Миотатический рефлекс на растяжение

Миотатический рефлекс – локальный механизм обратной связи, который сохраняет длину мышцы постоянной при воздействии внезапной нагрузки без участия сознания. Обеспечивается постуральными мышцами. Именно они удерживают человека в привычных нам положениях.

Значение миотатического рефлекса

Миотатический рефлекс предохраняет от тяжелых травм. Благодаря ему, человек поскользнувшийся сохраняет равновесие, у пассажиров резко затормозившего транспортного средства не разрываются мышцы и пр.

Главное отличие локального мышечного механизма в практически мгновенном срабатывании — 0,3 с. Если бы рефлекс управлялся сознанием, время отклика составляло бы 1,5 с – слишком долго, чтобы предотвратить падение или компенсировать разрыв мышц, вызванный внезапным толчком.

Автономная, быстрая работа, когда мышца «сама принимает решение» обеспечивается упрощенным строением рефлекторной дуги. Эта дуга включает всего 2 звена: афферентное и эфферентное.

Афферентное звено передает сигнал от рецепторов до вставочных нейронов либо до конечных мотонейроноы.

Вставочные нейроны расположены в трехнейронных дугах, где нервный центр расположен между рецептором и эффектором (полинасинаптические дуги).

Конечные мотонейроны расположены в 2-х нейронных дугах (моносинаптических).

Эфферентное звено передает возбуждение от ЦНС к исполнительным органам и тканям.

Другая функция механизма – участие в поддержании нормального тонуса мышц – частичного мышечного сокращения в состоянии покоя и небольших движений.

Выделяют цепной и обратный миотатический рефлекс.

Цепной возникает в ответ на растяжение мышцы и сохраняется, пока мышца не вернется в исходное положение.

Обратный возникает на фоне активации сухожильных органов Гольджи. Реакция дополняет рефлекс, возникающий при растяжении мышц.

Диагностика миотатического рефлекса

Миотатический рефлекс не всегда присутствует в мышце. Выявить нарушение помогает Кинезиологический тест.

Проверяет рефлекс специалист, который четко понимает, как функционирует данная мышца и отличает ее движение от движения других мышц.

Проверяемый упирается в препятствие (проверяющего) таким образом, чтобы тестируемая мышца находилась в состоянии равновесия с препятствием.

Далее проверяющий немного повышает нагрузку на тестируемую мышцу.

Если миотатический рефлекс в норме, мышца успешно сопротивляется возросшей нагрузке, тело пребывает в состоянии гипертонуса либо мышца-антагонист слишком слабая. Проверяют:

кинезиологическим тестом другой мышцы;
проведением щипковой провокации мышцы с последующим повтором кинезиологического теста.

Если он отсутствует, мышца не способна сопротивляться препятствию, т.е. не может войти в состояния равновесия при возросшей нагрузке.

Наиболее распространенные причины отсутствия рефлекса следующие.

Общий гипонус. Может быть вызван переутомлением, стрессом, отсутствием полноценного сна, малоподвижным образом жизни, болезнью или периодом восстановления после затяжной болезни.
Травма мышцы.
Нестабильность мест прикрепления.

Работа с миотатическим рефлексом

Для массажиста миотатический рефлекс – прямое указание на проблему, с которой нужно работать.

Для нормализации миотатического рефлекса используют техники точечного растягивания, (когда растягивается не мышца в целом, а отдельный ее участок), векторный массаж, работу с тригерными точками, комплексы упражнений на растяжку.

При нестабильности мест прикрепления работают со структурами, обеспечивающими прикрепление мышцы к суставу или кости.

Источник

Миотатический рефлекс предполагает реакцию рефлексов, причем нет нужды для дополнительной работы центральной нервной системы. Большая часть проблем в теле происходит из-за возникающих проблем с этим рефлексом. Это так, потому что миотатический рефлекс в физиологии отвечает не только за защиту тела от повреждений, но и за своевременность наших телодвижений, и за поддержание равновесия.

Как понять, что рефлекс присутствует?

