По своему функциональному строению коленный рефлекс моносинаптичен, а значит, содержит всего одну связь нервных клеток (нейронов). Он начинается в области проприорецепторов четырехглавой мышцы бедра, реагирующих на ее растяжение и являющихся сенсорами глубокой чувствительности. Далее, импульс идет в составе бедренного нерва к задним спинномозговым корешкам в области поясничного отдела. Здесь находится региональное представительство чувствительного анализатора – тела нейронов, образующих ганглий.
Рефлекторная дуга коленного рефлекса замыкается на уровне L2-L4, где импульс передается на моторные нейроны, расположенные в области передних рогов спинного мозга и формирующие серое вещество. Оттуда по двигательным волокнам он идет к органу-эффектору, которым выступает та же четырехглавая мышца. Это и приводит к разгибанию голени. Следовательно, рефлекторный путь состоит из следующих компонентов:
Проприорецепторы.Афферентные (чувствительные) волокна.Рефлекторный центр в спинном мозге.Эфферентные (двигательные) волокна.Мышца-исполнитель.
Такая дуга является простой, поскольку состоит всего из двух нейронов и одного синапса. Но нужно понимать, что коленный рефлекс тесно увязан с одновременным расслаблением мышц задней группы бедра, осуществляющих сгибание голени. Это происходит за счет передачи сигнала с чувствительных волокон на вставочные (промежуточные) нейроны в боковом канатике спинного мозга. Они обладают тормозящим влиянием на мышцы-сгибатели.