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反射のしくみ|反射弓・脊髄反射・姿勢反射の分類と国試ポイントはんしゃのしくみ

反射とは刺激に対して意識を伴わずに起こる、定型的で素早い反応のことです。その経路を反射弓といい、受容器から効果器まで5要素で構成されます。国試では膝蓋腱反射=単シナプス反射(中枢L2〜L4)、屈曲反射=多シナプスの防御反応、交叉性伸展反射=対側下肢の伸展、という対比が繰り返し問われます。

反射のしくみ(反射弓・脊髄反射・姿勢反射)|反射のしくみ(反射弓・脊髄反射・姿勢反射) 1
読み方はんしゃ(reflex)
定義刺激に対して意識を伴わずに起こる、定型的な反応
経路反射弓=受容器→求心性ニューロン→反射中枢→遠心性ニューロン→効果器
主な中枢脊髄(脊髄反射)・脳幹(姿勢反射・立ち直り反射)
4つの特徴①不随意(意識を伴わない)②反応パターンが一定 ③潜時が短く素早い ④閾値以上の十分な刺激で起こる
代表的な脊髄反射伸張反射(膝蓋腱反射)・屈曲反射(逃避反射)・交叉性伸展反射
姿勢を保つ反射姿勢反射(身体の安定を自動調整)・立ち直り反射(頭→体幹→四肢の順に姿勢を戻す)
国試での狙われ方単シナプス反射はどれか/膝蓋腱反射の反射中枢の高位/屈曲反射と交叉性伸展反射の左右の動き

反射とは?──意識を伴わない定型反応

熱いものに触れた瞬間、「熱い」と考えるより先に手が引っこみます。このように刺激に対して無意識に起こる反応が反射です。大脳で判断してから動く随意運動とちがい、反射は判断を経由しないため反応までの時間(潜時)が非常に短いのが特徴です。

反射には次の4つの共通した性質があり、そのまま正誤問題になります。

特徴内容国試での言い換え
① 不随意意識を伴わない・意志で止められない「随意的に制御できる」は誤り
② 定型性同じ刺激には毎回同じパターンの反応が起こる「反応は刺激ごとに変化する」は誤り
③ 短時間性潜時が短く、素早く反応する反応時間は随意運動より短い
④ 閾値の存在一定以上(閾値以上)の十分な刺激が必要弱すぎる刺激では起こらない
反射の4つの特徴(不随意・一定・短時間・十分な刺激)
反射の4つの特徴(不随意・一定・短時間・十分な刺激)

反射弓──反射を成り立たせる5つの要素

反射が成立するための神経経路を反射弓(はんしゃきゅう)といいます。5要素のうちどこか1か所でも障害されると、その反射は減弱または消失します。順序を問う問題が頻出なので、必ず順番で覚えてください。

要素はたらき
1受容器刺激をキャッチする
2求心性ニューロン情報を中枢へ伝える
3反射中枢脊髄などで情報を処理する
4遠心性ニューロン指令を効果器へ伝える
5効果器(筋)筋が収縮して反応する
反射弓=受容器→求心性→反射中枢→遠心性→効果器
反射弓=受容器→求心性→反射中枢→遠心性→効果器

脊髄反射の3本柱

反射中枢が脊髄にある反射を脊髄反射といいます。国試では次の3つが繰り返し出題されます。刺激の種類・受容器・反応の方向をセットで押さえましょう。

反射刺激受容器反応シナプス数
伸張反射筋が急に引き伸ばされる筋紡錘伸ばされた筋そのものが収縮単シナプス(1か所)
屈曲反射(逃避反射)痛み・熱などの侵害刺激皮膚の侵害受容器刺激側の肢を屈曲して引っこめる多シナプス
交叉性伸展反射片側肢への侵害刺激皮膚の侵害受容器対側(反対側)の肢が伸展し体を支える多シナプス
脊髄反射:伸張反射・屈曲反射・交叉性伸展反射
脊髄反射:伸張反射・屈曲反射・交叉性伸展反射

伸張反射と膝蓋腱反射(単シナプス反射の代表)

伸張反射は「筋が伸ばされると、その筋が反射的に縮む」反射で、筋の長さを一定に保ち姿勢を支えます。受容器は筋紡錘です。

その代表が膝蓋腱反射。膝蓋腱を打腱器で叩くと大腿四頭筋が急に引き伸ばされ、筋紡錘が興奮 → 感覚神経 → 脊髄内でシナプス1か所だけを介して運動神経へ → 大腿四頭筋が収縮して下腿が前に振り出されます。反射中枢はL2〜L4です。

腱反射反射中枢の高位収縮する筋
上腕二頭筋反射C5〜C6上腕二頭筋
上腕三頭筋反射C6〜C8上腕三頭筋
膝蓋腱反射L2〜L4大腿四頭筋
アキレス腱反射S1〜S2下腿三頭筋
膝蓋腱反射=単シナプス反射(脊髄L2〜L4)
膝蓋腱反射=単シナプス反射(脊髄L2〜L4)

屈曲反射と交叉性伸展反射──守りながら倒れない

画鋲を踏んだ場面を思い浮かべてください。踏んだ側の脚は屈曲反射で素早く引っこめられます(侵害刺激から体を守る防御反応)。しかし片脚を上げただけでは倒れてしまうため、同時に反対側の脚が伸展して全体重を支えます。これが交叉性伸展反射です。

交叉性伸展反射:刺激側は屈曲、対側は伸展して体を支える
交叉性伸展反射:刺激側は屈曲、対側は伸展して体を支える

姿勢反射と立ち直り反射

姿勢反射は、重力に抗して身体の安定(姿勢)を自動的に保つ反射の総称です。伸びすぎた筋はゆるめ、ゆるみすぎた筋はしめる、という局所の細かい調整と、全身のバランス保持の両方を無意識に行っています。

なかでも立ち直り反射は、バランスが崩れたときに頭部→体幹→四肢の順に姿勢を正常位へ戻す反射です。頭の位置を空間で正しく保とうとするのが出発点で、中枢は主に脳幹(中脳・延髄)にあります。

反射中枢はたらき
姿勢反射(緊張性反射など)脳幹・脊髄重力に抗して姿勢・筋緊張を自動調整する
立ち直り反射中脳を中心とした脳幹崩れた姿勢を頭部→体幹→四肢の順に正常へ戻す
平衡反応大脳皮質を含む高位中枢支持面の動揺に対しバランスを保つ最終段階
立ち直り反射:頭で感知→体幹で調整→手足で回復
立ち直り反射:頭で感知→体幹で調整→手足で回復
国試ポイント
① 反射弓の順序は「受容器→求心性ニューロン→反射中枢→遠心性ニューロン→効果器」。順序の入れ替え問題が頻出。
② 単シナプス反射は伸張反射(腱反射)のみ。屈曲反射・交叉性伸展反射は多シナプス反射という対比が引っかけ。
③ 膝蓋腱反射の反射中枢はL2〜L4、受容器は筋紡錘、収縮するのは大腿四頭筋。アキレス腱反射はS1〜S2。
④ 屈曲反射は刺激を受けた側が屈曲、交叉性伸展反射は反対側が伸展。左右を逆にする選択肢に注意。
⑤ 反射は不随意・定型的・潜時が短く、閾値以上の刺激で起こる。「意志で調節できる」は誤り。
⑥ 立ち直り反射は頭部→体幹→四肢の順。中枢は大脳ではなく脳幹(中脳)である点が狙われる。
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