Stretch receptorji

Stretch receptorji izmerimo napetost v tkivu in tako zaznamo raztezanje mišice ali organa. Njegova glavna naloga je zaščita pred pretiravanjem, kar zagotavlja monosinaptični raztezni refleks. Receptorji za raztezanje lahko kažejo strukturne spremembe v kontekstu različnih mišičnih bolezni.

Kaj so receptorji za raztezanje?

Receptorji so beljakovine, ki jih najdemo v človeškem tkivu. Na določene dražljaje v svojem okolju reagirajo z depolarizacijo in pretvorijo spodbujevalni impulz v bioelektrični akcijski potencial.

Receptorji so torej ciljne molekule telesne celice in spadajo v signalne naprave organov ali organskih sistemov. Tako imenovani mehanoreceptorji reagirajo na mehanske dražljaje iz okolja in jih naredijo predelave za centralni živčni sistem. Proprioreceptorji so primarne senzorične celice in spadajo med mehanoreceptorje. Odgovorni so predvsem za samo-dojemanje telesa in ustrezajo prostim živčnim končičem.

Receptorji mišičnega vretena sodijo v skupino proprioreceptorjev. Te senzorične celice igrajo vlogo predvsem za monosinaptični raztezni refleks in jih zato imenujemo tudi receptorji raztezanja. Mišična vretena so torej raztezni receptorji v skeletnih mišicah, ki se odzivajo na mehansko raztezanje. Merijo dolžino mišic in omogočajo diferencirane in odsevne gibe. Tela Ruffinija in Vater-Pacinija sodelujejo z receptorji raztezanja v sklepni kapsuli.

Anatomija in struktura

Mišična vretena se nahajajo v skeletnih mišicah. Sestavljajo jih intrafuzna mišična vlakna. Ta vlakna ležijo vzporedno s tistimi v skeletnih mišicah.

Vlakna jedrske verige so sestavljena iz celičnih jeder, razporejenih kot veriga. Vlakna jedrskih vrečk so zbirka razpršenih celičnih jeder. Vsa mišična vretena so sestavljena iz petih do desetih progastih mišičnih vlaken v vezivnem tkivu. Pri ljudeh so vretena dolga od enega do treh milimetrov. Vretena najdemo na različnih mestih v telesu. Na primer, do tisoč mišičnih vretenov, ki lahko dosežejo dolžino skoraj deset milimetrov, je nameščenih na mišičnih vlaknih ekstenzorja nog v stegnu. Več mišičnih vretenov, lepše mišice se lahko premikajo.

V ne-kontraktilnem središču mišičnih vretenov so v glavnem aferentno občutljiva živčna vlakna, ki služijo za absorpcijo dražljajev. Ta vlakna so znana tudi kot Ia vlakna. Ovijajo se okoli srednjih odsekov intrafuzalnih vlaken in jih imenujemo tudi anulospiralni končiči. Eferentna živčna vlakna mišičnega vretena so tako imenovani gama nevroni, ki nadzorujejo občutljivost vretena.

Funkcija in naloge

Stretch receptorji ščitijo predvsem mišice in organe pred poškodbami zaradi raztezanja. Da bi to naredili, sprožijo monosinaptični raztezni refleks, ki refleksno premika povezano mišico proti smeri raztezanja. Ta refleksna reakcija mora potekati čim prej po raztezanju. Aferanti mišičnega vretena tečejo skoraj izključno preko hitro prevodnih živčnih vlaken tipa Ia in so monosinaptično povezani preko hrbtenjače.

Vsaka druga povezava bi upočasnila zaščitne reflekse receptorjev raztezanja. Živčna vlakna razreda II trajno beležijo dolžino mišic. So del sekundarne inervacije. Pogostost akcijske potenciale v Ia vlaknih je vedno sorazmerna z izmerjeno dolžino mišic ali napetostjo v tkivu. Pogostost akcijskega potenciala je povezana tudi s hitrostjo spreminjanja dolžine zaradi raztezanja. Zaradi teh odnosov se mišična vretena imenujejo tudi senzorji PD. Sprememba dolžine mišice aktivira alfa motorični nevro raztegnjene mišice in hkrati aktivira gama motorični nevron. Vlakna delovnih mišic se skrajšajo vzporedno z intrafuzalnimi vlakni. Na ta način je občutljivost vretena konstantna.

Ko se mišica raztegne, raztezanje doseže tudi mišično vreteno. Ia vlakna nato ustvarijo akcijski potencial in ga prek hrbteničnega živca prenesejo v zadnji hrbet hrbtenjače. Impulz receptorjev raztezanja se monosinaptično projicira na α-motorne nevrone s pomočjo sinapske povezave v sprednjem rogu hrbtenjače. Kostna mišična vlakna raztegnjene mišice na kratko pustijo, da se skrajšajo. Dolžina mišic se uravnava tudi skozi γ-vreteno zanko. Intrafuzijska mišična vlakna so na kontraktilnih koncih povezana z γ motornimi nevroni.

Ko se ti motorični nevroni aktivirajo, se mišično vreteno konča, sredina pa se raztegne. Ia vlakna tako ponovno ustvarijo akcijski potencial. Po prehodu skozi hrbtenjačo se sproži krčenje mišičnih vlaken skeleta, ki sprosti mišično vreteno. Postopek se nadaljuje, dokler vlakna Ia ne zaznajo raztezanja.

Tu lahko najdete svoja zdravila

Bolezni

Bolezni, ki temeljijo na spremembi mišičnega vretena, še niso znane. Zaradi svoje zapletenosti kot receptorskega organa so takšne bolezni precej verjetne.

V okviru perifernih nevropatij se pojavijo širitve ali aplazije spinalnih ganglijskih celic ali medularnih in občutljivih živčnih vlaken. Ti pojavi lahko vplivajo na razvoj receptorjev za raztezanje. Pomanjkanje določenega faktorja transkripcije ima lahko tudi negativne učinke na razvoj receptorjev raztezanja. Demijelinizacijske oblike nevropatije po drugi strani niso povezane s spremembami mišičnih vretenov.

Tudi mišično vreteno lahko trpi zaradi specifičnih mišičnih bolezni in tako kaže na morfološke spremembe. To zlasti vključuje nevrogensko mišično atrofijo. Za mišično atrofijo je značilno zmanjšanje velikosti skeletnih mišic in je odziv na zmanjšan stres. Pri nevrogeni obliki mišične atrofije zmanjšan stres povzroča živčni sistem ali določeni nevroni in se tako lahko pojavi na primer v okviru degenerativne bolezni ALS.

Drobno tkivo mišičnih vretenov se spremeni v nitke, ko mišice atrofirajo. Mnoge druge bolezni spreminjajo mišična vretena. Fino tkivna struktura receptorjev za raztezanje in njihove bolezni še niso dobro raziskane, ker so zelo zapletene.