REFLEXBÖGEN DES RÜCKEMNARKS Andrea Heinzlmann Semmelweis Universität, Fakultät für Medicin Institut für Humamorphologie und Entwicklungsbiologie II. Jahrgang, 1. Semester 18.09.2013

REFLEXBOGEN die kürzeste Verbindung eines neuronalen Erregungskreises eine kürzeste Verbindung beschränkt sich so auf die Verschaltung zwischen zwei Neuronen diese erfolgt auf der Ebene des Rückenmarks über eine Synapse im Vorderhorn

ELEMENTE DES REFLEXBOGENS DER AFFERENTE SCHENKEL des Bogens auf der Seite der Eingabe: Ursprung = Sensor oder Fühler oder Rezeptor Weiterleitung des Reizes durch unipolare Nervenzelle im Spinalganglion AFFERENZEN in: Sinnesorganen sensiblen oder sensorischen Rezeptoren in Muskeln (Rezeptor: Muskelspindeln) Sehnen  Haut (Tastsinn) WEITERLEITUNG: der afferenten Impulse zum Rückenmark erfolgt über sensible Nervenfasern (Aα-Fasern, Ia-Fasern/Ib und II-Fasern) SCHALTAPPARAT: Ganglion spinale

ELEMENTE DES REFLEXBOGENS DER EFFERENTE SCHENKEL des Bogens auf der Seite der Ausgabe: Weiterleitung der Reizantwort durch motorische Vorderhornzelle Ziel = Aktor oder Effektor oder Wirkorgan (Muskel oder Drüse) WEITERLEITUNG: der efferenten Impulse vom Rückenmark erfolgt über Motoneuronen, deren Zellkörper im Bereich im motorischen Vorderhorn liegt Das zum Muskel führende Motoaxon gehört hinsichtlich der Leitgeschwindigkeit zu den Aα-Fasern (α- Motoneuron). Die Muskelspindeln werden motorisch über verschiedene Typen von γ-Fasern versorgt (γ- Motoneurone) EFFERENZEN: Haben in Muskel oder Drüse

EIGENREFLEX (PROPRIOZEPTIVER REFLEX, MONOSYNAPTISCHER DEHNUNGSREFLEX) Liegen Rezeptor und Effektor im gleichen Organ, können die Reize sehr schnell beantwortet werden ausgelöst durch eine Muskeldehnung RECEPTOR: Muskelspindel AFFERENZ: die Ia-Afferenzen  EFFERENZ: die motorische Nerven EFFEKTOR: zuvor gedehnter Muskel ANTWORT: reflektorische Kontraktion MONOSYNAPTISCH: über eine Synapsis auf das α-Motoneuron verschaltet ist BEDEUTUNG: automatische Längsregulierung der Muskeln, die sich mit Hilfe der Stellungsänderung eines Gliedes anpassen können

REZEPTOR DES DEHNUNGSREFLEXES MUSKELSPINDEL Sinnesorgane in den Muskeln den Dehnungszustand der Skelettmuskulatur erfassen sind in der Muskulatur der Extremitäten, in den kleinen Hand- und Fußmuskeln sehr zahlreich vorhanden Propriozeptoren (gewährleisten die Wahrnehmung der Stellung und Bewegung des Körpers im Raum, gelangen Informationen über Muskelspannung, Muskellänge, Gelenkstellung und Bewegung)

AUFBAU DER MUSKELSPINDELN INTRAFUSALEN FASERN EXTRAFUSALEN FASERN

AUFBAU DER MUSKELSPINDELN INTRAFUSALEN FASERN: 5-10 dünnen quergestreifter Fasern die von einer bindegewebigen Kapsel umgeben sind diese Fasern liegen parallel zu den extrafusalen Fasern – deswegen wird die Muskelspinedel nur bei Streckung des Muskels erregt!! Die Muskelspindeln setzen sich an beiden Enden am Perimysium der extrafusaler Muskelfasern Afferente Ia-Faser verzweigt sich, ihre Endigungen umschlingen spiralig (primäre sensible Endigung) die nicht- kontraktile Mittelregion (bei Dehnung des Muskels werden rezeptorischen anulospirale Nervendigungen verformt und damit erregt) Afferente II-Fasern bilden Blütendoldenförmige Endigung bei den intrafusalen Fasern Efferente γ-Fasern enden an den motorischen Endplatten der intrafusalen Fasern in der kontraktilen Region

