М'язове веретено

М'язові веретена є органами чуття, які належать до групи пропріорецепторів і розпізнають стан розтягування та зміну розтягування скелетних м’язів і передають генеровані сигнали швидким, аферентним Ia нервовим волокнам. М'язові веретена також мають еферентні нервові зв’язки, які контролюють їх чутливість. М'язові веретена також служать для контролю довжини м’язів і пов'язаних з цим скорочень м’язів через петлю гамма-веретена.

Що таке м’язове веретено?

М'язові веретена, в якості датчиків стану напруги скелетних м’язів, належать до групи пропріорецепторів, за допомогою яких створюється картина положення положення окремих кінцівок і тіла у відповідних мозкових центрах.

У той же час карта ситуації і веретена м’язів використовуються для управління свідомими і несвідомими рухами - також для управління м'язовими рефлексами. Як датчики, м’язові веретена мають пропорційні та диференціальні властивості. Це означає, що вони фіксують як статичні стани розтягування окремих м'язів, так і динамічну швидкість зміни їх розтягування і передають їх за допомогою аферентних нервових волокон Ia, які мають найвищу швидкість провідності в організмі людини.

Розподіл частоти м’язових веретена в окремих скелетних м’язах забезпечує міру тонкої або грубої моторної можливості контролю м’яза. Наприклад, чотириголовий м'яз (quadriceps femoris м’яз), який прикріплюється до передньої частини стегна як розгинач ніг, має від 500 до 1000 м'язів веретена. Вони вбудовуються між м’язовими волокнами скелетних м’язів, паралельно орієнтації м’язових волокон і досягають довжини від 1 до 3 міліметрів.

Анатомія та структура

Стрижнем м'язових веретена є пучок з п'яти-десяти поперечно внутрифузних м'язових волокон і укладений у оболонку сполучної тканини. Внутрішньофузальні м’язові волокна містяться виключно в м’язових веретенах.

Їх особливістю є те, що вони є скорочуючими, тобто активними, на своїх кінцях, тоді як їх середня частина розтягується і пасивно пристосовується до стану розтягування скелетного м’яза. Пасивна середня частина веретена м’язів складається з основних волокон мішечка і волокон серцевинних ланцюгів. Коли м'яз скорочується, м’язове веретено також скорочується. Волокна серцевини мішка випинаються трохи, так що центральна частина м’язового веретена потовщується. Для фіксації динаміки зміни волокна ядра мішка загортаються виключно в швидкопровідні, аферентні Ia нервові волокна, що реагують на будь-яку зміну товщини.

Волокна основної ланцюга, які виявляють досить статичний стан розтягування м’яза, також пов'язані з нервовими волокнами Ia, але також є вторинною іннервацією з афферентними волокнами класу II. Волокна класу II менш чутливі і проводять імпульси повільніше, ніж волокна Ia. . Два скоротливих кінцевих відділи внутрішньофузальних м’язових волокон з'єднані з еферентними гамма-нейронами, які контролюють чутливість м’язових веретена та скорочення м'язів-мішеней.

Функція та завдання

М'язові веретена одночасно виконують кілька завдань і функцій для координації грубих і дрібних рухових рухів, для встановлення і підтримки статичних положень і для захисту окремих скелетних м’язів від перенапруження. Тому м'язові веретена є частиною складної системи контролю та регулювання.

Для узгодженої послідовності рухів необхідно, щоб певні м'язи приймали заданий статичний стан розтягування або дотримувались заданої динамічної зміни стану розтягування. Рухові центри мозку можуть виконувати ці завдання, оскільки м’язові веретена одночасно виконують пасивну функцію датчика та активну роль цільового значення для м’яза. Через скорочувальні кінцеві шматочки внутрішньофузальних м'язових волокон м'язи веретена можуть стежити за відповідним розтягуванням стану м'язів і бути адаптованими або вони також можуть генерувати цільове значення для м'яза. Довжина м'яза змінюється відповідними командами скорочення таким чином, що виникає 0 потенціал порівняно з м'язовим веретеном.

У цьому випадку м'яз адаптується до веретена м’яза, а не навпаки. Щоб виконати свою захисну функцію проти перенапруження м’язів, м’язові веретени беруть на себе контроль над мимовільним розтягуванням рефлексів. Як тільки стан розтягування м’яза перевищує певне порогове значення, яке виявляється м’язовими веретенами, це запускає сигнал мимовільного скорочення відповідної мускулатури, який також керується за допомогою м’язових веретена.

Типовим прикладом такого контракційного рефлексу є сухожильний рефлекс надколінника. Короткий удар рефлекторним молотком по надколінному сухожилку нижче колінної чашечки коротко сигналізує про перенапруження чотириголових, що призводить до контракційного рефлексу, оскільки гомілка робить мимовільне посмикування у напрямку розгинання ноги.

Ви можете знайти свої ліки тут

Хвороби

Незалежні морфологічні захворювання, які явно вражають м’язові веретена, не відомі. Це, мабуть, пов’язано з тим, що м’язові веретена - це спеціалізовані м’язові волокна, які швидше слідують за захворюваннями м’язів, в які вони вбудовані. В першу чергу слід згадати атрофії м’язів, які викликані недостатнім використанням м’язів.

Відповідна м'яз відступає внаслідок зменшення напруги і, паралельно, і м’язових веретенів. М’язова атрофія часто викликається нервовими захворюваннями або пошкодженням відповідних рухових нейронів, від яких м’яз вже не може приймати імпульси. Аміотрофічний бічний склероз (АЛС) - приклад нервово-індукованої м’язової атрофії. Це невиліковне дегенеративне захворювання рухової нервової системи. Ще одне рідко зустрічається захворювання - спинальна м’язова атрофія, яка викликана поступовим погіршенням рухових нервів у передньому розі спинного мозку.

Ряд захворювань, що призводять до зміни моторних кінцевих пластин у внутрішньофузальних м’язових волокнах м’язових веретена, також можна простежити до неврологічних порушень та захворювань. Існує поперечний зв’язок між боротьбою з Альцгеймером та підтримкою роботи м’язових веретена.

Дослідницька група в Берліні виявила, що фермент бета-секретаза, яка несе відповідальність за шкідливі білкові відкладення при хворобі Альцгеймера, очевидно важлива для функціональності м'язових веретена, тому пригнічення ферменту у пацієнтів Альцгеймера, ймовірно, може викликати порушення координації в послідовності руху би.