Fusul muscular: structură, funcție și boli

Fusurile musculare sunt organe senzoriale care aparțin grupului proprioceptor și detectează starea de întindere și modificarea întinderii mușchilor scheletici și furnizează semnalele generate către fibrele nervoase Ia aferente rapide. Fusurile musculare au, de asemenea, conexiuni nervoase eferente care le controlează sensibilitatea. Prin bucla axului gamma, fusurile musculare servesc, de asemenea, pentru a controla lungimea musculară și mușchii asociați contracţii.

Ce este un fus muscular?

Fusurile musculare, în calitatea lor de senzori ai stării de întindere a mușchilor scheletici, aparțin grupului proprioceptorilor, cu ajutorul cărora se creează o imagine de poziție a poziției membrelor individuale și a corpului în creier centre. În același timp, imaginea pozițională și fusurile musculare sunt utilizate pentru controlul mișcărilor conștiente și inconștiente - inclusiv controlul mușchilor reflex. Fusurile musculare au proprietăți proporționale și diferențiale ca senzori. Aceasta înseamnă că detectează atât stările de întindere statice ale mușchilor individuali, cât și rata dinamică de schimbare a întinderii lor și le transmit prin intermediul fibrelor nervoase Ia aferente, care au cea mai mare viteză de conducere în corpul uman. Frecventa distribuire a fusurilor musculare în mușchii scheletici individuali oferă o măsură a capacităților de control motor fin sau grosier ale mușchiului. De exemplu, cvadriceps (Musculus quadriceps femoris), care este un picior extensor atașat la partea din față a coapsă, are de la 500 la 1,000 de fusuri musculare. Acestea sunt încorporate între fibrele musculare ale mușchilor scheletici, paralele cu orientarea fibrelor musculare și ating o lungime de 1 până la 3 milimetri.

Anatomie și structură

Miezul fusurilor musculare este format dintr-un pachet de cinci până la zece fibre musculare intrafuzale striate și sunt încadrate într-un țesut conjunctiv teacă. Fibrele musculare intrafuzale se găsesc exclusiv în fusurile musculare. Trăsătura lor distinctivă este că sunt contracte, adică active, la fiecare dintre capetele lor, în timp ce secțiunea lor mijlocie este extensibilă și se adaptează pasiv la starea de întindere a mușchiului scheletic. Partea mijlocie pasivă a fusurilor musculare este formată din fibre de miez de sac și fibre de lanț de miez. Când mușchiul se contractă, fusul muscular se scurtează, de asemenea. Fibrele sacului central se umflă puțin, determinând îngroșarea părții centrale a fusului muscular. Pentru a surprinde dinamica schimbării, fibrele sacului de bază sunt înfășurate exclusiv de fibre nervoase aferente Ia care conduc rapid, care răspund la orice modificare a grosimii. Fibrele lanțului central, care detectează starea de întindere mai statică a mușchiului, sunt, de asemenea, conectate la fibrele nervoase Ia, dar sunt conectate suplimentar la fibrele aferente de clasa II ca inervație secundară. Fibrele de clasa II au o sensibilitate mai mică și conduc impulsurile mai lent decât fibrele Ia. Cele două terminale contractile ale fibrelor musculare intrafuzale sunt conectate la neuroni gamma eferenți, prin care sunt controlate sensibilitatea fusurilor musculare și ținta contracției musculare.

Funcția și sarcinile

Fusurile musculare îndeplinesc simultan mai multe sarcini și funcții pentru a coordona mișcările motorii grosiere și fine, stabili și menține posturi statice și proteja mușchii scheletici individuali de întinderea excesivă. Fusurile musculare fac astfel parte dintr-un sistem complex de control și reglare. Mișcarea coordonată necesită ca mușchii specifici să își asume fiecare o stare de întindere statică predeterminată sau să urmeze o schimbare dinamică predeterminată în starea de întindere. Centrele motorii ale creier poate îndeplini aceste sarcini deoarece fusurile musculare îndeplinesc simultan funcția pasivă a unui senzor și rolul activ al unei ținte pentru mușchi. Prin terminalele contractile ale fibrelor musculare intrafuzale, fusurile musculare pot urma și se pot adapta la starea respectivă de întindere a mușchilor sau pot genera punctul stabilit pentru mușchi. Lungimea mușchiului este modificată prin comenzi de contracție adecvate, astfel încât să se creeze un potențial 0 în raport cu fusul muscular. În acest caz, mușchiul se adaptează fusului muscular și nu invers. Pentru a-și îndeplini funcția de protecție împotriva întinderii excesive a mușchilor, fusurile musculare preiau controlul întinderii involuntare reflexDe îndată ce starea de întindere a unui mușchi depășește o anumită valoare prag, care este detectată de către fusurile musculare, aceasta declanșează un semnal de contracție involuntar către mușchiul în cauză, care este, de asemenea, controlat de fusurile musculare. Un exemplu tipic al unui astfel de reflex de contracție este reflex de tendon rotulian. O scurtă lovitură cu ciocanul reflex pe tendonul rotulian de sub rotula semnalizează pe scurt întinderea excesivă a cvadriceps, ceea ce duce la reflexul de contracție ca cel inferior picior efectuează o mișcare involuntară în direcția extensia piciorului.

Boli

Bolile morfologice independente care afectează în mod explicit fusurile musculare nu sunt cunoscute. Acest lucru se datorează probabil faptului că fusurile musculare sunt fibre musculare specializate care tind să urmărească bolile mușchilor în care sunt încorporați. În primul rând sunt atrofiile musculare cauzate de subutilizarea mușchilor. Mușchiul corespunzător regresează ca urmare a utilizării insuficiente și, în paralel, fusurile musculare regresează, de asemenea. Atrofia musculară este adesea cauzată de boli nervoase sau de leziuni ale neuronilor motori corespunzători, din care mușchiul nu mai poate primi impulsuri. Un exemplu de atrofie musculară indusă neurogen este scleroza laterala amiotrofica (ALS). Aceasta este o boală degenerativă a motorului care nu se vindecă sistem nervos. O altă boală rară este atrofie musculară spinală, care este cauzată de o pierdere progresivă a motorului nervi în cornul anterior al măduva spinării. O serie de boli care duc la modificări ale plăcilor motorii în fibrele musculare intrafuzale ale fusurilor musculare se datorează și tulburărilor neurologice și bolilor. Există o legătură încrucișată între luptă Alzheimer boală și funcționarea fusurilor musculare. Un grup de cercetători din Berlin a descoperit că enzima beta-secretază, care este acuzată de depozitele nocive de proteine ​​din Alzheimer, este aparent important pentru eficiența funcțională a fusurilor musculare, astfel încât suprimarea enzimei la pacienții cu Alzheimer ar fi de asemenea de așteptat să provoace coordonare tulburări în mișcare.