Arco riflesso

L'arco riflesso è il tipo di via nervosa, di natura riflessa e involontaria, più semplice. Può essere essere monosinaptico o polisinaptico in base al numero di sinapsi coinvolte tra i neuroni afferenti e efferenti. L'arco riflesso è costituito da un recettore, un neurone afferente, un modulo di integrazione, un neurone efferente e un bersaglio. La semplicità dell'arco riflesso rende possibile una elevata velocità di trasmissione dell'impulso nervoso.

Lo studio dell'arco riflesso, anche per via della sua semplicità, è concentrato sul riflesso da stiramento del fuso neuromuscolare, ad esempio nell'evento del riflesso patellare.

Animale spinale e arco riflesso

Lo studio dell'arco riflesso fu possibile grazie all'analisi delle risposte a livello di un animale spinale. Il soggetto di studio fu, inzialmente, una rana alla quale veniva allontanata la parte dell'encefalo. La rana è scelta grazie alla doppia respirazione effettuata tramite i polmoni e la cute.

Dopo la separazione dell'encefalo, l'animale entrava nella fase di shock spinale durante la quale mostrava una totale perdita di risposta riflessa, seguita da atonia muscolare. Dopo un periodo di tempo più o meno variabile, la rana decapitata riprendeva il tono muscolare, particolarmente visibile a livello degli arti. La stimolazione, postuma allo shock spinale, veniva regolarmente recepita dall'animale che, ad esempio, rispondeva allo stimolo dorsale con la contrazione dei muscoli degli arti. Era, dunque, chiaro che non era l'encefalo a mediare la reazione riflessa.

La prova definitiva del ruolo del midollo nell'arco riflesso fu ottenuta con la semplice distruzione del midollo stesso, mediante un ago inserito nella sede midollare. La rana, dopo questo trattamento, perdeva totalmente il tono muscolare ne non era più responsiva agli stimoli che, in precedenza, determinavano il movimento degli arti.

Riflesso patellare

Il riflesso patellare è un arco riflesso monosinaptico, generalmente utilizzato come esempio di arco riflesso, e come test diagnostico per valutare una prima funzionalità del sistema nervoso. Il riflesso si attua a seguito di un colpo direzionato al tendine rotuleo, in un paziente con gamba piegata a livello del ginocchio. Il colpo sul tendine rotuleo determina lo stiramento del muscolo quadricipite femorale. Nel muscolo è presente il fuso neuromuscolare, che è un recettore da stiramento. La contrazione del quadricipite determina uno stimolo dei fusi neuoromuscolari presenti che, a loro volta, rispondono con una frequenza di sparo, in altre parole con un potenziale d'azione ripetuto del tempo, veicolata da un neurone di tipo afferente. Il neurone arriva a livello del centro di controllo, rappresentato dal midollo spinale, nel quale entra dalle radici posteriori per far sinapsi con più neuroni efferenti, i quali, a loro volta, conducono l'informazione verso il muscolo. La presenza di una diramazione, all'interno del midolo, non devo deviare l'attenzione sul fatto che il riflesso patellare è monosinaptico che si considera tale poiché tutti i neuroni efferenti arrivano, senza a loro volta fare sinapsi, sul muscolo.

La presenza di più diramazioni efferenti ha una spiegazione funzionale giacché lo spostamento dell'arto si compie sia con la contrazione del quadricipite sia con il rilassamento dei muscoli della coscia.

Recettore Fuso neuromuscolare
Neurone afferente Afferenza dalle fibre intrafusali
Centro di controllo Midollo spinale
Neurone efferente Motoneurone
Bersaglio Muscolo scheletrico

Schematizzazione del riflesso patellare

Recettore sensoriale nell'arco riflesso monosinaptico

Il fuso neuromuscolare, o in generale il recettore sensoriale, è il primo livello di percezione dell'informazione esterna. Lo stimolo è trasdoto in un potenziale graduato.

Riflesso polisinaptico

Il riflesso polisinaptico è di natura difensiva o nocicettiva. Nel riflesso polisinaptico tra il neurone afferente ed il neurone efferente sono presenti più interneuroni. La presenza di un numero maggiori di sinapsi determina una minore velocità di risposta dal momento della captazione dello stimolo alla risposta effettiva.

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