AUFBAU DER MUSKELSPINDELN EXTRAFUSALEN FASERN Arbeitsmuskulatur

AFFERENTER SCHENKEL DES DEHNUNGSREFLEXES afferenten sensiblen den Ia – (Aα)- Fasern PRIMÄR NEURON: Spinalganglien (pseudounipolare Neuron) ihre centraler Neurit – hintere Wurzel des Spinalnerv gibt Reflexkollateran zu α-Motoneuronen (2. Neuron) Schalteneurone fehlen der Eigenreflex - MONOSYNAPTISCH

EFFERENTER SCHENKEL DES DEHNUNGSREFLEXES α-Motoneuronen sein Neurit verläßt in der Radix ventralis des Rückenmarks EFFEKTOR: Neurite von α - Motoneuronen enden mit myoneuralen Synapsen (motorische Endplatten) im Arbeitsmuskel

DIE γ-SPINDEL-SCHLEIFE Der Erregungszustand eines Motoneurons wird unter anderem durch absteigende, motorische Bahnsysteme, die Tiefensensibilität und segmentale Interneurone beeinfluss erfolgt die Tonusregulierung der Muskulatur Alpha-Gamma-Koppelung: Dehnung des Muskels löst eine Aktivierung der Alpha-Motoneurone aus, die als motorische Efferenz die Muskelkontraktion der extrafusalen Arbeitsmuskulatur hervorrufen. Die Fasern der y-Motoneurone innervieren die Pole der Muskelspindeln. Durch Kontraktion der Spindelpole entsteht ein Zug der Fasern in beide Richtungen. Der sensibel innervierte äquatoriale Anteil der Muskelspindel wird gedehnt. Sensible Ia- und II- Fasern leiten den Dehnungsreiz an α-Motoneurone, die den Muskeldehnungsreflex induzieren (Erhöhung des Muskeltonus)

DIE γ-SPINDEL-SCHLEIFE Die gamma – Motoneuronen werden durch Tractus reticulo, - cerebello, - vestibulospinalis Beeinflusst (supraspinale Kontorlle). Damit die Muskelspindeln bei unterschiedlichen Muskellängen funktionieren, werden die kontraktilen Endstücke durch langsamere, dünne A- gamma-Nervenfasern von Vorderhörnern mit supraspinaler Kontrolle versorgt und regelmäßig nachgestellt und gespannt. Dieser Prozess wird oft unter dem Begriff Gamma- Schleife geführt. Durch diese fusimotorische Innervation ist es auch möglich, die Vorspannung des Rezeptors empfindlicher gegenüber Längenänderungen zu machen (ohne Längenzunahme der Arbeitsmuskelfasern) oder sogar den Reflex-Vorgang ohne Dehnungsvorgang auszulösen.

REZIPROKE HEMMUNG DES EIGENREFLEXES innerhalb einer Seite des Rückenmarks bilden die Ia-Afferenzen der Muskelspindeln neben ihrer monosynaptischen Verbindung zum Motoneuron des Dehnungsreflexbogens noch eine weitere Verbindung: eine Kollaterale (Verzweigung) der Ia-Afferenz führt mit einer Synapse zu einem hemmenden Interneuron, das den antagonistischen Muskel hemmt. Die am selben Gelenk angreifenden Antagonisten werden also gehemmt. Dieser Mechanismus erhielt den Fachausdruck reziproke antagonistische Hemmung, was bedeutet, daß die gegenspielenden Muskeln wechselseitig gehemmt werden. Die Beuger hemmen also die Strecker und umgekehrt.

PATELLARSEHNENREFLEX (KNIESEHNENREFLEX) ein monosynaptischer Reflex aus der Gruppe der Eigenreflexe AUSLÖSUNG: durch einen leichten Schlag auf die Patellarsehne REZEPTOREN:Muskelspindeln in Quadrizeps (registrieren die Dehnung und melden an das Rückenmark) AFFERENZEN: ziehen die sensiblen Ia- Fasern zu den Lendensegmenten (L2-L4) Dort wird die Erregung über eine Synapse auf die motorische Neurone umgeschaltet EFFERENZEN: Neuriten der motorischen Neuronen durchlaufen den Plexus lumbalis und im Nervus femoralis zurück zum Muskel EFFEKTOR: M quadriceps femoris, wo eine Kontraktion ausgelöst wird

PATELLARSEHNENREFLEX (KNIESEHNENREFLEX) HEMMENMECHANISMUS des Antagonisten (M. biceps femoris) Das Axon, das die auslösende Information ins Rückenmark leitet, ist verzweigt (Divergenz) Dabei läuft ein Ast zu motorischen Neuronen, die den M. quadriceps femoris innervieren und ein anderer über eine Synapse, die mit einem hemmenden Neuron verknüpft ist, welche zum α- Motoneuron des Biceps femoris zieht, und dieses hemmt Das Aktionspotential, das vom Quadriceps femoris kommt, unterdrückt also gleichzeitig das des Musculus biceps femoris

