Mišično vreteno

Mišična vretena so čutni organi, ki spadajo v skupino proprioceptorjev in prepoznavajo stanje raztezanja ter spremembo raztezanja skeletnih mišic in oddajajo generirane signale na hitra, aferentna Ia živčna vlakna. Mišična vretena imajo tudi eferentne živčne povezave, ki nadzorujejo njihovo občutljivost. Skozi zanko gama vretena se mišična vretena uporabljajo tudi za nadzor dolžine mišic in s tem povezanih mišičnih kontrakcij.

Kaj je mišično vreteno?

Mišična vretena v svoji funkciji senzorjev za stanje obremenjenosti skeletnih mišic spadajo v skupino proprioceptorjev, s pomočjo katerih se v ustreznih možganskih središčih ustvari pozicijska slika položaja posameznih okončin in telesa.

Obenem poročilo o stanju in mišična vretena uporabljamo za nadzor zavestnih in nezavednih gibov - tudi za nadzor mišičnih refleksov. Kot senzorji imajo mišična vretena sorazmerne in diferencialne lastnosti. To pomeni, da beležijo tako statična stanja raztezanja posameznih mišic kot dinamično hitrost njihovega raztezanja in jih prenašajo prek aferentnih Ia živčnih vlaken, ki imajo v človeškem telesu največjo hitrost prevodnosti.

Frekvenčna porazdelitev mišičnih vretena v posameznih skeletnih mišicah zagotavlja merilo fine ali bruto motorične kontrole mišice. Na primer, kvadriceps (mišica kvadriceps femoris), ki se pritrdi na sprednji del stegna kot ekstenzor za noge, ima od 500 do 1.000 mišičnih vretena. Vgrajeni so med mišična vlakna skeletnih mišic, vzporedno z orientacijo mišičnih vlaken in dosegajo dolžino od 1 do 3 milimetrov.

Anatomija in struktura

Jedro mišičnih vretenov je snop petih do desetih progastih intrafuzalnih mišičnih vlaken in so v oblogi vezivnega tkiva. Intrafuzna mišična vlakna najdemo izključno v mišičnih vretenih.

Kar jih dela posebne, je, da so na koncih kontraktilni, tj. Aktivni, medtem ko je njihov srednji del raztegljiv in se pasivno prilagaja razteznemu stanju skeletne mišice. Pasivni srednji del mišičnih vretenov je sestavljen iz jedernih vrečastih vlaken in vlaken jedrnih verig. Ko se mišica krči, se tudi mišično vreteno skrajša. Vlakna jedrnih vrečk se nekoliko izbočijo, tako da se osrednji del mišičnega vretena zgosti. Za beleženje dinamike sprememb so vlakna jedrne vrečke ovita izključno s hitro prevodnimi, aferentnimi živčnimi vlakni Ia, ki reagirajo na vsako spremembo debeline.

Vlakna jedrske verige, ki zaznajo precej statično raztezno stanje mišice, so povezana tudi z Ia živčnimi vlakni, vendar tudi kot sekundarna innervacija z aferentnimi vlakni razreda II Vlakna razreda II so manj občutljiva in izvajajo impulze počasneje kot Ia vlakna . Dva kontraktilna končna odseka intrafuzalnih mišičnih vlaken sta povezana z eferentnimi nevroni gama, ki nadzorujejo občutljivost mišičnih vretena in krčenje ciljne mišice.

Funkcija in naloge

Mišična vretena hkrati izpolnjujejo več nalog in funkcij za koordinacijo grobih in finih gibalnih gibanj, za vzpostavljanje in vzdrževanje statičnih položajev ter za zaščito posameznih skeletnih mišic pred preobremenitvijo. Mišična vretena so del zapletenega sistema nadzora in regulacije.

Za usklajeno zaporedje gibov je potrebno, da nekatere mišice prevzamejo določeno statično raztezno stanje ali sledijo določeni dinamični spremembi stanja raztezanja. Motorični centri možganov lahko opravljajo te naloge, ker mišična vretena hkrati opravljajo pasivno funkcijo senzorja in aktivno vlogo ciljne vrednosti mišice. Preko kontraktilnih končnih koščkov intrafuznih mišičnih vlaken lahko mišična vretena sledijo ustreznemu razteznemu stanju mišic in se lahko prilagodijo ali pa lahko ustvarijo tudi ciljno vrednost mišice. Dolžina mišice se spremeni z ustreznimi kontrakcijskimi ukazi na način, da se glede na mišično vreteno ustvari 0 potencial.

V tem primeru se mišica prilagodi mišičnemu vretenu in ne obratno. Da bi izpolnili svojo zaščitno funkcijo pred preobremenitvijo mišic, mišična vretena prevzamejo nadzor nad neprostovoljnimi razteznimi refleksi. Takoj ko stanje raztezanja mišice preseže določeno mejno vrednost, ki jo zaznajo mišična vretena, to sproži signal nehotenega krčenja zadevne mišice, ki se uravnava tudi prek mišičnih vretenov.

Tipičen primer takšnega kontrakcijskega refleksa je patelarni tetivni refleks. Kratek udarec z refleksnim kladivom na patelarno tetivo pod pokrovčkom kolena na kratko signalizira prekomerno raztezanje kvadricepsa, kar privede do kontrakcijskega refleksa, saj spodnja noga nehoteno trza v smeri podaljšanja noge.

Tu lahko najdete svoja zdravila

Bolezni

Neodvisne morfološke bolezni, ki izrecno prizadenejo mišična vretena, niso znane. Verjetno je to posledica dejstva, da so mišična vretena specializirana mišična vlakna, ki pogosteje sledijo boleznim mišic, v katere so vdelana. V prvi vrsti je treba omeniti mišične atrofije, ki nastanejo zaradi premajhne uporabe mišic.

Ustrezna mišica se umakne kot posledica zmanjšanega stresa in vzporedno tudi mišična vretena. Mišična atrofija pogosto povzroči živčne bolezni ali poškodbe ustreznih motoričnih nevronov, iz katerih mišica ne more več sprejemati impulzov. Amiotrofična lateralna skleroza (ALS) je primer nevrogensko povzročene mišične atrofije. Gre za neozdravljivo degenerativno bolezen motoričnega živčnega sistema. Druga redko pojavljajoča se bolezen je spinalna mišična atrofija, ki jo povzroči postopno poslabšanje motoričnih živcev v sprednjem rogu hrbtenjače.

Številne bolezni, ki vodijo do sprememb na motornih končnih ploščah v intrafuznih mišičnih vlaknih mišičnih vretenov, je mogoče zaslediti tudi do nevroloških motenj in bolezni. Med bojem proti Alzheimerjevi bolezni in delovanjem mišičnih vretenov obstaja navzkrižna povezava.

Raziskovalna skupina v Berlinu je ugotovila, da je encim beta-sekretaza, ki je odgovoren za škodljive beljakovine v Alzheimerjevi bolezni, očitno pomemben za funkcionalnost mišičnih vretena, tako da lahko zaviranje encima pri Alzheimerjevih bolnikih povzroči motnje koordinacije v zaporedju gibanja bi.