Der Hand-auf-Herdplatte-Reflexbogen: Ein lebenswichtiger Schutzmechanismus

Jeder kennt das Gefühl: Man berührt versehentlich eine heiße Herdplatte und zieht die Hand blitzschnell zurück. Diese Reaktion ist kein Zufall, sondern ein ausgeklügelter Schutzmechanismus unseres Körpers, der als Reflexbogen bezeichnet wird. Er ermöglicht eine schnelle, automatische Reaktion auf einen potenziell schädlichen Reiz, ohne dass das Gehirn direkt beteiligt ist. Dieser Artikel beleuchtet die Funktionsweise des Reflexbogens am Beispiel der Hand auf der Herdplatte und erklärt die verschiedenen Arten von Reflexbögen.

Das Reiz-Reaktions-Schema: Die Grundlage für Reflexe

Um den Reflexbogen zu verstehen, ist es wichtig, das Reiz-Reaktions-Schema zu kennen. Dieses Schema beschreibt, wie ein Reiz von unserem Körper aufgenommen und in eine Reaktion umgewandelt wird. Man spricht auch von einer Reiz-Reaktions-Kette.

1. Reiz: Alles beginnt mit einem Reiz, in diesem Fall die Hitze der Herdplatte.
2. Reizaufnahme und -umwandlung: Die Sinneszellen der Haut nehmen die Hitze (Reiz) wahr. Bei der Reizumwandlung löst der Reiz ein elektrisches Signal aus. Dabei nimmt jedes Sinnesorgan ganz bestimmte und unterschiedliche Reize auf.
3. Erregungsweiterleitung: Das Signal wird von den sensorischen Nerven weitergeleitet. Unterschiedliche Nervenzellen leiten unterschiedlich schnell:
   • A-Nervenzellen - 80-120 Meter/Sekunde
   • B-Nervenzellen ­- 10 Meter/Sekunde
   • C-Nervenzellen - 1 Meter/Sekunde
4. Erregungsverarbeitung: Normalerweise würde das Signal zum Gehirn geleitet, wo es verarbeitet und eine bewusste Reaktion ausgelöst würde. Bei Reflexen erfolgt die Verarbeitung jedoch im Rückenmark. Wer verschaltet die Informationen und ruft dadurch eine Antwort in Form einer Reaktion hervor?➔Lösung: Das Gehirn und das Rückenmark.
5. Erregungsweiterleitung: Die Antwortreaktion wird von den motorischen Nerven an die Muskeln im Arm weitergegeben.
6. Reaktion: Im letzten Schritt erhält das Zielorgan (Muskel) seinen Befehl und reagiert. Die Muskeln im Arm ziehen sich zusammen und ziehen die Hand von der heißen Herdplatte weg.

Die Reiz-Reaktions-Kette ist der Prozess, der durch einen ankommenden Reiz beginnt und mit einer Reaktion vom Körper endet. Bei der Wahrnehmung eines äußeren Reizes antwortet dein Körper mit einer Reaktion.

Reflexe und bewusste Handlungen

Es ist wichtig, zwischen Reflexen und bewussten Handlungen zu unterscheiden. Bewusste Handlungen sind Reaktionen, die wir mit unserem Willen steuern. Wir nehmen den Reiz bewusst wahr und wählen daraufhin eine Handlungsoption aus. Reflexe hingegen sind Reaktionen, die unbewusst passieren, also automatisch ablaufen, ohne unsere Steuerung. Wichtig: Reflexe haben die Aufgabe, uns vor Gefahren zu schützen. Deshalb müssen sie möglichst schnell ausgelöst werden. Die Übertragung und Verschaltung vom Reiz zum Reflex darf also nicht zu lange dauern. Deswegen werden Reflexe im Vergleich zu den bewussten Handlungen nur im Rückenmark umgeschaltet.

• Reflex: Du verbrennst dich an einer Herdplatte und ziehst deinen Arm zurück.
• Bewusste Handlung: Jemand ruft dich und du drehst dich um.

Die Rolle des Rückenmarks

Das Rückenmark spielt eine zentrale Rolle bei Reflexen. Im Gegensatz zu bewussten Handlungen, bei denen das Gehirn die Informationen verarbeitet und die Reaktion steuert, wird bei Reflexen die Erregung direkt im Rückenmark verschaltet. Dies ermöglicht eine schnellere Reaktion, da der Umweg über das Gehirn entfällt.

