ตัวรับการยืด: โครงสร้างหน้าที่และโรค

ตัวรับการยืดจะวัดความตึงในเนื้อเยื่อเพื่อตรวจจับการยืดในกล้ามเนื้อหรืออวัยวะ หน้าที่หลักของพวกเขาคือการป้องกันการยืดเกินซึ่งจัดทำโดย monosynaptic stretch reflex ตัวรับการยืดอาจแสดงการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างในบริบทของโรคกล้ามเนื้อต่างๆ

ตัวรับการยืดคืออะไร?

ผู้รับคือ โปรตีน ของเนื้อเยื่อของมนุษย์ พวกเขาตอบสนองต่อสิ่งเร้าที่เฉพาะเจาะจงในสภาพแวดล้อมของพวกเขาด้วยการลดขั้วและแปลงแรงกระตุ้นของสิ่งเร้าให้เป็นไฟฟ้าชีวภาพ ศักยภาพในการดำเนินการ. ผู้รับสารจึงเป็นเป้าหมาย โมเลกุล ของเซลล์ร่างกายและเป็นของอุปกรณ์ส่งสัญญาณของอวัยวะหรือระบบอวัยวะ สิ่งที่เรียกว่าตัวรับกลไกตอบสนองต่อสิ่งเร้าทางกลจากสิ่งแวดล้อมและทำให้สามารถประมวลผลได้สำหรับส่วนกลาง ระบบประสาท. proprioceptors เป็นเซลล์รับความรู้สึกหลักและเป็นของ mechanoreceptors พวกเขามีหน้าที่หลักในการรับรู้ของร่างกายและสอดคล้องกับปลายประสาทที่ไม่เป็นอิสระ กลุ่มของ proprioceptors รวมถึงตัวรับของแกนหมุนของกล้ามเนื้อ เซลล์รับความรู้สึกเหล่านี้มีบทบาทหลักในการสะท้อนการยืดแบบโมโนซินแนปติกและเรียกอีกอย่างว่าตัวรับการยืด แกนหมุนของกล้ามเนื้อจึงเป็นตัวรับการยืดของกล้ามเนื้อโครงร่างที่ตอบสนองต่อการยืดเชิงกล พวกเขาวัดความยาวของกล้ามเนื้อทำให้เกิดการเคลื่อนไหวที่แตกต่างและสะท้อนกลับ การโต้ตอบกับตัวรับการยืดคือคลังข้อมูล Ruffini และ Vater-Pacini ใน ข้อต่อแคปซูล.

กายวิภาคศาสตร์และโครงสร้าง

แกนของกล้ามเนื้อตั้งอยู่ในกล้ามเนื้อโครงร่าง ประกอบด้วยเส้นใยกล้ามเนื้อภายใน เส้นใยเหล่านี้ขนานกับกล้ามเนื้อโครงร่าง เส้นใยโซ่นิวเคลียร์ประกอบด้วยนิวเคลียสของเซลล์ที่เรียงตัวกันในลักษณะคล้ายลูกโซ่ เส้นใยถุงนิวเคลียร์คือชุดของนิวเคลียสของเซลล์ที่ขยายออก แกนของกล้ามเนื้อทั้งหมดประกอบด้วยเส้นใยกล้ามเนื้อลายห้าถึงสิบเส้นในก เนื้อเยื่อเกี่ยวพัน ปลอก. ในมนุษย์แกนมีความยาวระหว่างหนึ่งถึงสามมิลลิเมตร พบแกนหมุนตามตำแหน่งต่างๆในร่างกาย บนเส้นใยกล้ามเนื้อของ ขา ยกตัวอย่างเช่นมีแกนของกล้ามเนื้อมากถึงพันแกนใน ต้นขาซึ่งมีความยาวได้เกือบสิบมิลลิเมตร ยิ่งมีแกนของกล้ามเนื้อมากเท่าไหร่กล้ามเนื้อที่เกี่ยวข้องก็สามารถเคลื่อนไหวได้อย่างละเอียดมากขึ้นเท่านั้น ในศูนย์กลางที่ไม่หดตัวของแกนหมุนของกล้ามเนื้อส่วนใหญ่เป็นเส้นใยประสาทรับความรู้สึกที่ทำหน้าที่บันทึกสิ่งเร้า เส้นใยเหล่านี้เรียกอีกอย่างว่าเส้นใยเอีย พวกมันพันรอบส่วนตรงกลางของเส้นใยภายในและเรียกอีกอย่างว่าขั้ว anulospiral เส้นใยประสาทที่แตกต่างกันของแกนกล้ามเนื้อเรียกว่าเซลล์ประสาทแกมมาซึ่งควบคุมความไวของแกนหมุน

