Fuso muscular - Muscle spindle

Fuso muscular
Fuso muscular model.jpg
Fuso muscular de mamífero mostrando posição típica em um músculo (esquerda), conexões neuronais na medula espinhal (meio) e esquema expandido (direita). O fuso é um receptor de estiramento com seu próprio suprimento motor consistindo de várias fibras musculares intrafusais. As terminações sensoriais de uma bobina aferente primária (grupo Ia) e uma secundária (grupo II) em torno das porções centrais não contráteis das fibras intrafusais. Os neurônios motores gama ativam as fibras musculares intrafusais, alterando a taxa de disparo em repouso e a sensibilidade ao alongamento dos aferentes.
Detalhes
Parte de Músculo
Sistema Musculoesquelético
Identificadores
Latina fusus neuromuscularis
Malha D009470
º H3.11.06.0.00018
FMA 83607
Terminologia anatômica

Os fusos musculares são receptores de estiramento dentro do corpo de um músculo esquelético que detectam principalmente alterações no comprimento do músculo. Eles transmitem informações de comprimento ao sistema nervoso central por meio de fibras nervosas aferentes . Essas informações podem ser processadas pelo cérebro como propriocepção . As respostas dos fusos musculares às mudanças no comprimento também desempenham um papel importante na regulação da contração dos músculos , por exemplo, ativando os neurônios motores por meio do reflexo de alongamento para resistir ao alongamento muscular.

O fuso muscular possui componentes sensoriais e motores.

Estrutura

Os fusos musculares são encontrados na barriga de um músculo esquelético . Os fusos musculares são fusiformes (em forma de fuso) e as fibras especializadas que compõem o fuso muscular são chamadas de fibras musculares intrafusais . As fibras musculares regulares fora do fuso são chamadas de fibras musculares extrafusais . Os fusos musculares possuem uma cápsula de tecido conjuntivo e correm paralelos às fibras musculares extrafusais.

Composição

Os fusos musculares são compostos por 5-14 fibras musculares , das quais existem três tipos: fibras do saco nuclear dinâmicas ( fibras do saco 1 ), fibras do saco nuclear estático (fibras do saco 2 ) e fibras da cadeia nuclear .

UMA
Fotografia de microscópio de luz de um fuso muscular. Mancha HE.

As fibras sensoriais primárias do tipo Ia (diâmetro grande) espiralam ao redor de todas as fibras musculares intrafusais, terminando próximo ao meio de cada fibra. As fibras sensoriais secundárias do tipo II (diâmetro médio) terminam adjacentes às regiões centrais do saco estático e das fibras da corrente. Essas fibras enviam informações por canais iônicos dos axônios sensíveis ao estiramento e mecanicamente bloqueados .

A parte motora do fuso é fornecida por neurônios motores: até uma dúzia de neurônios motores gama, também conhecidos como neurônios fusimotores . Eles ativam as fibras musculares dentro do fuso. Os neurônios motores gama fornecem apenas fibras musculares dentro do fuso, enquanto os neurônios motores beta fornecem fibras musculares dentro e fora do fuso. A ativação dos neurônios causa uma contração e enrijecimento das partes finais das fibras musculares do fuso muscular.

Os neurônios fusimotores são classificados como estáticos ou dinâmicos de acordo com o tipo de fibras musculares que inervam e seus efeitos nas respostas dos neurônios sensoriais Ia e II que inervam a parte central não contrátil do fuso muscular.

  • Os axônios estáticos inervam a cadeia ou saco estático 2 fibras. Eles aumentam a taxa de disparo dos aferentes Ia e II em um determinado comprimento de músculo (veja o esquema da ação fusimotora abaixo).
  • Os axônios dinâmicos inervam as fibras musculares intrafusais do saco 1 . Eles aumentam a sensibilidade ao estiramento dos aferentes Ia, endurecendo as fibras intrafusais do saco 1 .

As fibras nervosas eferentes dos neurônios motores gama também terminam nos fusos musculares; eles fazem sinapses em uma ou ambas as extremidades das fibras musculares intrafusais e regulam a sensibilidade das aferências sensoriais, que estão localizadas na região central não contrátil (equatorial).