Проверка функциональности рефлексов

Очень важно знать, присутствует ли у мышцы данный рефлекс. Чтобы это определить, как правило, используют кинезиологический тест. Для того чтобы его провести, важно присутствие двух человек, иначе будет сложно сделать тест.

С самого начала нужно понять, что за мышцу тестируют, а также какие функции она выполняет в обычной жизни. Необходимо проследить за движением именно этой мышцы. Миотатический рефлекс будет заметен, если не обращать внимания на работу других мышц. Далее мышцы проверяют с помощью дополнительной нагрузки и смотрят за тем, как она себя поведет. В этом пункте главное не сила, а способность мышц перестраиваться. Чтобы это посмотреть, нужно изометрическим способом напрячь мышцу, то есть должно быть препятствие, в которое можно будет упереться со всем давлением. По мере повышения данной нагрузки можно легко увидеть, есть миотатический рефлекс или нет. Если мышцы выдерживают и реагируют нормально, то он присутствует, в противном случае — его нет. Как правило, роль препятствия выполняет человек, который проводит тест. Именно по этой причине одного человека мало.

Как он проявляется?

Рефлексы тела

Рефлекторная дуга миотатического рефлекса проявляет себя в роли пути для импульсов, создаваемых в процессе сокращения мышц. Рефлекс показывает себя в двух формах — рефлекс растяжения мышц происходит за счет того, что активизируются первичные окончания веретен, а уже сам рефлекс срабатывает в зависимости от первичных и вторичных окончаний.

Основное значение при миотатическом рефлексе играют несвободные нервные окончания в мышечном веретене. Вообще в мышцах достаточно много таких окончаний. Веретено содержит специальные рецепторы растяжения, которые при активации испускают более сильные импульсы, достигающие в конечном итоге спинного мозга.

Затем из него выходит похожий импульс, который проходит обратно к рецепторам растяжения по дугам. Миотатический рефлекс таким образом и заставляет мышцы сокращаться.

Рецепторы Гольджи при процессе растяжения либо каком-то напряжении отправляют импульсы в спинной мозг, а затем реакция протекает в обратную сторону по тем же дугам.

Спинной мозг

Предупреждение тонуса мышц

Рефлексы, происходящие в спинном мозге, бывают двигательными и вегетативными. Двигательные рефлексы, в свою очередь, подразделяются на сухожильные, собственно миотатические и кожные. Миотатические рефлексы спинного мозга появляются, когда мышцы человека подвергаются механическому воздействию. Когда они хоть немного растягиваются, то все рецепторы, отвечающие за данный рефлекс, активизируются. Это происходит за счет того, что спинной мозг реагирует на действия и подает сигналы к мышцам, отчего те изменяются, то есть сокращаются.

Также существуют и другие рефлексы, наличие которых могут определить в клинике, имея специальное образование и опыт. Существуют коленные, ахилловы, локтевые и многие другие рефлексы, которые проверить также можно в специализированном учреждении. Кожные рефлексы отличаются от миотатических, которые характеризуются тем, что механическому воздействию подвержены кожные покровы, но реакция происходит в виде движений. Вследствие перенагрузок между спинным мозгом и продолговатым может появиться спинальный шок и последующий сниженный показатель тонуса мышц.

Обратный рефлекс

Предмет, которым проверяют рефлексы

Когда сухожильные органы находятся в возбужденном состоянии, то появляется обратная реакция, которая является противоположной растяжению. Важно то, что данная реакция не усугубляет ситуацию, она помогает процессу. Такое действие называется обратным миотатическим рефлексом. В роли так называемых сенсоров выступают рецепторы растяжения, они и реагируют на любое воздействие извне.

Нарушение мышечного тонуса и отсутствие рефлекса

Тонус мышц — это обычный процесс, который предполагает самопроизвольную активацию всех мышц, причем реакция протекает без участия мозговой деятельности, она происходит сама по себе. Это является нормой функционирования всех рефлексов тела человека.

