Простейшим примером, демонстрирующим механизм реципрокной иннервации, является процесс сгибания и разгибания конечности в любом суставе. В тот момент, когда в спинном мозге с чувствительного нейрона происходит передача импульса на двигательный нейрон осуществляющего иннервацию сгибателя, одновременно происходит передача тормозящего импульса на вставочный нейрон Реншоу, связанный с разгибателем. Торможение мотонейрона, иннервирующего разгибатель, обеспечивает пассивное расслабление разгибателя во время сокращения сгибателя. Такая же последовательность наблюдается при сокращении разгибателя и расслаблении сгибателя. Это упрощенная схема, но она помогает понять сложный, четко координированный процесс, называемый реципрокной иннервацией.

Механизм реципрокной иннервации обеспечивает возможность осуществления организмом координированных движений: ходьба, писание, движение глаз [1, 2, 14—16].

За счет этого механизма происходит сгибание и разгибание конечностей в суставах. Если ребенок ползает или идет, работает механизм реципрокной иннервации, попеременно вызывая сокращение сгибателей и разгибателей конечностей, сгибателей и разгибателей туловища в сагиттальных и фронтальных плоскостях.

Механизм реципрокной иннервации обеспечивает и статические позы. Когда ребенок стоит, его тело совершает беспрерывное колебание вперед-назад и в стороны относительно поверхности земли. Устойчивость положения обеспечивает беспрерывный баланс сокращений и расслаблений мышц-антагонистов всего тела. Этот баланс обеспечивается миллиардами сигналов с рецепторов органов чувств (кожи, зрения, слуха, проприорецепторов и т.д.). В клинической практике этот баланс мускулатуры называют позотоническими рефлексами. Даже когда ребенок лежит и спит, механизм реципрокной иннервации обеспечивает беспрерывно меняющийся тонус мышц-антагонистов, предохраняет от раздавливания массой тела своих же органов — мышц, сосудов, нервов.

Таким образом, нарушение механизмов реципрокной иннервации приводит к дисбалансу мускулатуры на различных уровнях и может проявляться в виде спастических или вялых параличей, нарушении позотонических рефлексов и координации движений, что и является основным синдромокомплексом ДЦП.

Почему же нарушается механизм реципрокной иннервации при сохранности нейронов спинного мозга? Ответ на этот вопрос дается в следующем разделе.

Если эффектор — мышца реагирует на внешний раздражитель, то чем же объяснить сохраняющийся спазм мускулатуры, если этот раздражитель перестал действовать? Почему же возникает хронизация патологического процесса, если воздействие травмирующего фактора прекратилось? Очевидно, что ответ надо искать в особенностях строения самой функциональной живой системы — ребенка.

Специфичность рецептора определяется поляризацией мембраны рецептора на специфический внешний раздражитель: тактильные рецепторы — на давление, сетчатка глаза — на свет, температурные — на градиент температур и т.д. Специфическая функция ткани, органа зависит от частотно-амплитудной модуляции сигналов, приходящих по нервному проводнику к этой ткани, и от силы раздражителя, действующего на нервный проводник. Как известно, рецептор — это условно выделяемая дистальная часть нервного волокна, а само нервное волокно — это вытянутая в пространстве часть нейрона, входящего в состав рефлекторной дуги. Следовательно, на любой достаточно сильный фактор воздействия внешней среды нейрон будет реагировать генерацией импульсов, независимо от специализации рецептора нейрона и от точки воздействия раздражителя, а клетка, ткань, орган будут реагировать в соответствии со своей специфичностью, независимо от специализации рецептора. Этот вывод сделал «еще 200 лет назад И. Мюллер» [11].

Закон двустороннего проведения возбуждения утверждает, «что волна возбуждения, возникнув в какой-либо области нервного волокна, распространяется в обе стороны от очага своего возникновения» [14]. Этот закон подтверждает, что деполяризация мембраны чувствительного или двигательного нейрона может произойти в любом месте по ходу нервного проводника и не обязательно в зоне рецепции этого нейрона.

Анизотропия при проведении информации по нервным проводникам, обусловленная выбросом медиаторов в синаптическую цепь, направит вектор передачи информации в сторону эффектора, и на эффекторе будет наблюдаться специфический ответ: мышца сократится, железа выделит секрет, в межнейрональных синапсах спинного и головного мозга в синаптическую щель будет секретироваться медиатор и т. д.

Таким образом, в случае специфического раздражителя, действующего в зоне рецепции, и неспецифического раздражителя, действующего в любом месте нервного проводника, сигнал будет распространяться в 4-х основных направлениях.

1. К поперечно-полосатой мускулатуре. (По двигательному волокну первичной рефлекторной дуги.)

2. К головному мозгу. (По восходящим трактам спинного мозга.)

3. К антагонистам сокращающихся мышечных волокон. (Механизм реципрокной иннервации.)

4. К внутренним органам. (По вегетативным волокнам в составе корешков и нервных волокон. Механизм обратной связи в саморегулирующихся системах.)

В основе любого рефлекса по И. П. Павлову лежит двухнейрональная нервная дуга. Нейроны этой дуги лежат в спинном мозге, локализированном в позвоночном столбе. Такое расположение нейронов и определяет два варианта специфических ответов — в норме и при патологии.

Принципиальная схема специфических ответов у ребенка в норме.

Все реакции организма направлены на сохранение гомеостаза, то есть обеспечивают возврат в исходное состояние после воздействия фактора внешней среды, вызвавшего возмущение в функциональной системе (принцип Ле Шателье — Брауна).

1. При возбуждении рецептора на периферии выброс медиатора в синаптическую щель на уровне переключения в спинном мозге с чувствительного на двигательный нейрон вызовет сокращение соответствующего мышечного волокна.

Сокращение и расслабление мышечных волокон в ответ на изменение внешней среды описано и известно как рефлекторная реакция организма. Такая рефлекторная деятельность возможна только при кратковременном умеренном воздействии фактора внешней среды на зону рецепции.