Unit 7

Reflexes

Reflexes

Reflex arc

Stretch reflex

H-reflex

Golgi tendon reflex

Withdraw reflex

UNIT CONTENT

What is a reflex?

reflex-en enkel, relativt stereotyp handling orsakad av en specifik stimulans

reflexer är snabba, ofrivilliga svar på stimuli som förmedlas över enkla nervvägar som kallas reflexbågar. Ofrivilliga reflexer är mycket snabba och reser i millisekunder. De snabbaste impulserna kan nå 320 miles per timme.

definition av en reflex

reflexbågar har fem väsentliga komponenter:

1. Receptorn i slutet av en sensorisk neuron reagerar på en stimulans.

2. Den sensoriska neuronen leder nervimpulser längs en afferent väg mot CNS.

3. Integrationscentret består av en eller flera synapser i CNS.

4. En motorneuron leder en nervimpuls längs en efferent väg från integrationscentret till en effektor.

5. En effektor svarar på de efferenta impulserna genom att kontrahera (om effektorn är en muskelfiber) eller utsöndra en produkt (om

effektor är en körtel).

reflexer kan kategoriseras som antingen autonoma eller somatiska. Autonoma reflexer är inte föremål för medveten kontroll, förmedlas av den autonoma uppdelningen av nervsystemet och involverar vanligtvis aktivering av glatt muskulatur, hjärtmuskel och körtlar. Somatiska reflexer involverar stimulering av skelettmuskler genom den somatiska uppdelningen av nervsystemet.
de flesta reflexer är polysynaptiska (involverar mer än två neuroner) och involverar aktiviteten hos interneuroner (eller associeringsneuroner) i integrationscentret. Vissa reflexer; är emellertid monosynaptiska (”en synaps”) och involverar bara två neuroner, en sensorisk och en motor. Eftersom det finns en viss fördröjning i neural överföring vid synapserna, ju fler synapser som påträffas i en reflexväg, desto mer tid krävs för att påverka reflexen.

knee jerk reflex kallas en monosynaptisk reflex. Detta innebär att det bara finns 1 synaps i den neurala kretsen som behövs för att slutföra reflexen. Det tar bara cirka 50 millisekunder tid mellan kranen och början av bensparken…det är snabbt. Kranen under knäet får lårmuskeln att sträcka sig. Information skickas till ryggmärgen. Efter en synaps i ryggmärgs ventrala horn skickas informationen tillbaka till muskeln…och där har du reflexen.

The receptors described in Unit 4 are all involved in various ‘reflexes’.

tonicitet av skelettmuskulaturen

tonen i skelettmuskeln styrs via en receptor som kallas MUSKELSPINDELN. För att förstå tonkontrollen är det därför absolut nödvändigt att förstå muskelspindelens funktion.

det funktionella värdet av reflexer

stretchreflexen

som kort beskrivet ovan spelar muskelspindeln en integrerad roll i stretchreflexen. I korthet:

som en muskel förlänger MS sträcks. Impulser utförs mot CNS (ryggmärgen) där den afferenta fibern delar sig i flera kolaterala fibrer. En av dessa kolaterala fibrer stimulerar den homonyma muskeln (samma muskel som sträcktes) vilket får den att dra ihop sig vilket i sin tur lindrar stretchstimulansen till muskelspindeln. Samtidigt synapserar en annan afferent säkerhet med en hämmande interneuron (Renshaw-cell som utsöndrar GABA) som i sin tur synapser på neuronen som innerverar den antagonistiska muskeln (motsatta muskeln som sträcktes).

rekommenderas starkt – se det i aktion – animering av senan tap

Animation 1

innervation av muskelspindeln

nervfibrerna som är fästa vid muskelspindeln leder antingen impulser från spindeln till CNS (afferenta/sensoriska fibrer) eller från CNS mot muskeln (efferenta/motoriska fibrer).

Afferents:

Type 1a fibers: 17 microns in diameter, conduct impulses at 100m/s.

secondary endings (flower spray endings)

Type II Fibers: 8 Microns in diameter

Efferents:

Alpha motorneuron 120 m/s). (from the CNS)

Gamma motor fibers

Stretch reflex

Ia primaries afferents have powerful excitatory effect on a motoneurones of same muscle and synergists in adjacent spinal segments. May be monosynaptic or polysynaptic.

