Стреч рецептори: Структура, функция и болести

Стреч рецепторите измерват напрежението в тъканите, за да открият разтягане в мускул или орган. Основната им функция е защитата от пренапрежение, която се осигурява от моносинаптичния рефлекс на разтягане. Стреч рецепторите могат да покажат структурни промени в контекста на различни мускулни заболявания.

Какво представляват стреч рецепторите?

Рецепторите са протеини на човешки тъкани. Те реагират на специфични стимули в заобикалящата ги среда с деполяризация и преобразуват стимул импулса в биоелектрически потенциал за действие. Следователно рецепторите са целта молекули на телесна клетка и принадлежат към сигналните устройства на органи или органи. Така наречените механорецептори реагират на механични стимули от околната среда и ги правят обработваеми за централния нервната система. Проприорецепторите са първични сетивни клетки и принадлежат към механорецепторите. Те са отговорни главно за собственото възприятие на тялото и съответстват на свободните нервни окончания. Групата на проприорецепторите включва рецепторите на мускулното вретено. Тези сензорни клетки играят роля преди всичко за моносинаптичния рефлекс на разтягане и съответно се наричат ​​и рецептори за разтягане. По този начин мускулното вретено са рецептори за разтягане на скелетните мускули, които реагират на механично разтягане. Те измерват дължината на мускулите, позволявайки диференциални и рефлекторни движения. Взаимодействащи с рецепторите за разтягане са корпускулите на Ruffini и Vater-Pacini в ставна капсула.

Анатомия и структура

Мускулните вретена са разположени в скелетната мускулатура. Те са съставени от интрафузални мускулни влакна. Тези влакна лежат успоредно на тези на скелетните мускули. Ядрените верижни влакна са съставени от клетъчни ядра, подредени по верижен начин. Влакната на ядрената торбичка са колекция от разширени клетъчни ядра. Всички мускулни вретена са съставени от пет до десет набраздени мускулни влакна в a съединителната тъкан обвивка. При хората вретената са с дължина между един и три милиметра. Вратата се намират на различни места в тялото. На мускулните влакна на крак екстензор, например, има до хиляда мускулни вретена в стегнат, която може да достигне дължина от почти десет милиметра. Колкото повече мускулни вретена, толкова по-фино свързаният мускул може да се движи. В несъкратителния център на мускулните вретена лежат предимно аферентни сензорни нервни влакна, които служат за записване на стимули. Тези влакна са известни още като Ia влакна. Те се увиват около средните части на интрафузалните влакна и се наричат ​​още анулоспирални терминали. Еферентните нервни влакна на мускулното вретено са така наречените гама неврони, които контролират чувствителността на вретеното.

Функция и задачи

Стреч рецепторите предпазват главно мускулите и органите от увреждане на разтягане. За целта те задействат моносинаптичния рефлекс на разтягане, който рефлекторно движи свързания мускул срещу посоката на разтягане. Този рефлексен отговор трябва да възникне възможно най-близо във времето до участъка. За тази цел аферентите на мускулното вретено преминават почти изключително през бързопроводимите нервни влакна от тип Ia и са моносинаптично свързани чрез гръбначен мозък. Връзката в противен случай би забавила защитата рефлекс на стреч рецепторите. Нервните влакна от клас II трайно записват дължината на мускулите. Те принадлежат към вторичната инервация. The потенциал за действие честотата в Ia влакната винаги е пропорционална на измерената дължина на мускулите или напрежението на тъканите. The потенциал за действие честотата е свързана и със скоростта на промяна на дължината поради разтягане. Поради тези взаимоотношения мускулните вретена се наричат ​​още PD сензори. Промяната в дължината на мускула активира алфа-мотонейрона на разтегнатия мускул и в същото време активира гама-мотонейрона. По този начин влакната на работещия мускул се скъсяват успоредно на интрафузалните влакна. По този начин има постоянна чувствителност на шпиндела. Когато мускулът се разтегне, разтягането достига и до мускулното вретено. След това Ia влакната генерират потенциал за действие и го транспортират през гръбначния нерв до задния рог на гръбначен мозък. Чрез синаптична връзка в предния рог на гръбначен мозък, импулсът от стреч рецепторите се проектира моносинаптично към α-мотонейрони. Те карат скелетните мускулни влакна на разтегнатия мускул да се свиват за кратко. Дължината на мускулите се контролира допълнително чрез γ-шпиндел. Интрафузалните мускулни влакна са омрежени с γ-мотонейрони в контрактилния край. Когато тези двигателни неврони се активират, в краищата на мускулното вретено се получава свиване и центърът се разтяга. Така влакната Ia отново генерират потенциал за действие. След преминаване през гръбначния мозък това предизвиква свиване на скелетните мускулни влакна, което отпуска мускулното вретено. Процесът продължава, докато Ia влакната не открият разтягане.

Болести

Към днешна дата не се съобщава за заболявания, основаващи се на стареене на мускулните вретена. Поради сложността им като рецепторни органи, подобни заболявания са доста вероятни. В контекста на периферните невропатии, уголемяване или аплазия на гръбначния стълб ганглий клетки или на медуларни и сензорни нервни влакна понякога се среща. Тези явления могат да повлияят на развитието на стреч рецептори. Липсата на определен транскрипционен фактор може също да покаже отрицателни ефекти върху развитието на стреч рецепторите при някои обстоятелства. За разлика от тях, демиелинизиращите форми на невропатия не са свързани с промени в мускулните вретена. В замяна на това мускулните вретена могат да бъдат засегнати от специфични мускулни заболявания и по този начин да показват морфологични промени. Това специално включва неврогенна мускулна атрофия. Мускулните атрофии се характеризират с намаляване на обиколката на скелетните мускули и са реакция на намалено натоварване. При неврогенната форма на мускулна атрофия намаленото напрежение се причинява от нервната система или някои неврони и по този начин могат да възникнат, например, в контекста на дегенеративното заболяване ALS. Фините тъкани на мускулните вретена се променят по нишковиден начин при мускулни атрофии. Много други заболявания променят мускулните вретена. Въпреки това, фината тъканна структура на стреч рецепторите и техните заболявания досега не е била особено добре проучена поради високата си сложност.