Reflexe sind schnelle, unwillkürliche Reaktionen auf Reize, die eine wichtige Rolle für den Schutz und die Aufrechterhaltung der Körperfunktionen spielen. Sie ermöglichen es uns, blitzschnell auf Gefahren zu reagieren, ohne dass das Gehirn aktiv in den Entscheidungsprozess eingreifen muss. Man unterscheidet im Wesentlichen zwischen monosynaptischen und polysynaptischen Reflexen, die sich in ihrer Struktur, Reaktionsgeschwindigkeit und Funktion unterscheiden.
Die Grundlagen von Reflexen
Die Funktion von Reflexen liegt in der Ausführung schneller Routineaufgaben, die kein langes Nachdenken erfordern dürfen. Das automatische Ablaufen von Reflexen kann aber durchaus auch willentlich beeinflusst werden, wenn auch in viel geringerem Maße als bei zielgerichteten Bewegungen. Auslöser für Reflexe sind die bekannten Reize: Druck, Zug, Beschleunigung, Licht, Schall, Temperatur oder chemische Substanzen. Effektoren für Reflexe sind Muskeln und Drüsen.
Ein Reflexbogen ist der Weg, den ein Nervensignal im Körper zurücklegt, um eine schnelle, unbewusste Reaktion auf einen Reiz auszulösen. Er besteht aus einem Sinnesorgan, einer sensorischen Nervenbahn, dem Rückenmark und einem Effektor, wie z. B. einem Muskel.
Die wichtigsten Komponenten eines Reflexbogens sind:
- Rezeptor: Er empfängt den Reiz, beispielsweise ein Schmerz- oder Temperaturreiz.
- Afferenz: Diese Nervenfasern leiten die Informationen vom Rezeptor zum Rückenmark.
- Zentralnervensystem: Im Rückenmark findet eine Verarbeitung des Reizes statt. Hier kann es zur Umschaltung auf motorische Neuronen kommen.
- Efferente Nervenfasern: Diese leiten das Signal vom Rückenmark zu einem Effektor, wie z. B. einem Muskel.
- Effektor: Das ist das Organ oder Gewebe, das die Reaktion ausführt, z. B. die Muskulatur, die sich zusammenzieht.
Monosynaptischer Reflexbogen
Ein monosynaptischer Reflexbogen ist der einfachste Typ eines Reflexbogens, der sich durch eine einzige Synapse zwischen dem sensorischen und dem motorischen Neuron auszeichnet.
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Eigenschaften des monosynaptischen Reflexbogens
- Schnelligkeit: Da nur eine Synapse beteiligt ist, erfolgt die Reflexantwort extrem schnell, oft innerhalb von 20-40 Millisekunden.
- Einfache Struktur: Der monosynaptische Reflexbogen besteht lediglich aus dem Rezeptor, einem sensorischen Neuron, einer Synapse im Rückenmark und einem motorischen Neuron, das den Effektor ansteuert.
- Unbewusst: Reflexe erfolgen automatisch und bewusstseinsunabhängig, sind also keine willentlichen Bewegungen.
- Vorherbestimmt: Jeder monosynaptische Reflex hat eine festgelegte Reaktion auf einen spezifischen Reiz.
Technik des Reflexbogens am Beispiel des Kniesehnenreflexes
Ein häufiges Beispiel für einen monosynaptischen Reflex ist der Patellarsehnenreflex, auch bekannt als Kniesehnenreflex. Hier wird durch einen Schlag auf die Patellarsehne das Signal an das Rückenmark gesendet, das eine sofortige Muskelkontraktion im Oberschenkel verursacht.
- Reiz: Eine plötzliche Dehnung der Patellarsehne, verursacht durch einen Schlag.
- Rezeptor: Die Dehnungsrezeptoren in der Oberschenkelmuskulatur (z.B. Muskelspindeln) erkennen die plötzliche Änderung.
- Signalweiterleitung: Sensorische Nerven leiten die Information über die Rückenmarksneuron zu einer Synapse.
- Umschaltung: Das sensorische Neuron macht Synapsenverbindungen mit einem motorischen Neuron im Rückenmark.
- Motorische Reaktion: Das motorische Neuron sendet ein Signal an den Quadrizepsmuskel, wodurch eine Kontraktion ausgelöst wird.
Der Reflexbogen vollzieht sich innerhalb weniger Millisekunden, was zeigt, wie effizient unser Nervensystem arbeitet. Vorwärtsrichtung und Rückweg dieser Nervensignale sind entscheidend, da sie einen unmittelbaren Einfluss auf die Reaktionsgeschwindigkeit haben.
