Мышечное веретено

Мышечные веретена являются органами чувств, которые принадлежат к группе проприорецепторов и распознают состояние растяжения и изменения растяжения скелетных мышц и передают генерируемые сигналы быстрым афферентным нервным волокнам Ia. Мышечные веретена также имеют эфферентные нервные связи, контролирующие их чувствительность. Мышечные веретена также служат для контроля длины мышц и связанных с ними мышечных сокращений через петлю гамма-веретена.

Что такое мышечное веретено?

Мышечные веретена в качестве датчиков состояния напряжения скелетных мышц относятся к группе проприорецепторов, с помощью которых создается позиционная картина положения отдельных конечностей и тела в соответствующих центрах мозга.

В то же время карта ситуации и мышечные веретена используются для управления сознательными и бессознательными движениями, а также для управления мышечными рефлексами. В качестве датчиков мышечные веретена обладают пропорциональными и дифференциальными свойствами. Это означает, что они регистрируют статические состояния растяжения отдельных мышц, а также динамическую скорость изменения их растяжения и передают их через афферентные нервные волокна Ia, которые имеют самую высокую скорость проводимости в организме человека.

Распределение частот мышечных веретен в отдельных скелетных мышцах позволяет оценить возможности тонкой или крупной моторики мышцы. Например, четырехглавая мышца (quadriceps femoris), которая прикрепляется к передней части бедра как разгибатель ноги, имеет от 500 до 1000 мышечных веретен. Они встраиваются между мышечными волокнами скелетных мышц параллельно направлению мышечных волокон и достигают длины от 1 до 3 миллиметров.

Анатомия и строение

Ядро мышечных веретен представляет собой пучок из пяти-десяти поперечно-полосатых интрафузальных мышечных волокон, заключенных в соединительнотканную оболочку. Внутривенные мышечные волокна находятся исключительно в мышечных веретенах.

Что делает их особенными, так это то, что они сокращаются, то есть активны на концах, в то время как их средняя часть растягивается и пассивно адаптируется к состоянию растяжения скелетных мышц. Пассивная средняя часть мышечных веретен состоит из волокон сердцевинного мешка и волокон сердцевинной цепи. Когда мышца сокращается, мышечное веретено также укорачивается. Волокна сердцевинного мешка немного выпирают, так что центральная часть мышечного веретена утолщается. Чтобы записать динамику изменений, волокна сердцевинного мешка обернуты исключительно быстро проводящими афферентными нервными волокнами Ia, которые реагируют на любое изменение толщины.

Волокна основной цепи, которые обнаруживают довольно статичное состояние растяжения мышцы, также связаны с нервными волокнами Ia, но также в качестве вторичной иннервации с афферентными волокнами класса II. Волокна класса II менее чувствительны и проводят импульсы медленнее, чем волокна Ia. , Два сократительных концевых участка интрафузальных мышечных волокон связаны с эфферентными гамма-нейронами, которые контролируют чувствительность мышечных веретен и целевое сокращение мышц.

Функции и задачи

Мышечные веретена одновременно выполняют несколько задач и функций для координации грубых и мелких двигательных движений, для установления и поддержания статического положения и для защиты отдельных скелетных мышц от чрезмерного растяжения. Таким образом, мышечные веретена являются частью сложной системы контроля и регулирования.

Для скоординированной последовательности движений необходимо, чтобы каждая из определенных мышц принимала определенное статическое состояние растяжения или следовала определенному динамическому изменению состояния растяжения. Двигательные центры мозга могут выполнять эти задачи, потому что веретена мышц одновременно выполняют пассивную функцию датчика и активную роль целевого значения для мышцы. Через сократительные концевые части интрафузионных мышечных волокон мышечные веретена могут отслеживать соответствующее состояние растяжения мышц и адаптироваться, или они также могут генерировать целевое значение для мышцы. Длина мышцы изменяется соответствующими командами сокращения таким образом, что создается нулевой потенциал по отношению к мышечному веретену.

В этом случае мышца адаптируется к мышечному веретену, а не наоборот. Чтобы выполнить свою защитную функцию против перенапряжения мышц, мышечные веретена берут на себя контроль рефлексов непроизвольного растяжения. Как только состояние растяжения мышцы превышает определенное пороговое значение, которое определяется мышечными веретенами, это вызывает сигнал непроизвольного сокращения для рассматриваемой мышцы, который также контролируется через мышечные веретена.

Типичным примером такого рефлекса сокращения является рефлекс сухожилия надколенника. Короткий удар рефлекторным молотком по сухожилию надколенника ниже коленной чашечки на короткое время сигнализирует о чрезмерном растяжении четырехглавой мышцы, что приводит к рефлексу сокращения, при котором голень непроизвольно подергивается в направлении разгибания ноги.

Здесь вы можете найти свое лекарство

болезни

Независимые морфологические заболевания, которые напрямую влияют на мышечные веретена, неизвестны. Вероятно, это связано с тем, что мышечные веретена представляют собой специализированные мышечные волокна, которые с большей вероятностью будут следовать за заболеваниями мышц, в которые они встроены. В первую очередь следует упомянуть мышечные атрофии, которые вызваны недостаточной нагрузкой на мышцы.

Соответствующая мышца отступает в результате снижения напряжения, а параллельно - и мышечные веретена. Атрофия мышц часто вызывается нервными расстройствами или повреждением соответствующих мотонейронов, от которых мышца больше не может получать импульсы. Боковой амиотрофический склероз (БАС) является примером нейрогенно индуцированной мышечной атрофии. Это неизлечимое дегенеративное заболевание двигательной нервной системы. Еще одно редко встречающееся заболевание - спинальная мышечная атрофия, которая вызвана постепенным ухудшением двигательных нервов в переднем роге спинного мозга.

Ряд заболеваний, которые приводят к изменениям моторных концевых пластин в интрафузальных мышечных волокнах мышечных веретен, также можно проследить до неврологических расстройств и заболеваний. Существует перекрестная связь между борьбой с болезнью Альцгеймера и функционированием мышечных веретен.

Исследовательская группа в Берлине обнаружила, что фермент бета-секретаза, ответственный за вредные отложения белка при болезни Альцгеймера, очевидно, важен для функциональности мышечных веретен, так что подавление фермента у пациентов с болезнью Альцгеймера может вызвать нарушения координации в последовательности движений. бы.