Receptory rozciągania

Receptory rozciągania zmierzyć napięcie w tkance, a tym samym wykryć rozciągnięcie mięśnia lub organu. Jej głównym zadaniem jest ochrona przed nadmiernym rozciągnięciem, które gwarantuje monosynaptyczny odruch rozciągania. Receptory rozciągania mogą wykazywać zmiany strukturalne w kontekście różnych chorób mięśni.

Co to są receptory stretch?

Receptory to białka występujące w tkankach ludzkich. Reagują na określone bodźce w swoim środowisku depolaryzacją i przekształcają impuls bodźca w bioelektryczny potencjał czynnościowy.

Receptory są zatem docelowymi cząsteczkami komórki ciała i należą do urządzeń sygnalizacyjnych organów lub układów narządów. Tak zwane mechanoreceptory reagują na bodźce mechaniczne z otoczenia i czynią je przetwarzalnymi dla ośrodkowego układu nerwowego. Proprioreceptory są pierwotnymi komórkami czuciowymi i należą do mechanoreceptorów. Odpowiadają głównie za percepcję samego siebie organizmu i odpowiadają za wolne zakończenia nerwowe.

Receptory wrzeciona mięśniowego należą do grupy proprioreceptorów. Te komórki czuciowe odgrywają rolę przede wszystkim w monosynaptycznym odruchu rozciągania i dlatego są również nazywane receptorami rozciągania. Wrzeciona mięśniowe są zatem receptorami rozciągania w mięśniach szkieletowych, które reagują na rozciąganie mechaniczne. Mierzą długość mięśni i umożliwiają zróżnicowane i refleksyjne ruchy. Ciała Ruffiniego i Vatera-Paciniego oddziałują z receptorami rozciągania w torebce stawowej.

Anatomia i budowa

Wrzeciona mięśniowe znajdują się w mięśniach szkieletowych. Zbudowane są z wewnątrzjądrowych włókien mięśniowych. Włókna te leżą równolegle do włókien mięśni szkieletowych.

Włókna łańcucha jądrowego składają się z jąder komórkowych ułożonych w łańcuch. Włókna worka jądrowego to zbiór rozdętych jąder komórkowych. Wszystkie wrzeciona mięśniowe składają się z pięciu do dziesięciu włókien mięśni poprzecznie prążkowanych w osłonce tkanki łącznej. U ludzi wrzeciona mają od jednego do trzech milimetrów długości. Wrzeciona znajdują się w różnych miejscach ciała. Na przykład do tysiąca wrzecion mięśniowych, które mogą osiągnąć długość prawie dziesięciu milimetrów, znajduje się na włóknach mięśniowych prostownika nogi w udzie. Im więcej wrzecion mięśniowych, tym delikatniejszy może poruszać się powiązany mięsień.

W niekurczowym środku wrzecion mięśniowych znajdują się głównie wrażliwe aferentne włókna nerwowe, które służą do pochłaniania bodźców. Te włókna są również znane jako włókna Ia. Owijają się wokół środkowych odcinków włókien wewnątrzguzowych i nazywane są również zakończeniami anulospiralnymi. Odprowadzające włókna nerwowe wrzeciona mięśniowego to tak zwane neurony gamma, które kontrolują wrażliwość wrzeciona.

Funkcja i zadania

Receptory rozciągania przede wszystkim chronią mięśnie i narządy przed uszkodzeniami spowodowanymi rozciąganiem. W tym celu wyzwalają monosynaptyczny odruch rozciągania, który odruchowo porusza powiązany mięsień w kierunku przeciwnym do kierunku rozciągania. Ta reakcja odruchowa musi nastąpić jak najszybciej po rozciągnięciu. Aferenty wrzeciona mięśniowego biegną prawie wyłącznie przez szybko przewodzące włókna nerwowe typu Ia i są połączone monosynaptycznie przez rdzeń kręgowy.

Każde inne połączenie opóźniłoby ochronne odruchy receptorów rozciągania. Włókna nerwowe klasy II trwale rejestrują długość mięśni. Są częścią wtórnego unerwienia. Częstotliwość potencjału czynnościowego we włóknach Ia jest zawsze proporcjonalna do zmierzonej długości mięśni lub napięcia tkanki. Częstotliwość potencjału czynnościowego jest również związana z szybkością zmiany długości w wyniku rozciągania. Z powodu tych zależności wrzeciona mięśniowe nazywane są również czujnikami PD. Zmiana długości mięśnia aktywuje neuron ruchowy alfa rozciągniętego mięśnia i jednocześnie aktywuje neuron ruchowy gamma. Włókna pracujących mięśni skracają się równolegle do włókien śródguzowych. W ten sposób czułość wrzeciona jest stała.

Kiedy mięsień jest rozciągnięty, rozciąganie dociera również do wrzeciona mięśniowego. Włókna Ia generują następnie potencjał czynnościowy i transportują go przez nerw rdzeniowy do tylnego rogu rdzenia kręgowego. Impuls receptorów rozciągania jest rzutowany monosynaptycznie na neurony ruchowe α poprzez połączenie synaps w przednim rogu rdzenia kręgowego. Pozwalają na krótki skurcz włókien mięśni szkieletowych rozciągniętego mięśnia. Długość mięśnia jest również kontrolowana przez pętlę wrzeciona γ. Włókna mięśni wewnątrzusunkowych są połączone siecią neuronów ruchowych γ na kurczliwych końcach.

Kiedy te neurony ruchowe są aktywowane, wrzeciono mięśniowe kończy się kurczyć, a środek jest rozciągany. W ten sposób włókna Ia ponownie generują potencjał czynnościowy. Po przejściu przez rdzeń kręgowy wyzwalany jest skurcz włókien mięśni szkieletowych, który rozluźnia wrzeciono mięśniowe. Proces trwa do momentu, gdy włókna Ia nie wykryją żadnego rozciągnięcia.

Tutaj znajdziesz swoje leki

Choroby

Choroby oparte na zmianach wrzeciona mięśniowego nie są jeszcze znane. Ze względu na ich złożoność jako narządu receptora, takie choroby są dość prawdopodobne.

W kontekście neuropatii obwodowych dochodzi do powiększenia lub aplazji komórek zwojowych kręgosłupa lub rdzeniastych i wrażliwych włókien nerwowych. Zjawiska te mogą wpływać na rozwój receptorów rozciągania. Brak określonego czynnika transkrypcyjnego może mieć również negatywny wpływ na rozwój receptorów stretch. Z drugiej strony demielinizacyjne postacie neuropatii nie są związane ze zmianami wrzecion mięśniowych.

Wrzeciono mięśniowe może również cierpieć na określone choroby mięśni, a tym samym wykazywać zmiany morfologiczne. Dotyczy to zwłaszcza neurogennego zaniku mięśni. Zanik mięśni charakteryzuje się zmniejszeniem rozmiaru mięśni szkieletowych i jest odpowiedzią na zmniejszony stres. W neurogennej postaci atrofii mięśni zredukowany stres jest wywoływany przez układ nerwowy lub określone neurony i może zatem wystąpić na przykład w kontekście choroby zwyrodnieniowej ALS.

Cienka tkanka wrzecion mięśniowych zmienia się jak nitka, gdy mięśnie ulegają atrofii. Wiele innych chorób zmienia wrzeciona mięśniowe. Struktura tkanek drobnoziarnistych receptorów rozciągania i ich choroby nie zostały jeszcze dobrze zbadane, ponieważ są one bardzo złożone.