Função

Reflexo de alongamento

Quando um músculo é alongado, as fibras sensoriais primárias do tipo Ia do fuso muscular respondem a ambas as mudanças no comprimento e na velocidade do músculo e transmitem essa atividade para a medula espinhal na forma de mudanças na taxa de potencial de ação . Da mesma forma, as fibras sensoriais secundárias do tipo II respondem às mudanças no comprimento do músculo (mas com um componente sensível à velocidade menor) e transmitem esse sinal para a medula espinhal. Os sinais aferentes Ia são transmitidos monossinapticamente a muitos neurônios motores alfa do músculo portador do receptor. A atividade evocada por reflexo nos neurônios motores alfa é então transmitida por meio de seus axônios eferentes às fibras extrafusais do músculo, que geram força e, portanto, resistem ao alongamento. O sinal aferente Ia também é transmitido polissinapticamente através dos interneurônios ( interneurônios inibitórios Ia), que inibem os motorneurônios alfa dos músculos antagonistas, fazendo com que eles relaxem.

Modificação de sensibilidade

A função dos neurônios motores gama não é suplementar a força de contração muscular fornecida pelas fibras extrafusais, mas modificar a sensibilidade dos aferentes sensoriais do fuso muscular ao alongamento. Após a liberação de acetilcolina pelo neurônio motor gama ativo, as porções finais das fibras musculares intrafusais se contraem, alongando assim as porções centrais não contráteis (veja o esquema "ação fusimotora" abaixo). Isso abre canais de íons sensíveis ao estiramento das terminações sensoriais, levando a um influxo de íons de sódio . Isso aumenta o potencial de repouso das terminações, aumentando assim a probabilidade de disparo do potencial de ação , aumentando assim a sensibilidade ao alongamento dos aferentes do fuso muscular.

Como o sistema nervoso central controla os neurônios fusimotores gama? Tem sido difícil registrar neurônios motores gama durante o movimento normal porque eles têm axônios muito pequenos. Várias teorias foram propostas, com base em registros de aferentes do fuso.

  • 1) Coativação alfa-gama. Aqui é postulado que os neurônios motores gama são ativados em paralelo com os neurônios motores alfa para manter o disparo dos aferentes do fuso quando os músculos extrafusais encurtam.
  • 2) Conjunto Fusimotor: Os neurônios motores gama são ativados de acordo com a novidade ou dificuldade de uma tarefa. Enquanto os neurônios motores gama estáticos estão continuamente ativos durante os movimentos de rotina, como a locomoção, os neurônios motores gama dinâmicos tendem a ser mais ativados durante tarefas difíceis, aumentando a sensibilidade ao alongamento Ia.
  • 3) Molde do fusimotor do movimento pretendido. A atividade gama estática é um "molde temporal" do encurtamento e alongamento esperados do músculo portador do receptor. A atividade gama dinâmica liga e desliga abruptamente, sensibilizando os aferentes do fuso para o início do alongamento muscular e desvios da trajetória de movimento pretendida.
  • 4) Controle preparatório direcionado a objetivos. A atividade gama dinâmica é ajustada proativamente durante a preparação do movimento para facilitar a execução da ação planejada. Por exemplo, se a direção pretendida do movimento está associada ao alongamento do músculo portador do fuso, a sensibilidade Ia aferente e reflexo de alongamento desse músculo é reduzida. O controle do fusimotor gama permite, portanto, o ajuste preparatório independente da rigidez muscular de acordo com os objetivos da tarefa.

Desenvolvimento

Também se acredita que os fusos musculares desempenham um papel crítico no desenvolvimento sensório-motor .

Significado clínico

Após acidente vascular cerebral ou lesão da medula espinhal em humanos, freqüentemente se desenvolve hipertonia espástica ( paralisia espástica ), em que o reflexo de estiramento nos músculos flexores dos braços e músculos extensores das pernas é excessivamente sensível. Isso resulta em posturas anormais, rigidez e contraturas. A hipertonia pode ser o resultado da hipersensibilidade dos neurônios motores alfa e interneurônios aos sinais aferentes Ia e II.

Imagens adicionais

Notas

Referências

links externos