FREMDREFLEX (POLYSYNAPTISCHER REFLEX) die Reflexantwort nicht im reizwahrnehmenden Organ erfolgt der Reflexbogen erfolgt über mehrere Synapsen – POLYSYNAPTISCH REZEPTOREN: Hautrezeptoren – Schmerz – Temperatur – Tastrezeptoren Schleimhautrezeptoren AFFERENZEN: III (Aδ)– IV (C) Fasern von Spinalganglien – enden an den Schaltneuronen Die Schaltneuronen besitzen Kollateralen – die mehrere Motoneuronen erreichen – mehrere Muskeln aktiviert werden EFFERENZEN: α – und γ- Motoneuronen EFFEKTOR: Arbeitsmuskeln (die efferente Fasern beenden mit myoneuralen Synapsen)

FREMDREFLEX (POLYSYNAPTISCHER REFLEX) FREMDREFLEXEN: Flexorreflexe an den Extremitäten Bauchhautreflexe Cremaster-Reflex Corneareflex Pupillenreflex Flucht – oder Schutzreflexe (Husten - Tränenreflex) Plantarreflex Saugreflex Schluckreflex Würgreflex

FLEXORREFLEXE (GEKREUZTER EXTENZOR- FLEXORREFLEX oder NOZIZEPTIVER FLEXORREFLEX) Die Extremität von einem noxischen Stimulus unbewußt weggezogen wird Der Flexorreflex eines Beines ist immer mit einem gekreuzten Extensorreflex verbunden Dabei findet eine Streckung des zum Schmerzursprung kontralateralen Beines statt Das Zusammenspiel von Flexorreflex und gekreuztem Extensorreflex dient der Erhaltung des Gleichgewichts Rezeptor: Schmerzrezeprot der Haut Afferenzen: III – IV Fasern der Spinalganglien Schaltung an den Interneurone im Hinterhorn Kollaterale zu α-Motoneurone für die ipsilateralen Oberschenkel – und Kniebeuger Kollateral für hemmendes Interneuron Kollaterale zu α-Motoneurone für die kontralateralen Kniestrecker Hemmung für α-Motoneuron der kontralateralen Kniebeuger Kollaterale zu den frontalen Lappen Wo kann man den Schmerz durchleben

BAUCHHAUTREFLEXE AUSLÖSUNG: bestreichen der Bauchhaut EFFEKT:  ipsilaterale Kontraktion der Bauchmuskulatur und verziehen des Nabels zu der Seite EFFERNZEN: N. intercostalis, N. hypogastricus, N. ilioinguinalis BETROFFENE NERVENSEGMENTE: Th8- Th12

CORNEAREFLEX (LIEDSCHLUSSREFLEX) AUSLÖSUNG: mechanischer, chemischer oder thermischer Reiz der Kornea  AFFERENZ: Nn. ciliares longi (N. ophthalmicus) – Ganglion trigeminale (1. Neuron) – zum Nucl. tractus spinalis n. trigemini ( 2. Neuron) – Umschaltung zu den Nuclei n. faciales EFFERENZ: Fasern von N. VII. EFFEKTOR: M. orbicularis oculi EFFEKT: das Augenlid schließt sich

CREMASTERREFLEX (HODENHEBER-REFLEX) AUSLÖSUNG: bestreichen der Innenseite des Oberschenkels EFFEKT:  zieht den Hoden zum Körper durch Kontraktion des Musculus cremaster EFFERENZ: N. genitofemoralis R. genitalis BETROFFENE NERVENSEGMENTE: L1 - L2

HUSTENREFLEX AUSLÖSUNG: die Atemwege von Fremdkörpern, Sekretansammlungen und anderen schädigenden Reizen (Hustenreize) befreit REZEPTOREN: im Kehlkopf, der Luftröhre und den größeren Bronchien AFFERENTEN: viszerosensible Nervenfasern des N. X. in das Hustenzentrum in der Medulla oblongata EFFEKTOREN: im Nucleus ambigus – N. X. – N. laryngeus inferior - EFFEKTOR: M. crico-arytenoideus lat. - Verengung der Stimritze