Lesen Sie auch: Was Sie über Kribbeln und Taubheit wissen müssen

Der Reflexbogen im Detail

Der Reflexbogen ist der neuronale Weg, den ein Reflex nimmt. Er besteht aus folgenden Komponenten:

1. Rezeptor (Sensor): Dies ist eine Sinneszelle, die den Reiz aufnimmt. Im Fall der heißen Herdplatte sind dies die Schmerzrezeptoren (Nozizeptoren) in der Haut der Hand. Die Sinneszellen der Sinnesorgane sind für die Wahrnehmung der Reize zuständig.
2. Afferentes Neuron (sensorische Nervenzelle): Dieses Neuron leitet das Signal vom Rezeptor zum Rückenmark.
3. Reflexzentrum (im Rückenmark): Hier wird das Signal vom afferenten Neuron auf das efferente Neuron umgeschaltet. Die Umschaltung im Reflexzentrum des Rückenmarks kann monosynaptisch oder polysynaptisch erfolgen.
4. Efferentes Neuron (motorische Nervenzelle): Dieses Neuron leitet das Signal vom Rückenmark zum Effektor.
5. Effektor (Muskel oder Drüse): Dies ist das Organ, das die Reaktion ausführt. Im Fall der heißen Herdplatte sind dies die Muskeln im Arm, die sich zusammenziehen und die Hand wegziehen. Ziel der meisten Reflexe ist es, die Ursache des Reizes schnellstmöglich zu beseitigen. Möglich machen dies der einfache Aufbau des Reflexbogens und seine automatische Auslösung, die eine relativ kurze Reaktionszeit von nur wenigen Sekundenbruchteilen bewirken.

Der Verlauf des Nervenimpulses vom Ort der Reizaufnahme zum ausführenden Organ wird als Reflexbogen bezeichnet. Viele Reflexbögen verlaufen ohne Einbeziehung des Gehirns direkt durch das Rückenmark. Beispielsweise verläuft der Abwehrreflex beim Berühren einer heißen Herdplatte folgendermaßen: Schmerzrezeptoren in der Haut der Handfläche nehmen den Reiz auf und senden ihn entlang der sensorischen Neuronen zum Rückenmark. Hier wird der Impuls durch Interneuronen an die Motoneuronen weitergegeben. Diese übermitteln an die Oberarmmuskeln das Signal zur Kontraktion. Die Hand wird blitzschnell aus dem Gefahrenbereich zurückgezogen. Wenige Millisekunden später werden die von den Schmerzrezeptoren ankommenden Signale von den aufsteigenden Nervenbahnen des Rückenmarks an das Gehirn weitergegeben, wo der Schmerz bewusst wahrgenommen wird und der Betroffene meist mit einem Schmerzensschrei reagiert.

Arten von Reflexbögen

Es gibt verschiedene Arten von Reflexbögen, die sich in ihrer Komplexität und Funktion unterscheiden.

Monosynaptischer Reflexbogen (Eigenreflex)

Ein monosynaptischer Reflexbogen ist der einfachste Typ von Reflexbogen. Er besteht aus nur einer Synapse zwischen dem sensorischen und dem motorischen Neuron. Dies ermöglicht eine sehr schnelle Reaktion.

• Neuroanatomie: Ein Reiz wird von einem Sinnesorgan wie der Haut oder einem Muskel registriert. Dieser Reiz wird von einer sensible Nervenzelle weitergeleitet. Im Rückenmark erfolgt die Übertragung des Signals über eine einzige Synapse auf die motorische Nervenzelle. Die motorische Nervenzelle leitet das Signal an das Effektororgan weiter, das die Reaktion ausführt.
• Beispiele:
  • Kniesehnenreflex: Ein Schlag auf die Kniesehne verursacht eine Dehnung des Quadrizepsmuskels, was zu einer Kontraktion des Muskels und einem Hochschlagen des Unterschenkels führt.
  • Bizepssehnenreflex: Ein Schlag auf die Bizepssehne verursacht eine Kontraktion des Bizepsmuskels.
  • Achillessehnenreflex: Ein Schlag auf die Achillessehne führt zur Kontraktion der Wadenmuskulatur.
  • Trizepssehnenreflex: Ein Schlag auf die Trizepssehne im Ellenbogenbereich führt zur Kontraktion des Trizepsmuskels.

