Реципрокное торможение

Реципрокное торможение — это механизм, при котором возбуждение нервных центров одной группы мышц сопровождается одновременным торможением центров мышц с противоположным действием (антагонистов). Например, когда сокращаются мышцы, разгибающие колено, мышцы-сгибатели в это же время расслабляются и не мешают движению.

Слово «реципрокный» означает «взаимный, обоюдный». Явление подробно изучил английский физиолог Чарльз Шеррингтон на рубеже XIX и XX веков и назвал его реципрокной иннервацией. Без такого согласования мышцы тянули бы сустав в разные стороны одновременно, а плавные движения были бы невозможны.

⚙️ Как это работает

Классический пример — коленный рефлекс. Удар молоточком по сухожилию растягивает четырёхглавую мышцу бедра, и в ней возбуждаются рецепторы растяжения — мышечные веретёна. От них по толстому чувствительному волокну сигнал приходит в спинной мозг и разветвляется.

1. Одна ветвь напрямую, через один синапс, возбуждает двигательные нейроны растянутой мышцы, и она сокращается.
2. Другая ветвь возбуждает вставочный тормозный нейрон.
3. Тормозный нейрон выделяет медиатор глицин и подавляет двигательные нейроны мышц-антагонистов — задней группы мышц бедра.
4. Сгибатели расслабляются, и голень свободно разгибается.

Таким образом, рефлекторная дуга растяжения содержит две части: прямую возбуждающую к своей мышце и двухнейронную тормозную к мышце-противнику. Реципрокное торможение — одно из звеньев этой дуги.

🦵 Где ещё встречается

• Сгибательный защитный рефлекс: при уколе стопы сгибатели ноги сокращаются, а разгибатели тормозятся.
• Перекрёстный разгибательный рефлекс: одновременно на другой ноге, наоборот, активируются разгибатели, чтобы удержать вес тела.
• Ходьба и бег: спинальные генераторы ритма поочерёдно возбуждают и тормозят сгибатели и разгибатели.
• Произвольные движения: нисходящие пути из головного мозга действуют на те же тормозные вставочные нейроны и согласуют работу антагонистов.
• Движения глаз: при взгляде в сторону одна наружная мышца глаза сокращается, а её антагонист расслабляется.

Реципрокное торможение не всегда «включено» полностью. Когда суставу нужна жёсткость — при удержании тяжёлого груза, на неустойчивой опоре, при точных движениях пальцев, — головной мозг ослабляет его, и мышцы-антагонисты сокращаются одновременно. Это называют коактивацией.

Виды торможения в спинном мозге

🩺 Нарушения реципрокного торможения

После инсульта, травмы спинного мозга, при рассеянном склерозе и детском церебральном параличе нисходящий контроль нарушается, и реципрокное торможение ослабевает. Мышцы-антагонисты сокращаются одновременно, повышается мышечный тонус и развивается спастичность. Человеку трудно разогнуть руку или согнуть ногу, потому что противоположные мышцы «борются» друг с другом.

Наиболее ярко роль тормозных нейронов видна при отравлении стрихнином и при столбняке. Стрихнин блокирует рецепторы глицина, а столбнячный токсин нарушает выделение тормозных медиаторов. В обоих случаях торможение антагонистов исчезает, все скелетные мышцы сокращаются одновременно, и возникают тяжёлые судороги с выгибанием тела.

🏋️ Применение в реабилитации

На идее реципрокного торможения основаны некоторые приёмы лечебной физкультуры и растяжки: напряжение одной мышцы используют, чтобы облегчить расслабление и растяжение её антагониста. В реабилитации после инсульта тренируют точные, поочерёдные движения, чтобы восстановить согласованную работу мышц-противников. При выраженной спастичности применяют и лекарства, усиливающие торможение в спинном мозге, например баклофен и тизанидин, а также местные инъекции ботулинического токсина в перенапряжённые мышцы (информация приведена в ознакомительных целях, лечение подбирает врач).

Термин «реципрокное торможение» используют и в психотерапии: Джозеф Вольпе так назвал принцип, по которому тревогу подавляют противоположным состоянием, например расслаблением. Это заимствованное название, не связанное напрямую с работой спинного мозга.