有關膝跳反射的幾個問題

張 銘

(華中師范大學生命科學學院 武漢 430079)

膝跳反射(knee jerk reflex)也稱膝反射，是指快速叩擊膝關節(jié)下的股四頭肌肌腱使股四頭肌產生一次收縮的反射活動[1]。作為神經調節(jié)中有關反射弧問題的重要案例，膝跳反射在本科的生理學、高中生物學的穩(wěn)態(tài)與環(huán)境模塊和初中的生理衛(wèi)生中都有介紹。本文對膝跳反射有關的幾個問題進行分析。

1 膝跳反射是牽張反射

快速叩擊膝關節(jié)下的股四頭肌肌腱(或表述為叩擊髕骨下韌帶)引起膝跳反射(圖1)。膝跳反射屬于牽張反射，其感受器是股四頭肌中的肌梭。牽張反射是指有神經支配的骨骼肌在受外力牽拉時使被牽拉的肌肉產生收縮的反射。牽張反射可分為位相性牽張反射和緊張性牽張反射兩種類型，也被稱為腱反射和肌緊張。膝跳反射屬于位相性牽張反射，即腱反射。引起膝跳反射的刺激就是對股四頭肌肌腱的牽拉[2]。

牽張反射曾是最受關注的一類反射，英國生理學家謝靈頓(Charles Scott Sherrington)對牽張反射進行了深入的研究，基本弄清了這類反射的結構基礎和基本特性。因對神經元功能研究的卓越貢獻，謝靈頓獲得1932年的諾貝爾生理學或醫(yī)學獎[3]。

圖1 膝跳反射模式圖

2 膝跳反射是脊髓反射

膝跳反射是脊髓反射，其反射的神經中樞在脊髓，但仍受到高位中樞腦的調控。在動物的脊髓反射實驗中，通常都是使用去大腦的動物，牽張反射在去大腦動物上表現(xiàn)的最為明顯[4]。其實，正常人的膝跳反射是可以受大腦的意識控制的，也就是說當快速叩擊膝關節(jié)下的股四頭肌肌腱時，被扣擊者可通過意識不使膝跳反射發(fā)生。膝跳反射、屈反射和對側伸肌反射等脊髓反射的中樞都在脊髓，但它們又都受到高位中樞的調控，即在沒有高位中樞的影響時這些反射均可完成，但高位中樞又可調控這些反射。因此，膝跳反射時不是因為意識到叩擊才產生的肌肉收縮。

3 膝跳反射是單突觸反射

在早期的研究中曾一度懷疑膝跳反射中股四頭肌的收縮是不是由反射引起的，因為這一活動實在太快。后來謝靈頓發(fā)現(xiàn)切斷脊神經的后根(背根)，肌肉收縮就消失，而麻醉肌腱和皮膚時牽張反射依然存在，這些實驗表明這確實是一個反射活動。膝跳反射的反射時非常短，理論上反射弧中只可能有一次突觸傳遞，后來證明的確是傳入神經與傳出神經直接聯(lián)系，沒有中間神經元，故稱為單突觸反射或二元反射[3]。但這只是基于反射弧模式的表述，并不是說膝跳反射只有兩個神經元通過一個突觸完成。因為傳入神經和傳出神經中都有很多的神經元，在脊椎動物中任何反射都不可能是通過兩個或幾個神經元完成的[2]。

4 膝跳反射中主要是伸肌的收縮

膝跳反射中主要是股四頭肌的收縮，股四頭肌是伸肌，所以膝跳反射是伸肌的收縮(把手放在大腿上，膝跳反射時可以明顯地感覺到股四頭肌的收縮)。股四頭肌是膝跳反射的原動肌；而股二頭肌屬于屈肌，在膝跳反射中是股四頭肌的拮抗肌[5]。一般來說，互為拮抗的兩塊肌肉，一塊收縮時，另一塊一定舒張。股二頭肌在膝跳反射股四頭肌收縮時處于舒張狀態(tài)，這一過程可由傳入神經的分支通過一個抑制性中間神經元實現(xiàn)(圖1)，這種方式稱為傳入側支性抑制，也稱交互抑制，以使不同中樞之間的活動相互協(xié)調[1，2]。