Der Kniesehnenreflex ist ein bekanntes Beispiel für einen monosynaptischen Reflex. Er zeigt, wie schnell und effizient dein Körper auf einen äußeren Reiz reagieren kann. Beim Kniesehnenreflex, auch Patellarsehnenreflex genannt, wird ein leichter Schlag auf die Kniesehne gesetzt. Dieser Schlag veranlasst den Muskel, sich zu dehnen. Der Kniesehnenreflex ist ein monosynaptischer Reflex, was bedeutet, dass er nur eine Synapse im Rückenmark durchläuft. Das macht die Reaktion besonders schnell.

Lesen Sie auch: Behandlungsmöglichkeiten bei Taubheitsgefühl

Die grundlegenden Schritte beim Kniesehnenreflex können wie folgt zusammengefasst werden:

1. Der Schlag auf die Kniesehne dehnt den Quadrizepsmuskel.
2. Dehnungsrezeptoren im Muskel registrieren diese Dehnung.
3. Die Rezeptoren senden ein Signal über eine sensible Nervenzelle an das Rückenmark.
4. Im Rückenmark wird das Signal direkt auf eine motorische Nervenzelle übertragen.
5. Die motorische Nervenzelle schickt das Signal an den Quadrizepsmuskel, der sich zusammenzieht.
6. Dies führt dazu, dass das Bein nach vorne schlägt.

Funktionsweise des Kniesehnenreflexes:

1. Ein Schlag auf die Kniesehne dehnt den Quadrizepsmuskel.
2. Dehnungsrezeptoren im Muskel senden ein Signal an das Rückenmark.
3. Das Signal wird im Rückenmark über eine einzige Synapse auf eine motorische Nervenzelle übertragen.
4. Die motorische Nervenzelle sendet ein Signal zurück an den Quadrizepsmuskel.
5. Der Muskel kontrahiert und das Bein schnellt nach vorne.

Polysynaptischer Reflexbogen (Fremdreflex)

Ein polysynaptischer Reflexbogen ist komplexer als ein monosynaptischer Reflexbogen. Er beinhaltet mehrere Synapsen und oft auch Interneurone. Dadurch können komplexere und koordiniertere Reaktionen ermöglicht werden.

• Neuroanatomie: Der Reiz wird durch ein Sinnesorgan registriert. Eine sensible Nervenzelle leitet das Signal an das Rückenmark weiter. Im Rückenmark erfolgt die Weiterleitung über mehrere Synapsen und Interneuronen, die das Signal verarbeiten und modifizieren. Das modifizierte Signal wird schließlich an eine motorische Nervenzelle weitergeleitet, die die Reaktion auslöst. Das Effektororgan, oft ein Muskel, führt die Reaktion aus.
• Beispiele:
  • Beugereflex (Flexorreflex): Dieser Reflex schützt dich vor Schäden, indem er die Rückzugsbewegung von Gliedmaßen ermöglicht, wenn diese einen Schmerzreiz erfahren. Zum Beispiel ziehst du automatisch deine Hand zurück, wenn du dich an etwas Heißem verbrennst.
  • Moro-Reflex: Bei Säuglingen löst dieser Reflex beim plötzlichen Verlust des Gleichgewichts eine Umarmungsbewegung aus, die Arme und Beine strecken sich und nähern sich dann wieder dem Oberkörper.
  • Plantarreflex (Babinski-Reflex bei Babys): Beim Streichen der Fußsohle reagiert ein Säugling mit einer Auswärtsbewegung der großen Zehe, während bei Erwachsenen eine Einwärtsbewegung erwartet wird. Änderungen in diesem Reflex können auf neurologische Probleme hinweisen.
  • Automatischer Gangreflex bei Neugeborenen: Dieser Reflex wird aktiviert, wenn die Fußsohlen eines Neugeborenen eine feste Oberfläche berühren, wobei das Baby reflexartig Gehbewegungen ausführt.
  • Husten: hierbei wird z.B. im Hals durch Fremdkörper durch Rezeptoren der Reiz aufgenommen.

