Svalové vřeteno

Svalová vřetena jsou smyslové orgány, které patří do skupiny proprioceptorů a rozpoznávají stav napínání a změnu napínání kosterních svalů a dodávají generované signály rychlým aferentním nervovým vláknům la. Svalová vřetena mají také efektní nervová spojení, která řídí jejich citlivost. Prostřednictvím smyčky gama vřetena se svalová vřetena také používají k řízení délky svalu a souvisejících svalových kontrakcí.

Co je svalové vřeteno?

Svalová vřetena, jakožto senzory stavu napětí kosterních svalů, patří do skupiny proprioceptorů, s jejichž pomocí je v odpovídajících mozkových centrech vytvořen polohový obraz pozice jednotlivých končetin a těla.

Současně se zpráva o situaci a svalová vřetena používají k ovládání vědomých a nevědomých pohybů - také k ovládání svalových reflexů. Jako senzory mají svalová vřetena proporcionální a diferenciální vlastnosti. To znamená, že zaznamenávají jak statické protahovací stavy jednotlivých svalů, tak dynamickou rychlost změny jejich protahování a přenášejí je prostřednictvím aferentních nervových vláken Ia, které mají nejvyšší lidskou rychlost vedení v lidském těle.

Frekvenční distribuce svalových vřeten v jednotlivých kosterních svalech poskytuje míru jemných nebo hrubých možností motorického řízení svalu. Například čtyřhlavý sval (čtyřhlavý sval femoris), který působí jako prodlužovač nohy na přední straně stehna, má 500 až 1 000 svalových vřeten. Jsou uloženy mezi svalovými vlákny kosterních svalů, rovnoběžně s orientací svalových vláken a dosahují délky 1 až 3 milimetry.

Anatomie a struktura

Jádro svalových vřeten je svazek pěti až deseti pruhovaných intrafuzních svalových vláken a je uzavřen v plášti pojivové tkáně. Intrafuzní svalová vlákna se nacházejí výhradně ve svalových vřetenech.

Jejich zvláštností je, že jsou na svých koncích kontraktilní, tj. Aktivní, zatímco jejich střední část je roztažitelná a pasivně se přizpůsobuje napínacímu stavu kosterního svalu. Pasivní střední část svalových vřeten se skládá z vláken jádra vaku a vláken jádra řetězce. Když se svaly stahují, zkracuje se také vřeteno svalu. Vlákna jádra vaku se trochu vyboulí, takže střední část vřetena svalu zhoustne. Pro zaznamenání dynamiky změn jsou vlákna jádrového vaku obalena výhradně do rychle vodivých, aferentních nervových vláken Ia, která reagují na jakoukoli změnu tloušťky.

Vlákna jádrového řetězce, která detekují spíše statický napínací stav svalu, jsou také spojena s nervovými vlákny la, ale také jako sekundární inervace s aferentními vlákny třídy II. Vlákna třídy II jsou méně citlivá a vedou impulsy pomaleji než vlákna Ia. . Dvě kontraktilní koncové části intrafuzních svalových vláken jsou spojeny s efferentními gama neurony, které řídí citlivost svalových vřeten a cílové svalové kontrakce.

Funkce a úkoly

Svalová vřetena současně plní několik úkolů a funkcí pro koordinaci hrubých a jemných pohybů motoru, pro stanovení a udržování statických poloh a pro ochranu jednotlivých kosterních svalů před přetížením. Svalová vřetena jsou proto součástí komplexního kontrolního a regulačního systému.

Pro koordinovanou sekvenci pohybů je nezbytné, aby určité svaly každý zaujal předem určený statický napínací stav nebo sledoval předem určenou dynamickou změnu ve napínacím stavu. Motorická centra mozku mohou tyto úkoly vykonávat, protože svalová vřetena současně vykonávají pasivní funkci senzoru a aktivní roli cílové hodnoty svalu. Prostřednictvím kontraktilních koncových kusů intrafuzních svalových vláken mohou svalová vřetena sledovat příslušný stav napnutí svalů a být upravena nebo mohou také generovat cílovou hodnotu pro sval. Délka svalu se mění vhodnými kontrakčními příkazy tak, že ve srovnání s vřetenem svalu vzniká 0 potenciál.

V tomto případě se sval přizpůsobí svalovému vřetenu a ne naopak. Aby svá ochranná funkce proti přetížení svalů plnili, převzaly kontrolu nad nedobrovolnými protahovacími reflexy svaly. Jakmile stav napnutí svalu překročí určitou prahovou hodnotu, která je detekována svalovými vřeteny, spustí to nedobrovolný kontrakční signál pro dotyčný sval, který je také ovládán prostřednictvím svalových vřeten.

Typickým příkladem takového kontrakčního reflexu je reflex patelární šlachy. Krátký úder reflexním kladivem na patelární šlachu pod kolenem krátce signalizuje přetažení čtyřhlavého svalu, což vede ke kontrakčnímu reflexu, při kterém spodní noha způsobí nedobrovolné škubnutí ve směru prodloužení nohou.

Zde najdete své léky

Nemoci

Nezávislá morfologická onemocnění, která explicitně ovlivňují svalová vřetena, nejsou známa. To je pravděpodobně způsobeno skutečností, že svalová vřetena jsou specializovaná svalová vlákna, která s větší pravděpodobností následují onemocnění svalů, do nichž jsou zapuštěna. V první řadě je třeba zmínit svalové atrofie, které jsou způsobeny nedostatečným využíváním svalů.

Odpovídající sval ustupuje v důsledku sníženého stresu a paralelně také svalových vřeten. Svalová atrofie je často způsobena nervovými chorobami nebo poškozením odpovídajících motorických neuronů, ze kterých již sval nemůže přijímat impulsy. Amyotrofická laterální skleróza (ALS) je příkladem neurogenně indukované svalové atrofie. Je to nevyléčitelné degenerativní onemocnění motorického nervového systému. Dalším zřídka se vyskytujícím onemocněním je spinální svalová atrofie, která je způsobena postupným zhoršováním motorických nervů v předním rohu míchy.

Řadu nemocí, které vedou ke změnám v koncových destičkách motoru v intrafuzních svalových vláknech svalových vřeten, lze také vysledovat zpět k neurologickým poruchám a nemocem. Mezi bojem s Alzheimerovou chorobou a udržováním svalových vřeten existuje vzájemné propojení.

Výzkumná skupina v Berlíně zjistila, že enzym beta-sekretáza, která je odpovědná za škodlivé depozity proteinů u Alzheimerovy choroby, je zjevně důležitá pro funkčnost svalových vřeten, takže potlačení enzymu u pacientů s Alzheimerovou chorobou pravděpodobně způsobí koordinační poruchy v pohybové sekvenci bych.