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Rückenmark: motorische Systeme und Reflexe
Das Rückenmark organisiert grundlegende motorische Reflexe über Eigenreflexe (monosynaptisch) und Fremdreflexe (polysynaptisch). Zentrale Sensoren sind die Muskelspindeln (Längenmessung) und die Golgi-Sehnenorgane (Spannungsmessung), die über Ia- und Ib-Afferenzen ins Rückenmark projizieren.
- ❗ Eigenreflex (z. B. Patellarsehnenreflex): monosynaptisch, Rezeptor = Muskelspindel (Ia-Afferenz direkt auf α-Motoneuron desselben Muskels)
- Fremdreflex (z. B. Flexorreflex/Fluchtreflex): polysynaptisch, Reiz und Effektor liegen in unterschiedlichem Gewebe, oft mit gekreuzter Streckreaktion
- Muskelspindel: misst Muskellänge und Längenänderungsgeschwindigkeit, γ-Motoneurone justieren ihre Empfindlichkeit (Alpha-Gamma-Koaktivierung)
- ❗ Golgi-Sehnenorgan: misst Muskelspannung (Kraft), Ib-Afferenz löst bei hoher Spannung reflektorische Hemmung des Muskels aus (Schutzreflex)
- Motoneurone im Vorderhorn sind somatotop organisiert: mediale Kerne für Rumpf-/proximale Muskulatur, laterale Kerne für distale Extremitätenmuskulatur
Quellen
- Schmidt/Lang/Heckmann „Physiologie des Menschen“ (Springer)
- IMPP Gegenstandskatalog GK1 (Erster Abschnitt der Ärztlichen Prüfung)
- Purves et al. „Neuroscience“, 2nd ed. – Lower Motor Neuron Circuits and Motor Control (NCBI Bookshelf)
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Rückenmark: motorische Systeme und Reflexe
Das Rückenmark ist keine reine Leitungsstruktur, sondern verfügt über eigenständige neuronale Schaltkreise zur Reflexverarbeitung. Die Muskelspindel, ein intrafusaler Rezeptor parallel zu den extrafusalen Arbeitsfasern, misst über Ia-Afferenzen (primäre Endigungen, dynamisch und statisch) und II-Afferenzen (sekundäre Endigungen, nur statisch) Muskellänge und Dehnungsgeschwindigkeit. γ-Motoneurone innervieren die kontraktilen Pole der intrafusalen Fasern und halten die Spindel unabhängig von der extrafusalen Muskellänge in ihrem empfindlichen Arbeitsbereich vorgespannt (Alpha-Gamma-Koaktivierung), was bei willkürlichen Bewegungen die Spindelfunktion aufrechterhält. Der monosynaptische Eigenreflex (Dehnungsreflex) verschaltet Ia-Afferenzen direkt exzitatorisch auf α-Motoneurone desselben Muskels und hemmt gleichzeitig über ein Ia-inhibitorisches Interneuron die Antagonisten (reziproke Hemmung). Das Golgi-Sehnenorgan liegt in Serie zu den Muskelfasern am Muskel-Sehnen-Übergang, misst aktive Muskelspannung über Ib-Afferenzen und löst über Ib-inhibitorische Interneurone eine autogene Hemmung des eigenen Muskels aus – ein Schutzmechanismus gegen Überlastung. Fremdreflexe (polysynaptisch, z. B. Flexorreflex) integrieren nozizeptive Afferenzen über mehrere Interneurone und erzeugen ipsilaterale Flexion mit kontralateraler gekreuzter Extension zur Standsicherung.
- ❗ Reziproke Hemmung (Ia-inhibitorisches Interneuron): Aktivierung eines Agonisten hemmt gleichzeitig disynaptisch den Antagonisten, damit die Bewegung nicht gegen sich selbst arbeitet
- Autogene Hemmung (Ib-Afferenz vom Golgi-Sehnenorgan): begrenzt bei zu hoher Muskelspannung reflektorisch die Kraftentwicklung des eigenen Muskels und schützt so vor muskulärer Überlastung; das „Klappmesserphänomen“ bei Spastik wird traditionell mit dieser Ib-vermittelten Hemmung erklärt
- Rekurrente Hemmung (Renshaw-Zellen): α-Motoneurone erregen über Axonkollateralen spinale Renshaw-Zellen, die dasselbe und benachbarte α-Motoneurone rückläufig hemmen – so wird die Motoneuronaktivität begrenzt und fokussiert
- Alpha-Gamma-Koaktivierung: bei Willkürbewegung werden α- und γ-Motoneurone gemeinsam aktiviert, damit die Muskelspindel trotz Verkürzung des Muskels empfindlich bleibt und weiterhin Längenänderungen melden kann
- ⚠️ Prüfungsfalle: Eigenreflex ist monosynaptisch und phasisch (z. B. Patellarsehnenreflex), Fremdreflex ist polysynaptisch und kann bei wiederholter Reizung ermüden/habituieren – häufige Verwechslung der Synapsenanzahl
- ⚠️ Verwechslung: Muskelspindel (Längen-/Geschwindigkeitssensor, liegt parallel zu Extrafusalfasern) vs. Golgi-Sehnenorgan (Spannungssensor, liegt in Serie am Sehnenübergang) – Verwechslungsgefahr bezüglich Lage und Messgröße
- Höhere motorische Zentren (Kortex, Hirnstamm) modulieren die spinalen Reflexkreise über präsynaptische Hemmung der Ia-Afferenzen und über γ-Motoneuron-Einstellung, ohne die Reflexbögen selbst zu ersetzen
Quellen
- Schmidt/Lang/Heckmann „Physiologie des Menschen“ (Springer)
- IMPP Gegenstandskatalog GK1 (Erster Abschnitt der Ärztlichen Prüfung)
- Purves et al. „Neuroscience“, 2nd ed. – Lower Motor Neuron Circuits and Motor Control (NCBI Bookshelf)