Ein klassisches Beispiel für einen polysynaptischen Reflex ist der Beugereflex. Wenn du auf einen scharfen Gegenstand trittst, aktiviert der Schmerzreiz in deinem Fuß einen Reflexbogen. Das Signal wird über Interneuronen im Rückenmark weitergeleitet, und mehrere Muskeln in deinem Bein und Fuß kontrahieren, um deine Gliedmaßen vom Schmerzreiz wegzuziehen.

Eigenreflex vs. Fremdreflex

Der Eigenreflex wird über einen Reiz der Dehnungsrezeptoren ausgelöst, während der Fremdreflex über z.B. Schmerz ausgelöst wird. Beim Eigenreflex liegen Rezeptor und Effektor im selben Gebiet. Zu nennen ist hier der Kniesehnenreflex. Der Fremdreflex trennt sich durch die Lage des sensorischen Rezeptors und motorischen Effektors vom Eigenreflex ab. Diese liegen nämlich nicht in einer Region. Anhand des Beispiels mit der Hand und der Herdplatte lässt sich das gut erklären: Der sensorische Rezeptor ist dabei die Haut der Hand.

Lesen Sie auch: Was tun bei Krämpfen in der rechten Hand?

Viszerale Reflexe

Viszerale Reflexe steuern die unbewussten Reaktionen der inneren Organe auf bestimmte Reize. Ein Beispiel ist der Blasenentleerungsreflex, ein viszero-viszeraler Reflex. Dabei erfassen Dehnungsrezeptoren in der Blasenwand die zunehmende Füllung mit Urin. Die Erregung wird über afferente Nervenfasern ans Rückenmark geleitet, wo der Reflex ausgelöst wird. Dies führt zur Kontraktion des M. detrusor vesicae (Blasenmuskulatur) und zur Erschlaffung des M. sphincter vesicae (Schließmuskel), sodass die Blase entleert wird.

Gemischte Reflexe

Gemischte Reflexe entstehen durch das Zusammenspiel von somatischen und viszeralen Nerven. Ein bekanntes Beispiel ist der viszero-kutane Reflex, auch bekannt als Head’sche Zonen. Hierbei führt eine Reizung der Nozizeptoren eines Organs zur Aktivierung viszerosensibler Afferenzen, die über das Rückenmark Signale an den Kortex senden. Das Gehirn kann den Schmerz jedoch nicht exakt lokalisieren und ordnet ihn einem entsprechenden Hautgebiet (Dermatom) zu. Ein weiteres Beispiel ist der viszero-muskuläre Reflex, der sich in Form der Abwehrspannung bei akutem Abdomen äußert. Auch der kuti-viszerale Reflex, bei dem äußere Wärme (z. B.

Frühkindliche Reflexe

Frühkindliche Reflexe sind angeborene Reaktionen, die bei Neugeborenen eine wichtige Rolle spielen, sich jedoch im Laufe der Entwicklung zurückbilden. Typische Beispiele sind der Greifreflex, bei dem Druck auf die Handinnenfläche das reflexartige Greifen auslöst, sowie der Suchreflex. Letzterer sorgt dafür, dass das Baby bei Berührung des Mundwinkels den Kopf dreht und den Mund öffnet, um die Brust oder Flasche zu finden.

Erworbene Reflexe

Erworbene Reflexe sind nicht angeboren, sondern entstehen durch Lernen oder Konditionierung. Ein klassisches Beispiel ist der Pawlowsche Hund, bei dem ein Hund darauf konditioniert wurde, auf einen neutralen Reiz (z. B.

Die Bedeutung von Reflexen

Reflexe sind lebenswichtige Schutzmechanismen, die uns vor Gefahren bewahren. Sie ermöglichen schnelle Reaktionen, die ohne bewusste Steuerung ablaufen. Dies ist besonders wichtig in Situationen, in denen schnelles Handeln erforderlich ist, wie z.B. beim Berühren einer heißen Herdplatte.

Schutz vor Verletzungen

Schutzreflexe verhindern Verletzungen, z.B.

• Handrückzieh-Reflex: Wie bereits beschrieben, schützt dieser Reflex vor Verbrennungen.
• Lidschlussreflex: Dieser Reflex schützt das Auge vor Fremdkörpern.
• Husten- und Würgereflex: Diese Reflexe halten die Atemwege frei.

