Monosynaptischer Reflexbogen erklärt: Aufbau, Funktion & lebenswichtige Bedeutung!

Reflexe sind schnelle, unwillkürliche Reaktionen des Körpers auf bestimmte Reize und dienen dem Schutz und der Aufrechterhaltung lebenswichtiger Funktionen. Diese automatisierten Reaktionen laufen über neuronale Schaltkreise ab, die als Reflexbögen bezeichnet werden. Ein besonderer Typ ist der monosynaptische Reflexbogen, der sich durch seine Einfachheit und Schnelligkeit auszeichnet.

Grundlagen der Reflexe

Ein Reflex ist eine automatisch und schnell ablaufende Reaktion auf einen äußeren oder inneren Reiz. Reflexe sind unwillkürlich und werden durch das Nervensystem gesteuert, ohne dass das Gehirn aktiv an der Verarbeitung beteiligt ist. Je nach Funktion und Verschaltung unterscheidet man verschiedene Arten von Reflexen, die spezifische Aufgaben im Körper übernehmen. Reflexreaktionen sind am schnellsten ablaufenden Handlungsabfolgen, wobei der Verlauf nicht willentlich beeinflussbar ist. Bewegungen ohne die Kontrolle des Gehirns nennt man Reflex. Sie schützen uns durch schnelle automatisierte Bewegungen. Das Gehirn geht "außen vor", die Reizleitung erfolgt nur über das Rückenmark.

Der Reflexbogen

Als Reflexbogen wird der Weg bezeichnet, den ein Reiz vom Auslöser zum reagierenden Organ nimmt. Er beschreibt die neuronale Verbindung zwischen einem Rezeptor (Sinneszelle) und einem Effektor (z. B. Muskel), über die Reaktionen ohne bewusste Steuerung ablaufen. Reflexbögen sind grundlegende biologische Prozesse. Sie helfen deinem Körper, automatisch auf gewisse Reize zu reagieren.

Ein Reflexbogen besteht normalerweise aus:

Einem Sinnesorgan, das den Reiz wahrnimmt
Einer sensiblen Nervenzelle, die den Reiz weiterleitet
Einem Rückenmark oder Gehirn, wo der Reiz verarbeitet wird
Einer motorischen Nervenzelle, die die Reaktion auslöst
Einem Effektororgan, das die Reaktion ausführt

Monosynaptischer Reflexbogen: Definition und Bestandteile

Beim monosynaptischen Reflexbogen erfolgt die Verschaltung über eine einzige Synapse im Rückenmark. Ein monosynaptischer Reflexbogen ist ein einfacher Reflex, bei dem der Reiz über eine einzige Synapse direkt von der sensiblen auf die motorische Nervenzelle übertragen wird. Dies führt zu einer schnellen, automatischen Reaktion. Daher ist eine andere Bezeichnung für die Art von Reflex auch monosynaptischer Reflex. Oft finden Reiz und Antwort in einem Muskel statt.

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Die Neuroanatomie eines monosynaptischen Reflexbogens ist relativ simpel:

Rezeptor: Ein Reiz wird von einem Sinnesorgan wie der Haut oder einem Muskel registriert. Muskelspindeln werden durch Dehnreiz aktiviert. Eine Muskelspindel ist eine Nervenendigung, die durch Dehnreiz aktiviert wird.
Afferente Bahn: Der Reiz wird von einer sensiblen Nervenzelle (sensorisches Neuron) weitergeleitet. Nun wird die Erregung über die sensible Faser ins Rückenmark abgeleitet. Das sensorische Neuron (Nervenzelle, die Reiz empfängt) leitet den Reiz ans Rückenmark.
Synapse: Im Rückenmark erfolgt die Übertragung des Signals über eine einzige Synapse auf die motorische Nervenzelle. Im Rückenmark (graue Substanz) wird die Erregung über nur eine Synapse auf die efferente Bahn (Motoneuron) übertragen.
Efferente Bahn: Die motorische Nervenzelle (Motoneuron) leitet das Signal an das Effektororgan weiter, das die Reaktion ausführt. Das Motoneurons leitet die Erregung wieder zum Muskel zurück.
Effektor: Die motorische Endplatte (neuromuskuläre Synapse) erregt den Muskel.
Reaktion: Der Muskel zieht sich zusammen.

Diese direkte Verbindung sorgt für die schnelle Übertragung und Reaktion.

Beispiel: Kniesehnenreflex

Ein bekanntes Beispiel für einen monosynaptischen Reflexbogen ist der Kniesehnenreflex, auch Patellarsehnenreflex genannt.

Ablauf Kniesehnenreflex:

Reiz: Ein Schlag wird auf die Kniesehne unterhalb der Kniescheibe ausgeführt. Dabei wird der Unterschenkelstrecker-Muskel ruckartig gedehnt. Ein Schlag auf die Muskelsehne deines Knies löst eine Dehnung der Sehne und daraufhin eine Verkürzung des Muskels aus.
Rezeptor: Durch diese Muskeldehnung werden die Muskelspindeln erregt. Dehnungsrezeptoren im Muskel registrieren diese Dehnung.
Afferente Bahn: Das sensorische Neuron leitet die Erregung über die sensible Faser ins Rückenmark.
Synapse: Im Rückenmark wird die Erregung über nur eine Synapse auf das Motoneuron übertragen. Im Rückenmark wird das Signal direkt auf eine motorische Nervenzelle übertragen.
Efferente Bahn: Das Motoneuron leitet die Erregung wieder zum Muskel zurück.
Effektor: Die motorische Endplatte erregt den Unterschenkelstreckermuskel.
Reaktion: Der Muskel zieht sich zusammen. Diese Kontraktion führt zu einem “Vorschnellen” des Unterschenkels. Somit kommt es zur Streckung deines Beins.

Der in der Abbildung simulierte Schlag auf die Sehne täuscht dem NS eine Beugung des Gelenks vor. Durch den Muskeldehnungsreflex soll das Gelenk auf seine Ausgangsstellung zurückgeführt werden. Der Kniesehnenreflex kommt z.B. zum Einsatz, wenn Sie an einer Treppenstufe (Treppensteigen) hängen bleiben, da Sie die Höhe zu gering eingeschätzt haben oder ein Stein im Weg liegt, an dem Ihr Fuß gestoppt wird. Ohne Nachzudenken schnellt der Unterschenkel nach vorne!

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Weitere Beispiele für monosynaptische Reflexbögen

Monosynaptische Reflexe sind nicht nur auf den Kniesehnenreflex beschränkt. Hier sind einige weitere Beispiele:

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.

Monosynaptische vs. Polysynaptische Reflexbögen

Im Gegensatz zum monosynaptischen Reflexbogen gibt es den polysynaptischen Reflexbogen. Bei sogenannten polysynaptischen Reflexen oder auch Fremdreflexen liegen Rezeptor und Effektor in getrennten Organen. Polysynaptische Reflexbögen sind komplexer als monosynaptische Reflexbögen. Sie beinhalten mehrere Synapsen und oft auch Interneuronen. Dadurch können sie komplexere und koordiniertere Reaktionen ermöglichen.