膝の反射が異常に亢進している場合、背後には早期治療を要する重大な中枢神経疾患が隠れているリスクがあります。
例えば、脳梗塞や脳出血を発症すると、麻痺している側の手足の腱反射が著しく亢進します。また、加齢に伴い首の骨が変形して神経を圧迫する頸椎症性脊髄症でも、手足のしびれとともに膝の反射が過敏になり、歩行時に足が突っ張るような症状が出現します。さらに、原因不明の難病である筋萎縮性側索硬化症（ALS）や多発性硬化症といった神経難病の鑑別においても、深部腱反射の異常は極めて決定的な臨床情報となります。
神経疾患以外にも、ホルモンバランスの乱れによって反射が変化することがあります。甲状腺ホルモンが過剰になる「バセドウ病（甲状腺機能亢進症）」では反射が鋭くなり、逆にホルモンが不足する「橋本病（甲状腺機能低下症）」では、叩いた後に筋肉が元の状態へ戻るスピードが極端に遅くなる特徴的な反応が見られます。