Aufrechterhaltung der Körperposition

Unsere verschiedenen Dehnungsreflexe dienen beispielsweise dazu, unsere Körperpositionen beizubehalten oder anzupassen, wenn von außen plötzlich gefährliche Kräfte auf eine Sehne, einen Muskel oder ein Gewebe treffen. Um bei einem Schlag oder Stoß nicht umzufallen oder einen Gegenstand fallen zu lassen, steuert unser Körper automatisch gegen und gibt dem gedehnten oder einem benachbarten Muskel den Befehl, sich zusammenzuziehen. Darüber hinaus ziehen sich - ähnlich wie beim Handrückzieh-Reflex bei einer heißen Herdplatte - automatisch die Muskeln im Bein zusammen, wenn wir auf einen schmerzhaften Gegenstand wie eine Glasscherbe treten, um den Fuß anzuheben.

Schutz vor ungewollten Substanzen oder übermäßigen Reizen

Angeborene Reflexe haben auch den Zweck, unseren Körper vor ungewollten Substanzen oder übermäßigen Reizen zu schützen. Der Pupillenreflex hat beispielsweise die Aufgabe, je nach Lichtverhältnis mehr oder weniger Licht ins Auge zu lassen, damit wir nicht geblendet werden oder bei Gefahr besser sehen können. Verdorbene oder stark bittere Lebensmittel lösen zudem unwillkürlich Ekel und ein Würgen aus. In diesem Fall schützt uns der Reflex davor, die Nahrung zu essen und somit vor einer drohenden Vergiftung. Bei geruchlich und geschmacklich unbedenklichem Essen sorgt hingegen der Speichelfluss-Reflex dafür, dass das Verzehrte „gut flutscht“ und wir uns nicht verschlucken.

Reflexe in der Diagnostik

Reflexe sind wichtig für die Diagnostik, weil sie helfen, die Funktion des Nervensystems zu bewerten. Durch Reflexuntersuchungen kannst Du schnell feststellen, ob und wo es neurologische Störungen gibt. Die Reflexprüfung erfolgt mit speziellen Instrumenten, darunter ein Reflexhammer (z. B. zur Testung des Patellarsehnenreflexes), Nadel, Pinsel oder Wattestäbchen (z. B.

• Areflexie: Das Fehlen von Reflexen kann ein Hinweis auf eine Schädigung des peripheren Nervensystems sein.
• Hyperreflexie: Eine Hyperreflexie bedeutet, dass Reflexe übermäßig stark ausfallen, was oft auf eine Schädigung des zentralen Nervensystems hinweist.

Beeinträchtigung der Reflexe

Umgekehrt werden angeborene Reflexe aber auch nicht verlangsamt, wenn wir müde sind, oder durch Alkohol oder Hitze, wie es bei erlernten Reflexen der Fall ist.

Schmerz und Reflexe

Schmerzreize signalisieren dem Körper akute Gefahr. Sie werden von so genannten Nozizeptoren erkannt und ans Rückenmark weitergeleitet. Wissenschaftler unterscheiden drei Typen von Schmerzrezeptoren: Polymodale Nozizeptoren erkennen gleichermaßen mechanischen, thermischen und chemischen Schmerz, während andere nur auf eine Reizart spezialisiert sind. Stumme Nozizeptoren sind im gesunden Gewebe inaktiv.

Wie schnell der Reiz ins Rückenmark gelangt hängt vom Fasertyp ab. Die teilweise myelinisierten Aδ-Fasern leiten schnell das primäre, als scharf empfundene Schmerzsignal ins Rückenmark und aktivieren zudem Reflexe. Die unmyelinisierten C-Fasern leiten langsamer und zeichnen für den dumpfen, bohrenden zweiten Schmerz verantwortlich. Das Rückenmark ist Ort komplexer Verschaltung: Hier werden verschiedene nozizeptive und sensomotorische Signale miteinander verrechnet und der Schmerz so moduliert. Veränderungen dieser Verschaltungen können eine Rolle bei der Entstehung von chronischem Schmerz spielen. Erst im Gehirn angelangt wird der Schmerz bewusst wahrgenommen, bewertet und für Lernprozesse verarbeitet.

tags: #hand #auf #herdplatte #reflexbogen