Composizione
fusi neuromuscolari sono piccoli organi sensoriali con una forma allungata. Sono propriocettori costituiti da diverse fibre muscolari modificate racchiuse in una guaina di tessuto connettivo., Queste fibre modificate sono chiamate fibre intrafusali. Queste fibre sono orientate parallelamente alle normali fibre muscolari extrafusali che producono energia. Le fibre muscolari intrafusali sono ad entrambe le estremità collegate a legamenti tendinosi o fibre extrafusali, cioè proteine contrattili . Quindi, le fibre intrafusali vengono allungate o accorciate in modo corrispondente, quando le fibre extrafusali cambiano lunghezza. La parte centrale del fuso muscolare è coperta da una capsula di tessuto connettivo. I dendriti sensoriali del fuso muscolare afferente avvolgono la regione centrale., Il fuso del muscolo è allungato quando il muscolo allunga l’aumento, questo apre i canali ionici meccanicamente-gated nei dendriti sensoriali. Ciò conduce ad un potenziale del ricevitore che innesca i potenziali di azione nel fuso del muscolo afferente .
Ci sono due tipi di terminazioni sensoriali che si trovano nei mandrini muscolari: le terminazioni primarie e secondarie dei mandrini, che si trovano nel mezzo del mandrino. Le terminazioni primarie rispondono alla sua velocità e alla dimensione di un cambiamento di lunghezza muscolare. Appartengono agli assoni più veloci in quanto sono mielinizzati., Contribuiscono sia al movimento che al senso della posizione degli arti. Le terminazioni secondarie sono sensibili solo alla lunghezza e non alla velocità, quindi contribuiscono solo al senso della posizione. Queste terminazioni hanno assoni più piccoli e quindi una velocità di conduzione più lenta. Entrambe le terminazioni nei mandrini muscolari sono molto sensibili ai cambiamenti di bassa ampiezza nella lunghezza muscolare, specialmente se questi cambiamenti si verificano ad alta frequenza. Una fine del fuso si trova alla fine di un neurone o di un assone il cui corpo si trova nel ganglio spinale .,
Funzione
I mandrini muscolari stimolano in modo riflessivo una contrazione muscolare per prevenire il sovraccarico e il danno alle fibre muscolari, questo è noto come riflesso stretch o miotatico . Mentre si estende il fuso muscolare, un impulso viene immediatamente inviato al midollo spinale e la risposta a contrarre il muscolo viene ricevuta, per proteggerlo dall’essere tirato con forza o oltre un intervallo normale. È un impulso molto rapido perché l’impulso deve solo andare al midollo spinale e viceversa . Il riflesso elasticizzato ha due componenti. La componente statica dura fino a quando il muscolo viene allungato., La componente dinamica dura solo un momento in risposta all’improvviso aumento iniziale della lunghezza muscolare. Lo scopo dei mandrini muscolari e del riflesso di stiramento è quello di proteggere il corpo dalle lesioni causate dal sovraccarico e di mantenere il tono muscolare . Questo è un processo che inibisce il riflesso di stiramento in coppie antagoniste di muscoli. Un impulso viene inviato dal fuso muscolare allungato quando viene attivato il riflesso di stiramento, il motoneurone viene diviso in modo che il segnale da contrarre possa essere inviato al muscolo allungato, mentre un segnale per rilassarsi può essere inviato ai muscoli antagonisti .,
I mandrini indicano quindi il grado in cui il muscolo deve essere attivato per superare una data resistenza. Con l’aumentare del carico, il muscolo viene allungato in misura maggiore e l’impegno dei mandrini muscolari provoca una maggiore attivazione del muscolo. I muscoli che eseguono movimenti precisi hanno molti fusi per unità di massa per aiutare a garantire un controllo esatto della loro attività contrattile.,
Esempio
Un semplice esempio di muscolo mandrino attività è il knee jerk reflex (riflesso Patellare), improvvisa calci movimento della gamba, in risposta ad un forte toccare il tendine rotuleo, che si trova appena sotto la rotula. Toccando il tendine del gruppo muscolare estensore del ginocchio sotto la rotula si estendono le fibre del fuso muscolare. Ciò causa l’attivazione delle fibre muscolari extrafusali nello stesso muscolo. Si verifica uno strappo al ginocchio mentre queste fibre si accorciano attivamente., Questo, a sua volta, accorcia le fibre intrafusali e fa cessare la loro scarica.