Основная роль тонических скелетных мышц заключается в обеспечении поддержки мышц, которые благодаря этому всегда готовы к активации, то есть к напряжению. Также тонус влияет на такой важный момент, как поддержание любого выбранного положения тела. Тонус не создает тяжести, даже когда человек находится в сидячем или ином положении.

Важно то, что происходят различные нарушение мышечного тонуса, а, следовательно, и миотатического рефлекса, неодинаково. Этот процесс строго индивидуален. Необходимо, чтобы тонус был средним, так как слишком пониженный влияет на работоспособность и активность, человек не выдерживает даже слабые физические и умственные нагрузки. При сильном, чрезмерном тонусе почти невозможно сосредоточиться на работе, человек находится в постоянном напряжении и не может повлиять на этот процесс.

Причины нарушения

Тестирование на наличие рефлексов

На тонус очень сильно могут повлиять различные заболевания или физические травмы. Если прерывать пути передачи импульсов в спинной мозг и обратно, то появляется атония. Снижение двигательной активности за счет заболевания может очень быстро увеличить тонус или уменьшить его. Также серьезно может повлиять психическое состояние человека. Повышенная нервозность напрямую действует на тонус, поэтому он может незаметно повыситься, что не лучшим образом скажется на человеке. Важно всегда контролировать свое психическое и физическое состояние.

Типы нарушений

Проверка нормальной реакции

Нарушение тонуса бывает двух типов — гипотонические и гипертонические. Гипотония выражается резким понижением тонуса, что при этом не соответствует норме. Такой процесс зачастую бывает при повреждениях спинально-мышечного уровня. Гипотония возникает при параличе многих разновидностей.

Гипертония — это, наоборот, чрезмерное повышение тонуса, которое, как правило, происходит из-за нарушениях в ЦНС. Спастичность и ригидность — это два возможных варианта гипертонии.

Спастика выражается тем, что разрываются связи между специальными мотонейронами и клетками Беца, из-за чего происходит слишком сильное физическое напряжение. Появляется симптоматика складного ножа.

Ригидность же замечается, когда появляются заболевания, затрагивающие базальные ганглии либо их взаимоотношение со средним мозгом. Появляется симптоматика зубчатого колеса.

Источник

У позвоночных в простейших формах миотатического рефлекса (рефлекса на растяжение мышц) участвуют всего два типа нервных элементов: афферентные волокна 1а и альфа–мотонейроны (рис. 8–31, А). Афференты типа 1а имеют в мышце окончания, чувствительные к растяжению. В ЦНС они образуют синапсы на альфа–мотонейронах, так что создается моносинаптическая рефлекторная дуга. Сенсорные терминали афферентного волокна 1а спирально закручены вокруг центрального несократимого участка мышечного веретена. Мышечное веретено представляет собой рецептор растяжения, содержащий тонкий пучок специализированных интрафузальных мышечных волокон; эти волокна отличаются от экстрафузальных волокон, составляющих основную массу мышцы. Экстрафузальные волокна иннервируются альфа–мотонейронами. Именно эти волокна ответственны за развитие напряжения и сокращение мышцы. Интрафузальных волокон в мышце гораздо меньше, и в развитии мышечного напряжения они практически не участвуют. Их иннервируют мотонейроны особого типа – гамма–мотонейроны (на рис. 8–31 не изображены). Гамма–контроль интрафузальных волокон будет рассмотрен в следующем разделе.

Изменения общей длины мышцы воспринимаются окончаниями афферентных волокон 1а, чувствительными к изменению длины центральных несократимых участков интрафузальных волокон, находящихся в средней части каждого мышечного веретена. Важно отметить, что веретена располагаются параллельно экстрафузальным мышечным волокнам (рис. 8–31, А и В). Таким образом, когда мышца под влиянием внешней силы (например, действующей на скелет силы тяжести) или сокращения мышцы–антагониста растягивается, они растягиваются тоже. Растяжение центральной зоны мышечного веретена ведет к учащению разрядов в афферентных волокнах типа 1а, а так как они образуют синаптические контакты с альфа–мотонейронами, их разряды вызывают и рефлекторное сокращение экстрафузальных мышечных волокон.

