姿势反射及作用
肌紧张是维持姿势的基础。一个肢体各关节的伸、屈肌群肌紧张的不同分布,构成一个肢体的特殊姿势。姿势变化是肌紧张重新分布的结果。在机体受到不同的刺激或在运动的过程中,都会产生相应的姿势反射以维持整体的平衡。
姿势反射(postural reflex)是中枢神经系统调节骨骼肌的紧张度或产生相应的运动以保持或改变身体在空间的姿势反射活动。牵张反射是最简单的姿势反射。在脊髓水平完成的姿势反射有屈肌反射和对侧伸肌反射以及节间反射,在脊髓以上中枢完成的有颈反射、迷路反射和翻正反射等。
(一)同侧屈肌反射和对侧伸肌反射及其作用
1.同侧屈肌反射 在伤害性刺激作用于机体皮肤的感受器时,受刺激的一侧肢体出现回缩反应,关节的屈肌收缩而伸肌弛缓,为屈肌反射(flexor reflex)。该反射可避免机体受到进一步的伤害刺激,因而具有重要的保护性意义。这是人和动物最原始的防御反射。屈肌反射的强度与刺激强度有关,如足部受到较弱刺激,只引起距小腿关节(踝关节)屈曲;刺激强度增加,由于兴奋在中枢的扩散程度增大,则膝关节和髋关节也可发生屈曲。屈肌反射是一种通过若干中间神经细胞的多突触反射,其反射弧的传出部分可通向许多肌群。
2.对侧伸肌反射 在刺激强度很大的情况下,同侧肢体发生屈肌反射的同时,还出现对侧肢体的伸肌收缩,屈肌弛缓,关节伸直,称为对侧伸肌反射(crossed extensor reflex)。这是由于屈肌反射中枢的中间神经细胞兴奋,在兴奋同侧屈肌运动神经细胞的同时,其侧支横过脊髓,兴奋对侧的伸肌运动神经细胞所致。该反射的意义在于,当一侧肢体屈曲时,对侧肢体伸直以支持体重,使身体维持直立姿势而不至于倾倒。
此外,通过传入侧支性抑制,受刺激侧肢体屈肌收缩的同时,伸肌舒张;通过交互抑制机制,对侧发生伸肌收缩的同时,屈肌舒张。
同侧屈肌反射和对侧伸肌反射,是由脊髓完成的形式比较简单的反射活动,通过中枢内神经细胞兴奋和抑制的协调性活动,使得两侧的屈肌和伸肌的活动协调地进行,为在高级中枢的调节下,完成更为复杂的姿势和运动反射提供了基础。
(二)状态反射
当机体的头部在空间的位置变化和头部与躯干的位置发生变化时,反射性地引起躯体的肌紧张发生变化的过程,称为状态反射(attitudinal reflex)。状态反射包括迷路紧张反射(tonic labyrinthine reflex)和颈紧张反射(tonic neck reflex)。
1.迷路紧张反射 是头部在空间的位置变化引起。伴随头部的运动,内耳迷路的椭圆囊和球囊的囊斑受到刺激,传入冲动达前庭核,经前庭脊髓束传出冲动,导致躯体肌紧张发生变化以维持平衡。(https://www.daowen.com)
2.颈紧张反射 是头部和躯干的相对位置变化引起的。由颈上部椎关节韧带和肌的本体感受器传入冲动至颈脊髓,传出冲动对四肢肌的肌紧张进行调节。在去大脑的动物实验中观察到,当头向一侧扭转时,下颏所指一侧的伸肌紧张性加强;头后仰时,前肢伸肌紧张性加强,后肢伸肌紧张性减弱;头前俯时,前肢伸肌紧张性降低,后肢伸肌紧张性加强。人类在去皮质僵直的基础上,也可出现颈紧张反射,即当颈部向一侧扭曲时,下颏所指一侧上肢伸直,对侧上肢则处于更屈曲状态。正常人由于高级中枢的存在,状态反射常被抑制而不易表现出来。
(三)翻正反射
正常动物可保持站立姿势,将其推倒,可迅速地翻正过来,这种反射称为翻正反射(righting reflex)。该反射的中枢在中脑,作用是使机体非随意地保持正常的姿势和平衡。翻正动作最初是由于头部在空间的位置不正常,视觉和内耳迷路受到刺激,反射性地引起头部翻正,然后头和躯体相对位置不正常又刺激颈部肌中的感受器,引起躯体的翻正。由于视觉可感知身体位置的不正常,故正常机体的翻正反射主要由视觉传入信息引起。
(四)运动姿势反射
运动姿势反射可分为直线变速运动姿势反射和角变速运动姿势反射。
1.直线变速运动姿势反射 该反射主要由头部水平的变速运动的方向和程度的变化引起。在直线变速运动时,刺激椭圆囊(主要感受头部水平方向的变速运动)和球囊(感受垂直方向的头部变速运动)囊斑上的毛细胞,反射性地改变颈背部和四肢的肌紧张,从而维持一定的姿势以保持身体的平衡。例如,当人乘的电梯启动上升时,会出现下肢伸肌紧张性降低而双腿屈曲;电梯突然下降时,则下肢伸肌收缩而双腿伸直。又如,当汽车突然加速时,会引起颈背肌紧张性增强而出现后仰的姿势;车突然停止时则出现前倾的姿势。这些都是前庭器官受到直线变速运动的刺激引起的姿势反射。
2.角变速运动姿势反射 当头部转动或躯体做旋转运动时,半规管腹壶嵴上的毛细胞受到刺激,反射性地改变颈部和躯干及四肢的肌紧张,以调整机体的姿势和维持平衡。
机体做旋转运动使半规管受到刺激时引起的一种特殊的眼球运动,称为眼震颤(nystagmus)。当头与身体向左旋转时,由于内淋巴的惯性,左侧半规管壶腹嵴上的毛细胞受刺激增强,右侧半规管受刺激减弱,两眼球缓慢向右侧移动称为眼震颤的慢动相,其作用是维持对某固定点的凝视,保持与环境的视觉关系。当进一步旋转时,使眼球移到两眼裂的右侧端时,又突然迅速向左侧移动,称为眼震颤快动相。随后依此反复。当旋转突然停止时,慢动相和快动相的方向同旋转开始时正好相反。临床上通过检测眼震颤以判断前庭功能是否正常。
前庭器官受刺激后引发的眼球运动,目的是产生与头转动方向相反的眼动,以维持视觉的相对稳定,同时通过视觉的刺激引起的眼动反射,亦可调整前庭的活动。所以,在运动过程中的眼球运动,有利于看清楚目标和保持平衡。