Phản xạ gấp và phản xạ rút lui khỏi vật kích thích

Ở tủy sống của các động vật mất não, hầu hết các kích thích cảm giác các chi đều gây ra co, qua đó rút chi ra khỏi vật kích thích. Phản xạ này được gọi là phản xạ gấp.

Ở dạng kinh điển, phản xạ gấp được kích thích bởi cảm giác đau, như châm kim, nóng, rách da... do vậy nó còn được gọi là phản xạ rút lui, phản xạ đau, hay phản xạ khó chịu (noticeptive). Kích thích receptor xúc giác cũng có thể gây ra một phản xạ rút lui yếu và ngắn.

Khi một phần cơ thể nào đó bị đau mà không phải các chi, phần này cũng sẽ rút lui khỏi kích thích. Mặc dù phản xạ này không gây ra bởi sự co cơ gấp nhưng vẫn có thể gọi là phản xạ gấp vì có cơ chế cơ bản giống nhau. Như vậy, có thể có nhiều dạng phản xạ rút lui khác nhau đối với các phần cơ thể khác nhau.

Cơ chế phản xạ rút lui. Bên trái hình cho ta thấy các đường liên hệ của cung phản xạ rút lui. Ở ví dụ này, khi bàn tay bị đau, các cơ gấp ở phần trên cánh tay bị kích thích và gấp lại, từ đó rút bàn tay ra khỏi kích thích.

Hình. Phản xạ uốn dẻo, phản xạ kéo dài chéo và ức chế tương hỗ.

Các thông tin khởi phát phản xạ rút lui không được truyền trực tiếp vào neuron sừng trước tủy sống mà thay vào đó trước tiên được truyền vào các neuron liên hợp, rồi mới vào neuron vận động. Cung phản xạ ngắn nhất cũng phải chứa 3 đến 4 neuron. Phần nhiều neuron thuộc các mạng như mạng phân kì (gây phản xạ lan tỏa đến các cơ cần thiết), mạng ức chế cơ đối lập, mạng lặp lại kích thích sau khi kích thích đã chấm dứt.

Hình là đồ thị cơ trong suốt phản xạ gấp. Chỉ vài mili giây sau khi bị kích thích đau, phản xạ gấp xuất hiện, sau đó vài mili giây, phản xạ bắt đầu yếu dần, đặc trưng cơ bản của mọi phản xạ tích hợp phức tạp của tủy sống. Cuối cùng, sau khi kích thích kết thúc, sự co cơ không ngay lập tức trở về trạng thái cơ bản mà mất vài mili giây nữa. Sự trì hoãn này dài hay ngắn phụ thuộc vào cường độ kích thích gây ra phản xạ, một kích thích yếu hầu như không gây trì hoãn, trong khi một kích thích mạnh có thể gây trì hoãn kéo dài vài giây.

Hình. Biểu đồ phản xạ cơ gấp cho thấy phản xạ bắt đầu nhanh chóng, khoảng thời gian mệt mỏi, và cuối cùng, sau khi xuất viện sau khi hết kích thích đầu vào.

Hiện tượng trì hoãn trong phản xạ gấp là kết quả của cả 2 loại cung lặp lại kích thích. Nghiên cứu điện sinh lí chỉ ra rằng hiện tượng trì hoãn tức thời hầu hết là do chính các neuron trung gian tự kích thích chính nó (dài 6-8 mili giây), còn ở hiện tượng trì hoãn kéo dài gây ra bởi các kích thích đau mạnh thì phần lớn là do các vòng phản xạ lặp lại trong mạng neuron (kéo dài vài giây sau khi hết kích thích đau).

Như vậy, phản xạ rút lui giúp cơ thể đáp ứng thích hợp với các kích thích có hại. Hơn nữa, nhờ có hiện tượng trì hoãn (lặp lại kích thích), phản xạ này có thể giữ phần bị tác động ở xa tác nhân kích thích thêm 0.1-3 giây nữa để chờ não quyết định di chuyển cơ thể về vị trí thích hợp.

Cách thức rút lui trong phản xạ gấp. Cách thức rút lui trong phản xạ gấp phụ thuộc vào dây thần kinh cảm giác nào bị kích thích. Như khi kích thích đau vào mặt trong cánh tay sẽ không chỉ nhóm cơ gấp mà cả nhóm cơ dạng cánh tay cũng bị kích thích co rút để đưa cánh tay ra ngoài. Nói cách khác, các trung tâm tích hợp và xử lí ở tủy sống sẽ kích thích gây hoạt động cơ một cách hiệu quả nhất để đưa cơ thể tránh xa tác nhân kích thích. Mặc dù nguyên lí này được áp dụng cho bất cứ bộ phận nào của cơ thể, nó được quan sát rõ nhất ở các chi do tại đây có sự phát triển mạnh mẽ của nhóm cơ gấp.