Рассмотрим эту рефлекторную дугу как систему с обратной связью (см. дополнение 1–1). Когда на эту систему действует сила, вызывающая растяжение мышцы, учащение разрядов в афферентных волокнах 1а приводит к повышению частоты разрядов и в альфа–мотонейронах (рис. 8–31, В) и тем самым – к усиленному сокращению иннервируемых ими экстрафузальных волокон. Это рефлекторное сокращение противодействует силе, первоначально растянувшей мышцу, и заставляет ее вернуться к исходной длине. Уменьшение растягивающего воздействия на интрафузальные волокна снижает частоту разрядов в афферентах 1а, и система возвращается в стационарное состояние. Хотя рефлекторное укорочение и приводит к восстановлению почти исходной длины мышцы, полной компенсации ее растяжения оно не обеспечивает. Для этого потребовалась бы петля обратной связи с бесконечной чувствительностью (см. дополнение 1–1). Разница между исходной длиной мышцы (до растяжения) и ее длиной после рефлекторного сокращения называется ошибкой (рис. 8–31).

Рис. 8.31. Миотатический рефлекс. А. Стационарное состояние системы, при котором небольшой вес удерживается сократившимися экстрафузальными волокнами. Б. Увеличившаяся нагрузка на мышцу растягивает ее, и это в результате активации афферентов 1а приводит к рефлекторному сокращению мышцы. При этом исходная длина мышцы восстанавливается не полностью, так как чувствительность петли обратной связи не бесконечна. Перерезка сенсорного входа разрывает эту петлю и дает возможность грузу растягивать мышцу (пунктирный контур) без компенсирующего сокращения экстрафузалъных волокон. В. Причинно–следственная цепь событий при миотатическом рефлексе, инициированном внезапным увеличением нагрузки, растягивающей мышцу.

Из такого упрощенного описания становится ясно, что миотатический рефлекс представляет собой систему обратной связи, служащую для поддержания постоянной длины мышцы при изменениях воздействующей на нее нагрузки. Этот механизм, действующий без контроля сознания, играет важную роль в поддержании позы. Постуральные (ответственные за поддержание позы) мышцы должны в противовес силе тяжести удерживать скелет человека выпрямленным. Особенно значительному воздействию силы тяжести подвергаются мышцы–разгибатели. Сгибание конечности под влиянием силы тяжести вызывает в разгибателях растяжение мышечных веретен; в результате импульсация в волокнах 1а усиливается, что ведет к возбуждению альфа–мотонейронов, иннервирующих экстрафузальные волокна разгибателей, и усиленное сокращение этих мышц противодействует силе, стремящейся согнуть конечность. Такие реакции то и дело возникают у пассажиров, стоящих в автобусе, при недостаточно плавном его движении.

Хорошо знакомым примером рефлекса на растяжение служит подбрасывание ноги при легком ударе по сухожилиям разгибателей колена в том месте, где они проходят над коленным суставом. При ударе по сухожилию происходит внезапное растягивание мышц и их веретен. Рефлекторный разряд альфа–мотонейронов вызывает быстрое разгибание ноги в колене.

Разорвав обратную связь через волокна 1а, можно подвергнуть петлю миотатического рефлекса «анализу». Это было сделано у наркотизированных животных путем перерезки дорсальных корешков, через которые афференты 1а входят в спинной мозг (рис. 8–31, Б). После операции соответствующие мышцы теряют тонус и способность рефлекторно сокращаться в ответ на растяжение. Именно это обстоятельство побудило Чарлза Шеррингтона исследовать организацию миотатического рефлекса в серии беспрецедентных нейрофизиологических работ в начале 20–го столетия (Sherrington, 1906). Особый интерес вызывал тот факт, что мышцы становились дряблыми несмотря на то, что их моторная иннервация оставалась интактной и связь со спинным мозгом сохранялась. Это и заставило Шеррингтона предположить, что афферентные волокна обеспечивают непрерывное поступление импульсов к нейронам, иннервирующим мышцы, и, таким образом, отчасти ответственны за мышечный тонус – состояние частичного сокращения, в котором находятся мышцы, не совершающие активных движений.

