Arcul reflex este substratul anatomic al reflexului: lanțul de structuri prin care un stimul produce un răspuns automat, involuntar. Are cinci componente (receptor, cale aferentă, centru nervos, cale eferentă, efector), iar la BAC Biologie trebuie să le poți numi, localiza și aplica pe exemple concrete, cum ar fi reflexul rotulian sau retragerea mâinii de pe un obiect fierbinte.
Reflex, act reflex, arc reflex
Trei termeni apropiați, pe care merită să-i folosești precis:
- Reflexul este răspunsul rapid și involuntar al organismului la un stimul, realizat cu participarea sistemului nervos.
- Actul reflex este mecanismul fundamental de funcționare a sistemului nervos: tot ce face sistemul nervos, de la clipit până la reglarea respirației, se bazează pe acte reflexe.
- Arcul reflex este structura anatomică pe care o parcurge impulsul nervos în timpul unui act reflex.
Măduva spinării are două funcții, reflexă și de conducere, iar arcul reflex ilustrează prima dintre ele. Pentru structura de ansamblu a măduvei și a encefalului, vezi sistemul nervos central și periferic.
Cele 5 componente ale arcului reflex
| Componentă | Ce este | Rol |
|---|---|---|
| 1. Receptorul | terminație nervoasă liberă sau celulă specializată (din piele, mușchi, organe interne, organe de simț) | transformă energia stimulului în impuls nervos |
| 2. Calea aferentă (senzitivă) | neuronul senzitiv; corpul lui se află în ganglionul spinal, pe rădăcina posterioară a nervului spinal | conduce impulsul de la receptor spre centru |
| 3. Centrul nervos | substanța cenușie din măduva spinării sau din encefal; poate conține neuroni intercalari (de asociație) | analizează informația și elaborează comanda |
| 4. Calea eferentă (motorie) | neuronul motor; la reflexele somatice, corpul lui e în coarnele anterioare ale măduvei | conduce comanda de la centru spre efector |
| 5. Efectorul | mușchi sau glandă | execută răspunsul: contracție sau secreție |
Două consecințe practice, care apar des în itemii de tip „explicați”:
- Dacă oricare dintre cele cinci componente este lezată, reflexul nu se mai produce. Arcul reflex funcționează doar dacă e complet, de unde și numele de „arc”.
- Impulsul circulă într-un singur sens, de la receptor spre efector, pentru că sinapsele conduc unidirecțional. Mecanismul transmiterii sinaptice este explicat în transmiterea impulsului nervos și sinapsa.
Ține minte și „harta” nervului spinal: rădăcina posterioară (dorsală) este senzitivă și are pe traseu ganglionul spinal; rădăcina anterioară (ventrală) este motorie. Cele două se unesc și formează nervul spinal, care este mixt.
Reflexul rotulian: arc monosinaptic
Când medicul lovește ușor cu ciocănelul tendonul de sub rotulă, gamba face o mișcare de extensie. Acesta este reflexul rotulian, un reflex miotatic (de întindere), cu centrul în măduva lombară.
- Receptor: fusurile neuromusculare din mușchiul cvadriceps femural, stimulate de întinderea bruscă a mușchiului.
- Cale aferentă: neuronul senzitiv, cu corpul în ganglionul spinal, care intră în măduvă prin rădăcina posterioară.
- Centru: sinapsa directă dintre neuronul senzitiv și neuronul motor din cornul anterior al măduvei. Nu există neuron intercalar.
- Cale eferentă: axonul neuronului motor, care iese prin rădăcina anterioară.
- Efector: mușchiul cvadriceps, care se contractă și produce extensia gambei.
Pentru că între calea aferentă și cea eferentă există o singură sinapsă, arcul este monosinaptic, iar răspunsul este foarte rapid. Reflexele miotatice ajută la menținerea tonusului muscular și a posturii. Alte exemple din aceeași categorie sunt reflexul ahilean, bicipital și tricipital. Despre cum se contractă efectiv mușchiul poți citi în articolul despre sistemul muscular.
Reflexul de flexie: arc polisinaptic
Atingi o suprafață fierbinte și îți retragi mâna înainte să simți conștient durerea. Acesta este un reflex de flexie (de apărare, nociceptiv).
- Receptorii sunt terminațiile nervoase libere din piele, sensibile la durere.
- Neuronul senzitiv conduce impulsul în măduvă.
- În substanța cenușie, impulsul trece prin unul sau mai mulți neuroni intercalari, deci prin cel puțin două sinapse: arcul este polisinaptic.
- Neuronii motori comandă contracția mușchilor flexori, iar membrul se retrage.