VEGETATIVE REFLEXE (EINGEWEIDEREFLEXE) AUF RÜCKENMARKSEBENE über das vegetative Nervensystem wird die glatte Muskulatur der inneren Organe angeregt Eingeweidereflexe des Rückenmarks sind im Lumbal – und Sakralbereich bekannt AFFERENZEN:Interozeptoren (aus den Eingeweiden) oder aus Exterozeptoren (von Hautrezeptoren) Die perikaryen der Affernten vegetativen Neuronen liegen in Spinalganglien ARTEN DER VEGETATIVE REFLEXE: Viscero-visceralen Reflex Viscero-kutaner Reflex Viscero-motorischen Reflex Kuti-visceralen Reflex

VISCERO-VISCERALEN REFLEX Erregungen aus den inneren Organen beeinflussen reflektorisch die Motorik oder Sekretion des gleichen Organs Blasenreflex (Miktionsreflex) Mastdarmreflex (Defekätionreflex)

VISCERO-VISCERALEN REFLEX MIKTIONSREFLEX MIKTION - Blasenentlehrung REZEPTOREN: Dehnungsrezeptoren in der Blasenwand (kommt es zu einem steilen Druckanstieg - Auslösung des Miktionsreflexes - Kontraktion des Detrusors, einer passiven Dehnung des inneren Schließmuskels und einer willkürlich gesteuerten Erschlaffung des äußeren Schließmuskels M detrusor vesicae: bei der Kontraktion die Blase zur Entleerung bringt von parasympatischen Fasern aus dem Sakralmark (S2-S4) über Nn. Pelvici splanchnici M. spincter urethrae int. Erschlaffung der Blase sympatisch innerviert aus Th12- L2 über Plexus hypogastricus inf., Nn. hypogastrici M. sphincter urethrae ext. N. pudendus (S2-S4) wirkürlich

ZENTREN DES MIKTIONSREFLEXES PONTINES MIKTIONSZENTRUM: in der Pons , die hemmend und stimulierend auf den Miktionsreflex wirken kontrolliert die vegetativen Harnblasenzentren im Seitenhorn des Thorakolumbal (sympatisch) und Sakralmark (Parasympatisch) FRONTALES BLASENZENTRUM: mediale Frontalappen Hypothalamus Basalganglien hemmenden Einfluss auf die Miktion

MIKTIONSREFLEX Zunehmende Füllung der Blase – steigende Wandspannung – Aktivierung der Dehnungsrezeptoren – Aktivierung der parasympatischen Neurone im Seitnehorn – M. detrusor vesicae Aktivation – aufsteigende Kollateralen an das pontine Miktionszentrum – Miktion Zulassung (unterdrückt hemmende absteigende Fasern zum Sakralen Miktionszentrum)

VISCERO-VISCERALEN REFLEX DEFÄKATIONSREFLEX Die peristaltische Kontraktion der glatten Darmwandmuskulatur wird vom parasympatisch stimuliert,vom sympathikus inhibiert Sypathikusaktivierung des M. spincter ani externus – unterdrückt die Darmentleerung Parasympathikusaktivierung des M. spincter ani externus – ermöglicht die Darmentleerung VEGETATIVEN ZENTREN: Im Seitenhor der Lumbalsegmente (L1 – L2) – sympathikisch Im Seitenhorn der Sakralsegmente (S2 – S4)- parasympathisch Zentren im Gehirn – über absteigende Bahnen die vegetativen Zentren des Rückenmarks steuern

DEFÄKATIONSREFLEX Dehnung des Rektums – afferente Impulse – Stimulation der parasympatischen Zentren im S2 – S4 Bereich – Inhibition der sympatischen Zentren im L1- L2 – reflektorische Darmentleehrung wilkürliche Darmentlehhrung über: M. puborectalis (vom N. pudendus) M. sphincter ani ext. (vom N. pudendus)

VISCERO-KUTANER REFLEX eine Reizung der Haut kann reflektorisch die Durchblutung der inneren Organe steigern Massagen Wärmepackungen Kollateralen von Neuriten somatosensibler Neurone die Erregung aus der Haut über Schaltzellen an vegetative Wurzelzellen im Rückenmark vermitteln - Beinfluss für die innere Organe aus der Haut

VISCERO –MOTORISCHEN REFLEX Erregungen wirken auf Skelettmuskeln  Die Afferenzen aus Eingewanden durch Kollateralen über Schaltezellen den somtomotorischen Wurzelzellen mitgeleitet – reflektorischen Abwehrspannung der Bauchand über erkrankten Bauchorganen (DÉFANSE MUSCULAIRE) Appendizitis: am McBurney-Punkt lässt sich ein Druckschmerz oder eine Abwehrspannung auslöst

DANKE FÜR IHRE AUFMERKSAMKEIT!