Мускулни вретена са сетивни органи, които принадлежат към групата на проприоцепторите и разпознават състоянието на разтягане и промяната в разтягането на скелетните мускули и предават генерираните сигнали на бързи, аферентни Ia нервни влакна. Мускулните вретена също имат еферентни нервни връзки, които контролират тяхната чувствителност. Мускулните вретена също служат за контролиране на мускулната дължина и свързаните мускулни контракции чрез гама шпиндела.
Какво е мускулно вретено?
Мускулните вретена, в качеството си на сензори за състоянието на напрежение на скелетните мускули, принадлежат към групата на проприоцепторите, с помощта на които се създава картина на положението на отделните крайници и тялото в съответните мозъчни центрове.
В същото време картата на ситуацията и мускулните вретена се използват за контрол на съзнателни и несъзнателни движения - също и за контрол на мускулните рефлекси. Като сензори, мускулните вретена имат пропорционални и диференциални свойства. Това означава, че те записват както статичните разтягащи състояния на отделните мускули, така и динамичната скорост на промяна в тяхното разтягане и ги предават чрез аферентни Ia нервни влакна, които имат най-високата скорост на проводимост в човешкото тяло.
Разпределението по честота на мускулните вретена в отделните скелетни мускули осигурява мярка за възможностите за фин или груб двигателен контрол на мускула. Например, квадрицепсът (quadriceps femoris мускул), който се прикрепя към предната част на бедрото като разширител на крака, има 500 до 1000 мускулни вретена. Те са вградени между мускулните влакна на скелетните мускули, успоредни на ориентацията на мускулните влакна и достигат дължина от 1 до 3 милиметра.
Анатомия и структура
Ядрото на мускулните вретена е сноп от пет до десет набраздени интрафузални мускулни влакна и са затворени в обвивката на съединителната тъкан. Интрафузалните мускулни влакна се намират изключително в мускулните вретена.
Това, което ги прави специални е, че те са контрактилни, т.е. активни в краищата си, докато средната им част е разтеглива и пасивно се приспособява към състоянието на разтягане на скелетния мускул. Пасивната средна част на мускулните вретена се състои от основни влакна на торбичките и влакна от сърцевината на веригата. Когато мускулът се свие, мускулното вретено също се скъсява. Основните влакна на сак изпъкват малко, така че централната част на мускулното вретено се сгъстява. За да се запише динамиката на промяната, влакната на основния сак са обвити изключително в бързопроводими, аферентни Ia нервни влакна, които реагират на всяка промяна в дебелината.
Влакна на ядрената верига, които откриват доста статичното разтягане на мускула, също са свързани с Ia нервни влакна, но също така и като вторична инервация с аферентни влакна от клас II Влакна от клас II са по-малко чувствителни и провеждат импулси по-бавно от влакна Ia , Двата контрактилни крайни секции на интрафузалните мускулни влакна са свързани с еферентни гама неврони, които контролират чувствителността на мускулните вретена и свиването на целевия мускул.
Функция и задачи
Мускулните вретена едновременно изпълняват няколко задачи и функции за координация на грубите и фини двигателни движения, за установяване и поддържане на статични позиции и за защита на отделните скелетни мускули от пренатягане. Следователно мускулните вретена са част от сложна система за контрол и регулиране.
За координирана последователност на движения е необходимо някои мускули да приемат дадено статично състояние на разтягане или да следват дадена динамична промяна в състоянието на разтягане. Моторните центрове на мозъка могат да изпълняват тези задачи, тъй като мускулните вретена едновременно изпълняват пасивната функция на сензор и активната роля на целевата стойност за мускула. Чрез контрактилните краища на мускулните влакна интрафузално, мускулните вретена могат да следват съответното разтягане на мускулите и да бъдат адаптирани или също така да генерират целевата стойност за мускула. Дължината на мускула се променя чрез подходящи команди за свиване по такъв начин, че да се създаде 0 потенциал спрямо мускулното вретено.
В този случай мускулът се адаптира към мускулното вретено, а не обратното. За да изпълнят защитната си функция срещу пренатягане на мускулите, мускулните вретена поемат контрола върху неволните разтягащи рефлекси. Щом състоянието на разтягане на мускула надвишава определена прагова стойност, която се открива от мускулните вретена, това задейства сигнал за неволно свиване на въпросния мускул, който също се контролира чрез мускулните вретена.
Типичен пример за такъв контракционен рефлекс е пателарният сухожилен рефлекс. Кратък удар с рефлексния чук върху пателарното сухожилие под колянната чашка за кратко сигнализира за пренатягане на четириглавите, което води до контракционен рефлекс, при който подбедрицата прави неволно потрепване в посока на разширението на крака.
Можете да намерите лекарствата си тук
➔ Лекарства за мускулна слабостзаболявания
Независими морфологични заболявания, които изрично засягат мускулните вретена, не са известни. Това вероятно се дължи на факта, че мускулните вретена са специализирани мускулни влакна, които са по-склонни да следват заболявания на мускулите, в които са вградени. На първо място трябва да се споменат мускулните атрофии, които са причинени от недостатъчно използване на мускулите.
Съответният мускул отстъпва в резултат на намаления стрес и успоредно с това и мускулните вретена. Мускулната атрофия често се причинява от нервни разстройства или от увреждане на съответните моторни неврони, от които мускулът вече не може да получава импулси. Амиотрофичната латерална склероза (ALS) е пример за неврогенно индуцирана мускулна атрофия. Това е нелечимо дегенеративно заболяване на двигателната нервна система. Друго рядко срещано заболяване е гръбначната мускулна атрофия, която се причинява от постепенно влошаване на двигателните нерви в предния рог на гръбначния мозък.
Редица заболявания, които водят до промени в двигателните крайни пластини в интрафузалните мускулни влакна на мускулните вретена, също могат да бъдат проследени до неврологични разстройства и заболявания. Има кръстосана връзка между борбата срещу болестта на Алцхаймер и функционирането на мускулните вретена.
Изследователска група в Берлин е открила, че ензимът бета-секретаза, който е отговорен за вредните протеинови отлагания при болестта на Алцхаймер, очевидно е важен за функционалността на мускулните вретена, така че потискането на ензима при пациенти с Алцхаймер може да причини координационни нарушения в последователността на движението би се.
