейрон).

4. Двигательный (центробежный) нейрон - несет возбуждение от центральной нервной системы к рабочему органу.

5. Рабочий орган - реагирует на полученное раздражение.

Информация от рецепторов рабочего органа поступает в нервный центр, чтобы подтвердить эффективность реакции и, при необходимости, скоординировать ее.

Схема рефлекторной дуги коленного рефлекса (простая дуга из двух нейронов)