De ce retragi mâna înainte de a simți durerea? Pentru că arcul reflex medular este scurt. Informația urcă în paralel spre scoarța cerebrală pe căile ascendente, iar senzația conștientă de durere apare puțin mai târziu. Aceasta este o idee bună de folosit atunci când ți se cere să argumentezi rolul de apărare al reflexelor.
| Criteriu | Reflex miotatic (rotulian) | Reflex de flexie |
|---|---|---|
| Număr de sinapse | una (monosinaptic) | mai multe (polisinaptic) |
| Neuron intercalar | absent | prezent |
| Receptor | fus neuromuscular | receptori pentru durere din piele |
| Efector | mușchiul întins (extensor) | mușchii flexori |
| Rol | tonus muscular, postură | apărare |
Tipuri de reflexe
După efector și calea eferentă:
- Reflexe somatice: efectorul este un mușchi scheletic, iar calea eferentă are un singur neuron motor. Exemple: rotulian, de flexie.
- Reflexe vegetative: efectorii sunt mușchii netezi, mușchiul cardiac sau glandele. Calea eferentă are doi neuroni (preganglionar și postganglionar), cu sinapsă într-un ganglion vegetativ. Exemple: reflexul de micțiune, de defecație, reflexul salivar, reflexele cardiovasculare.
După locul centrului nervos: reflexe medulare (rotulian, de flexie, de micțiune) și reflexe ale trunchiului cerebral (de exemplu tusea, strănutul, deglutiția, voma, salivația, reflexul pupilar la lumină).
După origine:
- Reflexe necondiționate: înnăscute, comune tuturor indivizilor speciei, cu arc reflex stabil. Exemple: suptul la nou-născut, reflexul pupilar.
- Reflexe condiționate: dobândite în timpul vieții prin asocierea repetată a unui stimul indiferent cu unul necondiționat. Exemplul clasic sunt experimentele lui Pavlov (salivația la un semnal sonor asociat cu hrana). Ele implică scoarța cerebrală și se pot stinge dacă asocierea nu mai este întărită.
- Ordinea componentelor: receptor → cale aferentă → centru nervos → cale eferentă → efector.
- Corpul neuronului senzitiv e în ganglionul spinal; corpul neuronului motor somatic e în coarnele anterioare ale măduvei.
- Rotulianul este monosinaptic (fără neuron intercalar); reflexul de flexie este polisinaptic.
- Reflexele vegetative au calea eferentă formată din doi neuroni, cu un ganglion vegetativ între ei.
- Lezarea oricărei componente a arcului reflex abolește reflexul.
Itemi rezolvați
Item: „Explicați de ce secționarea rădăcinii posterioare a unui nerv spinal abolește reflexele în teritoriul respectiv.”
Răspuns: Rădăcina posterioară conține axonii neuronilor senzitivi, adică o parte a căii aferente. Impulsurile de la receptori nu mai ajung la centrul din măduvă, arcul reflex este întrerupt, iar reflexul nu se mai produce. În plus, se pierde sensibilitatea în teritoriul respectiv.
Item (adevărat/fals): „Arcul reflexului rotulian conține un neuron intercalar.”
Rezolvare: Fals. Corectare: arcul reflexului rotulian este monosinaptic, fără neuron intercalar.
Item (grilă): Efector al unui reflex vegetativ poate fi: a) mușchiul biceps brahial; b) glanda salivară; c) mușchiul cvadriceps; d) fusul neuromuscular.
Rezolvare: b). Bicepsul și cvadricepsul sunt mușchi scheletici, efectori ai reflexelor somatice, iar fusul neuromuscular este receptor, nu efector.
Arcul reflex se poate cere și sub formă de schemă. Dacă desenezi, marchează clar sensul impulsului cu săgeți și legendează cele cinci componente; detalii în ghidul despre desenele și schemele de la BAC.
Întrebări frecvente
Câte componente are arcul reflex: 3 sau 5?
Arcul reflex complet are 5 componente: receptor, cale aferentă, centru nervos, cale eferentă și efector. Trei componente are analizatorul (receptor, cale de conducere, centru cortical), nu arcul reflex, iar cele două noțiuni se confundă des.
Creierul participă la reflexe?
Depinde de reflex. Reflexele medulare au centrul în măduvă și se produc fără participarea conștientă a scoarței, chiar dacă encefalul poate modula răspunsul. Reflexele condiționate necesită participarea scoarței cerebrale.
Ce rol are neuronul intercalar?
Face legătura dintre neuronul senzitiv și cel motor. Permite distribuirea impulsului către mai mulți neuroni motori și coordonarea unor răspunsuri mai complexe, cum este retragerea unui membru întreg.
Este clipitul un reflex?
Clipitul la atingerea corneei sau la apropierea bruscă a unui obiect este un reflex de apărare, cu centrul în trunchiul cerebral. Clipitul obișnuit poate fi și voluntar, adică putem să-l controlăm conștient.
Exersează arcul reflex în BacBiologie
Arcul reflex este unul dintre cele 14 procese biologice din aplicație: îl parcurgi componentă cu componentă, apoi îl reconstitui în mini-jocul de reordonare, iar flashcard-urile te ajută să fixezi definițiile de reflex, sinapsă și neurotransmițător.
Descarcă gratuit pe App Store