หน้าที่และภารกิจ

ตัวรับการยืดส่วนใหญ่จะปกป้องกล้ามเนื้อและอวัยวะจากความเสียหายจากการยืด ในการทำเช่นนี้พวกเขาจะกระตุ้นการสะท้อนการยืดแบบโมโนซินแนปติกซึ่งจะเคลื่อนย้ายกล้ามเนื้อที่เกี่ยวข้องกับทิศทางของการยืด การตอบสนองแบบรีเฟลกซ์นี้จะต้องเกิดขึ้นในเวลาที่ใกล้เคียงกับการยืดมากที่สุด เพื่อจุดประสงค์นี้อวัยวะของแกนหมุนของกล้ามเนื้อจะทำงานผ่านเส้นใยประสาทชนิด Ia ที่ดำเนินการอย่างรวดเร็วและเชื่อมต่อแบบโมโนซินแนปติกผ่านทาง เส้นประสาทไขสันหลัง. ในการเชื่อมต่อระหว่างกันมิฉะนั้นจะทำให้การป้องกันล่าช้า สะท้อน ของตัวรับการยืด เส้นใยประสาท Class II บันทึกความยาวของกล้ามเนื้ออย่างถาวร พวกเขาอยู่ในการปกคลุมด้วยเส้นทุติยภูมิ ศักยภาพในการดำเนินการ ความถี่ในเส้นใย Ia จะเป็นสัดส่วนกับความยาวของกล้ามเนื้อหรือความตึงของเนื้อเยื่อที่วัดได้เสมอ ศักยภาพในการดำเนินการ ความถี่ยังเกี่ยวข้องกับอัตราการเปลี่ยนแปลงความยาวเนื่องจากการยืด เนื่องจากความสัมพันธ์เหล่านี้แกนของกล้ามเนื้อจึงเรียกว่าเซ็นเซอร์ PD การเปลี่ยนแปลงความยาวของกล้ามเนื้อจะกระตุ้น alpha-motoneuron ของกล้ามเนื้อที่ยืดออกและในเวลาเดียวกันจะกระตุ้น gamma-motoneuron ดังนั้นเส้นใยของกล้ามเนื้อทำงานจึงสั้นลงขนานกับเส้นใยภายใน ด้วยวิธีนี้จะมีความไวคงที่ของแกนหมุน เมื่อกล้ามเนื้อยืดการยืดจะไปถึงแกนของกล้ามเนื้อด้วย จากนั้นเส้นใย Ia จะสร้างศักยภาพในการออกฤทธิ์และส่งผ่านเส้นประสาทไขสันหลังไปยังแตรหลังของ เส้นประสาทไขสันหลัง. ผ่านการเชื่อมต่อ synaptic ในแตรด้านหน้าของ เส้นประสาทไขสันหลังแรงกระตุ้นจากตัวรับการยืดจะถูกคาดการณ์แบบโมโนซินแนปติกไปยังα-motoneurons พวกมันทำให้เส้นใยกล้ามเนื้อโครงร่างของกล้ามเนื้อที่ยืดหดสั้น ๆ ความยาวของกล้ามเนื้อจะถูกควบคุมเพิ่มเติมผ่านห่วงγ-spindle เส้นใยกล้ามเนื้อภายในกระดูกเชื่อมโยงกับγ-motoneurons ที่ปลายหดตัวเมื่อเซลล์ประสาทของมอเตอร์เหล่านี้ทำงานการหดตัวจะเกิดขึ้นที่แกนของกล้ามเนื้อปลายและจุดศูนย์กลางจะยืดออก ดังนั้นเส้นใย Ia จึงสร้างศักยภาพในการดำเนินการอีกครั้ง หลังจากผ่านไขสันหลังสิ่งนี้จะกระตุ้นให้เกิดการหดตัวของเส้นใยกล้ามเนื้อโครงร่างซึ่งจะทำให้แกนของกล้ามเนื้อคลายตัว กระบวนการดำเนินต่อไปจนกว่าเส้นใย Ia จะตรวจไม่พบการยืด

โรค

ยังไม่มีรายงานโรคที่เกิดจากการเสื่อมสภาพของแกนหมุนของกล้ามเนื้อจนถึงปัจจุบัน อย่างไรก็ตามเนื่องจากความซับซ้อนของพวกมันในฐานะอวัยวะรับจึงมีโอกาสเกิดโรคดังกล่าวได้มาก ในบริบทของระบบประสาทส่วนปลายการขยายตัวหรือการขยายตัวของกระดูกสันหลัง ปมประสาท เซลล์หรือเส้นใยประสาทไขกระดูกและประสาทสัมผัสบางครั้งเกิดขึ้น ปรากฏการณ์เหล่านี้อาจส่งผลต่อพัฒนาการของตัวรับการยืด การไม่มีปัจจัยการถอดความเฉพาะอาจแสดงผลเสียต่อการพัฒนาของตัวรับการยืดในบางสถานการณ์ ในทางตรงกันข้ามรูปแบบของโรคระบบประสาทที่ไม่ทำลายไม่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงของแกนหมุนของกล้ามเนื้อ ในทางกลับกันแกนของกล้ามเนื้ออาจได้รับผลกระทบจากโรคกล้ามเนื้อเฉพาะจึงแสดงการเปลี่ยนแปลงทางสัณฐานวิทยา ซึ่งรวมถึงการฝ่อของกล้ามเนื้อระบบประสาทโดยเฉพาะ atrophies ของกล้ามเนื้อมีลักษณะการลดลงของเส้นรอบวงของกล้ามเนื้อโครงร่างและเป็นปฏิกิริยาต่อความเครียดที่ลดลง ในรูปแบบของการลีบของกล้ามเนื้อระบบประสาทความเครียดที่ลดลงเกิดจาก ระบบประสาท หรือเซลล์ประสาทบางชนิดและสามารถเกิดขึ้นได้เช่นในบริบทของโรค ALS ที่เสื่อม เนื้อเยื่อชั้นดีของแกนกล้ามเนื้อเปลี่ยนแปลงไปในลักษณะคล้ายเกลียวในกล้ามเนื้อลีบ โรคอื่น ๆ อีกมากมายทำให้แกนของกล้ามเนื้อเปลี่ยนไป อย่างไรก็ตามโครงสร้างเนื้อเยื่อละเอียดของตัวรับการยืดและโรคของพวกมันยังไม่ได้รับการศึกษาอย่างดีเป็นพิเศษในปัจจุบันเนื่องจากมีความซับซ้อนสูง