Una delle posizioni più comuni che un operatore sanitario chiederà a un paziente di prendere per il test è sedersi con le ginocchia piegate e con una gamba incrociata sull’altra in modo che la parte superiore del piede penda dal pavimento. Il tocco acuto sul tendine provoca un allungamento al quadricipite. In reazione, questi muscoli si contraggono e la contrazione suscita l’estensione del ginocchio o raddrizza la gamba in un movimento di calci., L’esagerazione o l’assenza della reazione suggerisce che potrebbero esserci danni al sistema nervoso centrale. Lo strappo al ginocchio può anche essere utile nel riconoscere la malattia della tiroide.
Organo tendineo di Golgi vs Mandrino muscolare
A differenza dei mandrini muscolari (situati in parallelo con le fibre muscolari), gli organi tendinei di Golgi si trovano nei tendini vicino alla giunzione miotendinosa e sono in serie, cioè attaccati da un capo all’altro, con fibre muscolari extrafusali. Gli organi tendinei di Golgi vengono attivati quando il tendine attaccato a un muscolo attivo viene allungato., All’aumentare della tensione nel muscolo, aumenta lo scarico delle GTO. Il neurone sensoriale delle sinapsi GTO con un interneurone inibitorio nel midollo spinale, che a sua volta sinapsi con e inibisce un motoneurone che serve lo stesso muscolo. Il risultato è una riduzione della tensione all’interno del muscolo e del tendine. Così, mentre i fusi facilitano l’attivazione del muscolo, l’input neurale da GTOs inibisce l’attivazione del muscolo.
Disfunzioni nel mandrino muscolare
Possono sorgere problemi nel funzionamento del mandrino muscolare., Una lesione del motoneurone superiore può portare a una perdita di inibizione sovraspinale. Un disturbo dei gangli della base può causare un’eccessiva attivazione sovraspinale. Se c’è un problema con il fuso dei muscoli può presentare come tono muscolare anormale come la spasticità (un aumento dipendente dalla velocità della resistenza all’allungamento passivo che causa riflessi tendinei esagerati chiamati ipereflessia). Ci sono diverse cause di spasticità associate al fuso muscolare:
- L’input iperattivo dai motoneuroni gamma o l’aumentata eccitabilità alla sinapsi centrale possono presentarsi come spasticità., Questo di solito si verifica a causa di danni corticali e una perdita di impulsi inibitori.
- La spasticità può essere causata da problemi con le cellule di renshaw. Le cellule di Renshaw sono interneuroni che vengono stimolati dal motoneurone alfa e quindi, con un meccanismo di feedback, inibiscono il motoneurone alfa, causando autoinibizione. I problemi con le cellule di renshaw portano a una perdita di inibizione sui motoneuroni alfa, quindi continuano semplicemente a sparare.
- La spasticità può insorgere a causa della perdita di un’appropriata inibizione pre-sinaptica dell’afferente Ia.,
- Può anche derivare da un cambiamento neuro-correlato o strutturale nelle fibre muscolari.
Si ritiene spesso che la disfunzione causata da ictus e disturbi del movimento, come la distrofia muscolare, influenzi anche la funzione dei mandrini muscolari. Ad esempio, gli ictus sono noti per causare debolezza, perdita di destrezza e risposta riflessa esagerata a stimoli propriocettivi e cutanei a causa di problemi con il sistema motorio gamma. Tuttavia, la ricerca attuale mostra che il sistema motorio gamma non è responsabile dei deficit del sistema scheletrico-motorio., Il tasso di scarico dei mandrini muscolari nei pazienti con ictus è risultato simile ai soggetti normali. Non c’era differenza nella risposta riflessa agli input afferenti periferici o nella risposta alla pulsazione sovraspinale.
La distrofia muscolare è caratterizzata dalla degenerazione delle fibre muscolari scheletriche. La ricerca che esamina l’effetto della degenerazione sulle fibre intrafusali ha trovato che la funzione propriocettiva dei fusi del muscolo è risparmiata nella distrofia muscolare., La ricerca ha confermato che i pazienti con distrofia muscolare percepivano movimenti passivi e sperimentavano movimenti illusori simili a quelli percepiti dai soggetti sani in termini di direzione e velocità del movimento. Hanno anche scoperto che i pazienti con distrofia muscolare erano in grado di rispondere con caratteristiche di movimento spaziale e temporale simili rispetto ai soggetti normali.