Reciprocal inhibition: Ia also inhibit a motoneurones of antagonistic muscles via inhibitory interneurone and corresponding contralateral muscles. Ia-afferenter har också en svag polysynaptisk excitatorisk verkan på dynamiska och statiska gamma-motoneuroner.

grupp II afferenter från spindel sekundärer exciterar också autogena alfa motoneuroner via mono & polysynaptiska vägar. Monosynaptisk komponent involverar cirka 50% av motoneuronerna som exciteras av Ia gamma motoneuroner. mycket lyhörd för elektisk stimulaton av grupp II-afferenter (men inte klart hur mycket av denna grupp II-ingång är rent spindel i ursprung).

klassisk stretchreflex ’förmågan hos en muskel att motstå förlängning’ är summan av dessa spindelprojektioner till muskler. Den monosynaptiska Ia-komponenten är ansvarig för’ senan ryck’. Tonisk stretchreflex är huvudsakligen disynaptisk eller polysynaptisk

2) Hur bidrar muskelspindeln till automatisk reglering av muskellängd? – a) stretchreflexen är ett exempel på muskelspindel sensorisk och motorisk funktion

b) stimulerad muskelspindel skickar meddelande till ryggmärgen, vilket utlöser alfa motoneuron-bränning, vilket i sin tur orsakar sammandragning av den förlängda muskeln

alfa-motoriska neuroner och motorenheter bidrar till muskelkontraktion

cerebellar ”medvetenhet”:

efter muskelspindelstimulering (stretch) och den afferenta fibern går in i ryggraden delas den upp i flera kolateraler. Några av dessa colaterals synapser på cellkropparna i neuroner som stiger upp till cerebellum (främre och bakre spinocerebellära kanaler). Således är cerebellum hela tiden medveten om tillståndet av stretch i muskler, med andra ord muskeltonen.

Koaktivering av Gamma efferenter

när ett motorkommando faller ner från motorbarken och synapser på neurala cellkroppar som innerverar muskler, synapser säkerheter från dessa fallande fibrer också på motsvarande cellkroppar (gamma efferenter) som innerverar ändarna av de intrafusala muskelfibrerna. Detta är viktigt så att när de extrafusala muskelfibrerna dras samman och förkortas, förkortas intrafusalen också och förblir taunt. Detta gör det möjligt för MS att alltid svara på stretch även omedelbart efter sammandragning av en muskel. Med andra ord undviker koaktivering av gamma-efferenter ’tysta perioder’ som skulle uppstå om de intrafusala muskelfibrerna inte kontraherade samtidigt med de extrafusala muskelfibrerna.

med gamma drive är spindeln redo att reagera på oväntad störning spindelaktiviteten genererar ett reflexsvar som kompenserar för störningen.

How to increase the stretch reflex

1. Jendrassik’s maneuver:
• clasps hands together tightly.
• releases hands just before tap hammer.

2. Gripping an object.

HOW? Tendon ryck förstärks genom att knyta nävar eller käke som Gamma vägen är centralt underlättas gör spindeln mer känslig för stretch.

h-reflex

Hoffmann Reflex (H-Reflex) teknik.

h-reflex och F-våg

h-reflex

h-reflexen är den elektriska motsvarigheten till den monosynaptiska stretchreflexen och erhålls normalt endast i några få muskler. Det framkallas genom att selektivt stimulera Ia-fibrerna i den bakre tibial-eller medianerven. Sådan stimulering kan åstadkommas genom att använda långsam (mindre än 1 puls/sekund), långvarig (0.5-1 ms) stimuli med gradvis ökande stimuleringsstyrka.

stimulansen rör sig längs Ia-fibrerna, genom dorsalrot ganglion, och överförs över den centrala synapsen till den främre horncellen som skjuter ner den längs alfa-motoraxonen till muskeln. Resultatet är ett motorrespons, vanligtvis mellan 0,5 och 5 mv i amplitud, som uppträder vid låg stimuleringsstyrka, antingen innan något direkt motorrespons (M) ses eller med ett litet M som föregår det. Förståligt är latensen för denna reflex mycket längre än M-svaret, och ett svep på 5-10 ms/division är nödvändigt för att se det.

H-reflexen kan normalt ses i många muskler men kan lätt erhållas i soleusmuskeln (med bakre tibial nervstimulering vid popliteal fossa), h-reflexen flexor carpi radialis muskel (med median nervstimulering vid armbågen) och quadriceps (med femoral nervstimulering).

typiskt ses det först vid låg stimuleringsstyrka utan något motorrespons före det. När stimuleringsstyrkan ökas uppträder det direkta motorresponsen. Med ytterligare ökningar av stimuleringsstyrkor blir m-svaret större och H-reflexen minskar i amplitud. När motorresponsen blir maximal försvinner H-reflexen och ersätts av ett litet sent motorrespons, F-vågen.

H-reflex latens kan enkelt bestämmas från diagram, beroende på höjd och kön eller från publicerade normala värden. Oavsett dessa värden är det bästa normala värdet i lokaliserade processer patientens asymptomatiska lem. Om inga underlättande manövrer utförs, bör skillnaden i latens mellan båda sidor inte överstiga l ms.

H-reflexen är användbar vid diagnos av S1-och C7-rotskador samt studien av proximala nervsegment i antingen perifera eller proximala neuropatier.

dess frånvaro eller onormal latens på ena sidan indikerar starkt sjukdom om en lokal process misstänks. Mycket kontrovers kvarstår dock om huruvida dess frånvaro bilateralt hos annars asymptomatiska individer har någon klinisk betydelse.