8.5.2. Эфферентный контроль через гамма–петлю

Приведенное выше описание рефлекса на растяжение было упрощенным, так как мы не касались механизмов, определяющих «заданную» длину мышечного веретена (см. дополнение 1–1). Это такая длина, при которой дальнейшее растяжение ведет уже к возникновению в волокнах 1а разряда, вызывающего рефлекторное сокращение экстрафузальных волокон, противодействующее растяжению мышцы. «Заданную» длину мышечного веретена можно уподобить устройству, которым снабжен термостат для поддержания в нем заданной температуры (см. рис. 1–4).

Чем определяется «заданная» длина мышечного веретена? Прежде чем ответить на этот вопрос, вспомним, что сократимые участки на концах интрафузальных волокон соединены последовательно с несократимым сенсорным участком в средней части (рис. 8–32).Сократимые участки волокон иннервируются гамма–мотонейронами, тела которых находятся в сером веществе вентрального рога спинного мозга (рис. 8–33). Эти мотонейроны меньше альфа–мотонейронов, иннервирующих экстрафузальные волокна, и их аксоны (гамма–эфференты) иннервируют только интрафузальные волокна – волокна мышечного веретена (рис. 8–32 и 8–33). Сокращение интрафузальных волокон отличается тремя важными особенностями:

1) оно не вносит заметного прямого вклада в напряжение мышцы, так как число интрафузальных волокон в мышце сравнительно невелико;

2) интрафузальные волокна способны сокращаться только на концах, но не в сенсорной средней части;

3) они сокращаются только в ответ на разряды в иннервирующей их гамма–эфферентной системе (т.е. в гамма–мотонейронах).

В совокупности гамма–мотонейроны и интрафузальные волокна получили название фузимоторной системы. Активация этой системы нервными сигналами из двигательных центров головного мозга или из рефлекторных путей спинного мозга вызывает укорочение концевых сократимых участков интрафузальных волокон, что ведет к растяжению их несократимого участка (важно отметить, что альфа– и гамма–мотонейроны оказывают противоположное влияние на длину чувствительного к растяжению сенсорного участка интрафузального волокна). Это растяжение приводит к усилению активности афферентов 1а и рефлекторному укорочению экстрафузальных волокон до тех пор, пока мышечные веретена не достигнут некоторой новой «заданной» длины (рис. 8–34). Если теперь на мышцу будет воздействовать растягивающая сила, в волокнах 1а возникнет дополнительный сенсорный разряд, который вызовет дополнительную импульсацию альфа–мотонейронов, и длина мышцы будет приближаться к новой «заданной» длине мышечного веретена. Аналогичным образом при снижении уровня возбуждения фузимоторной системы под влиянием сигналов из головного мозга будет поддерживаться большая длина мышцы. Как и альфа–моторная система, гамма–система рефлекторно активируется не только при выполнении произвольных движений, но и под влиянием болевой стимуляции кожи (рис. 8–33). Совместная активация альфа– и гамма–мотонейронов поддерживает натянутое состояние мышечного веретена во время сокращения экстрафузальных волокон и обеспечивает его чувствительность к растяжению при разной длине мышцы.

Рис. 8.32. Упрощенная схема строения интрафузального мышечного волокна, сенсорного аксона типа 1а и гамма–мотонейронной иннервации. Исчерченные участки мышечного волокна способны сокращаться. Средний участок сокращаться не может; он растягивается в результате активации гамма–мотонейронов или общего удлинения мышцы, в которой находится интрафузальное волокно.

Рис. 8.33. Гамма– и альфа–системы показаны здесь вместе. Болевое раздражение кожи вызывает одновременную активацию обеих этих систем, что ведет к укорочению мышцы. При растяжении мышцы активируются только альфа–мотонейроны.