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! 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.
Monosynaptische Reflexe werden oft in klinischen Tests verwendet, um die Funktion des Nervensystems zu überprüfen.
Polysynaptischer Reflexbogen
Ein polysynaptischer Reflexbogen ist ein komplexerer Reflexbogen, der aus mehreren Synapsen und Neuronen besteht.
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Eigenschaften des polysynaptischen Reflexbogens
- Multiple Synapsen: Mehrere neuronale Verbindungen ermöglichen eine größere Informationsverarbeitung.
- Integrierte Funktionen: Verschiedene sensorische Inputs können kombiniert werden, um eine adäquate Antwort zu erzeugen.
- Langsame Reaktionszeiten: Die Reaktionsgeschwindigkeit ist etwas langsamer im Vergleich zu monosynaptischen Reflexen, oft im Bereich von 50-100 Millisekunden.
- Integration im Gehirn: Während die Reflexhandlung hauptsächlich im Rückenmark erfolgt, kann das Gehirn auch in die Entscheidungsfindung einbezogen werden.
Technik des Reflexbogens
Der polysynaptische Reflexbogen spielt eine wichtige Rolle bei der Koordination von Bewegungen, da er die Integration mehrerer sensorischer Inputs ermöglicht.
- Rezeptoren: Diese empfangen externe Reize wie Schmerz oder Temperatur.
- Afferenzen: Nervenfasern, die Signale vom Rezeptor zum Rückenmark leiten.
- Zentralnervensystem (ZNS): Hier findet die Verarbeitung und Umschaltung der Informationen statt.
- Efferente Neuronen: Diese leiten die Reaktion an die entsprechenden Effektororgane, wie Muskeln oder Drüsen.
- Effektoren: Organe, die auf das Signal reagieren, wie Muskeln, die sich zusammenziehen.
Beispiele für polysynaptische Reflexe
- Fremdreflexe: Reflexe, bei denen Rezeptor und Effektor nicht im gleichen Organ liegen. Ein Beispiel ist der vestibulo-okuläre Reflex, bei dem Haarsinneszellen, afferente Neuronen und Interneurone im N. vestibularis mit extraokulären Motoneuronen verbunden sind.
- Bauchhautreflex: Die sensible Reizung der Bauchhaut führt zu einer Kontraktion der Bauchmuskulatur. Der Reflexbogen enthält mehrere Synapsen, d.h. es sind mehrere Interneurone zwischen afferentem und efferentem Nerv eingeschaltet.
- Hustenreflex: Hierbei wird z.B. im Hals durch Fremdkörper durch Rezeptoren der Reiz aufgenommen.
- Rückziehreflex: Dieser Reflex schützt vor Schäden, indem er die Rückzugsbewegung von Gliedmaßen ermöglicht, wenn diese einen Schmerzreiz erfahren.
Unterschiede zwischen monosynaptischem und polysynaptischem Reflexbogen
Die Unterschiede zwischen diesen beiden Arten von Reflexbögen sind entscheidend für das Verständnis der Nervensystemmechanismen.
| Merkmal | Monosynaptischer Reflexbogen | Polysynaptischer Reflexbogen |
|---|---|---|
| Anzahl der Synapsen | 1 | Mehrere |
| Reaktionsgeschwindigkeit | Schnell (20-40 ms) | Langsam (50-100 ms) |
| Verarbeitung | Direkt im Rückenmark | Involviert Interneuronal, kann Gehirn einbeziehen |
| Beispiel | Patellarsehnenreflex | Flexorreflex (z.B. bei Schmerzempfindung) |
Monosynaptische Reflexe sind schnell, involvieren nur eine Synapse und sind direkt. Polysynaptische Reflexe hingegen sind komplexer, mit mehreren Neuronen und einer größeren Flexibilität in der Reaktion auf Reize.
Reflexe in der Diagnostik
Reflexe sind ein wichtiger diagnostischer Bestandteil der neurologischen Untersuchung. Die Reflexprüfung erfolgt mit speziellen Instrumenten, darunter ein Reflexhammer (z. B. zur Testung des Patellarsehnenreflexes), Nadel, Pinsel oder Wattestäbchen (z. B.
Das Fehlen von Reflexen, auch Areflexie genannt, kann ein Hinweis auf eine Schädigung des peripheren Nervensystems sein. Eine Hyperreflexie (übermäßig starke Reflexe) deutet oft auf eine Schädigung des zentralen Nervensystems hin.
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