F-våg

F-vågen är en lång latens muskelverkningspotential som ses efter supramaximal stimulering till en nerv. Även om det är elicitable i en mängd olika muskler, erhålls det bäst i de små fot-och handmusklerna. Det är allmänt accepterat att F-vågen framkallas när stimulansen färdas antidromiskt längs motorfibrerna och når den främre horncellen vid en kritisk tidpunkt för att depolarisera den. Svaret avfyras sedan längs axonen och orsakar en minimal sammandragning av muskeln. Till skillnad från H-reflexen föregås F-vågen alltid av ett motorrespons och dess amplitud är ganska liten, vanligtvis i intervallet 0,2-0,5 mv.

F-vågen är ett variabelt svar och erhålls sällan efter nervstimulering. Vanligtvis behövs flera supramaximala stimuli innan ett F-svar ses eftersom endast få stimuli når den främre horncellen vid lämplig tidpunkt för att depolarisera den. Med supramaximal stimulering hjälper emellertid depolarisering av hela nerven att sprida stimulansen till poolen av främre hornceller, vilket ökar chanserna att nå ett större antal främre hornceller vid den kritiska tiden och producera en F-våg.

eftersom olika främre hornceller aktiveras vid olika tidpunkter skiljer sig F-vågornas form och latens från varandra. Konventionellt erhålls tio till tjugo F-vågor och den kortaste latensen F-våg bland dem används.

de normala värdena kan bestämmas från diagram eller publicerade data och i ensidiga lesioner förblir de bästa normala värdena de hos patientens asymptomatiska lem. Skillnaden mellan båda sidornas Kortaste latenser bör inte överstiga l ms.

data som erhållits från F-vågen har använts på många olika sätt för att bestämma proximal eller distal patologi. Dessa inkluderar f-vågens kronodispersion eller skillnad i latens mellan F-vågen med den kortaste och den med den längsta latensen och f-vågförhållandet. Vi tycker att f-vågförhållandet är mycket användbart i rutinmässigt kliniskt arbete. Det erhålls genom att dividera ledningstiden för det proximala nervsegmentet med det distala nervsegmentet och utförs enligt följande:

erhålla f-vågens latens från proximal (F prox) stimulering (knä eller armbåge). Få motorns svar på samma sätt från proximal stimulering (M prox). Bestäm sedan latensen för det proximala nervsegmentet med denna ekvation:

Proximal latens = (Fprox – mprox – 1 ms) / 2

där l MS är den uppskattade fördröjningen som stimulansen påträffas vid den främre horncellen.

latensen för det distala segmentet är ingen annan än den motoriska responsfördröjningen erhållen från proximal stimulering (M prox).

f-förhållandet erhålls sedan genom att dividera den proximala latensen med den distala latensen:

F-ratio = (Fprox – Mprox – 1 ms) / 2 x Mprox

1: a krävs frågesport

enhet 7

vänligen ta in: www.uh.edu/webct

du kommer att ha 22 minuter för att slutföra den nödvändiga frågesporten – Använd din tid klokt!

Golgi tendon reflex

This reflex regulates tension e.g. When attempting to maintain a steady grip on a cup

1. Golgi tendon organs detects tension in the tendon.

2. Afferent neurons, Ib, conduct action potentials to the spinal cord.

3. afferenta neuroner synaps med hämmande (inter) associationsneuroner (utsöndrar GABA) som i sin tur synaps med alfa-motoriska neuroner.

hämning av alfa-motorneuronerna orsakar muskelavslappning och lindrar spänningen i muskeln.

Uttagsreflexen (flexor/korsad extensorreflex) – dess åtgärd är att dra tillbaka en lem från en skadlig stimulans.

om du till exempel kliver på ett skarpt föremål stimulerar du smärta och kutana receptorer från hud och muskler. Detta framkallar både excitation av synergistiska muskler och hämning av antagonistmuskler, säg i dina ben; såväl som kontraherande extensorer och hämmande flexorer på motsatt sida för att upprätthålla hållning och balans.

The ”hot stove” example

Crossed Extensor reflex

Tonic Vibration Reflex and Vibration Training

Tonic Vibration reflex – in Latash – pages 76-77

Tonic vibration reflex – vibration can drive primary afferents – driving is when an action potential is induced in response to every cycle of the stimulus.

när en muskel vibreras producerar den en tonisk muskelkontraktion känd som en tonisk Vibrationsreflex (TVR)

svaren på muskelvibrationer är unika av olika skäl:
1) subjects can consciously inhibit the TVR

2) monosynaptic reflexes are inhibited during TRV – monosynaptic inputs are inhibited presynaptically but polysynaptic inputs remain excitatory – hence tonic muscle contraction

3) muscles not subject to vibration display reflex responses (responses can be intersegmental)

4) vibration produces illusions

Good starting point – mandatory – material from detta papper är rättvist spel för din frågesport

obligatoriskt papper 1 – (dvs material från detta papper är rättvist spel för din frågesport)