Mišična vretena so senzorični organi, ki spadajo v skupino proprioceptorjev in zaznajo stanje raztezanja in spremembe raztezanja skeletnih mišic ter generirajo signale do hitrih aferentnih živčnih vlaken Ia. Mišična vretena imajo tudi eferentne živčne povezave, ki nadzorujejo njihovo občutljivost. Skozi zanko gama vretena mišična vretena služijo tudi za nadzor dolžine mišic in pripadajoče mišice popadki.
Kaj je mišično vreteno?
Mišična vretena kot senzorji stanja raztezanja skeletnih mišic spadajo v skupino proprioceptorjev, s pomočjo katerih se ustvari pozicijska slika položaja posameznih okončin in telesa v ustreznem možganov centrov. Hkrati se položajna slika in mišična vretena uporabljajo za nadzor zavestnih in nezavednih gibov - vključno z nadzorom mišic refleks. Mišična vretena imajo sorazmerne in diferencialne lastnosti kot senzorji. To pomeni, da zaznajo tako statična raztezna stanja posameznih mišic kot dinamično hitrost sprememb njihovega raztezanja in jih prenašajo preko aferentnih Ia živčnih vlaken, ki imajo največjo hitrost prevodnosti v človeškem telesu. Pogostost distribucija mišičnih vreten v posameznih skeletnih mišicah predstavlja merilo za fine ali bruto motorične nadzorne sposobnosti mišice. Na primer kvadricepsi (Musculus quadriceps femoris), ki je a noga ekstenzor, pritrjen na sprednji strani tesno, ima od 500 do 1,000 mišičnih vreten. Vdelani so med mišičnimi vlakni skeletnih mišic, vzporedno z usmeritvijo mišičnih vlaken, in dosežejo dolžino 1 do 3 milimetre.
Anatomija in zgradba
Jedro mišičnih vreten je sestavljeno iz snopa od pet do deset progastih intrafuzalnih mišičnih vlaken in je zaprto v vezivnega tkiva plašč. Intrafuzna mišična vlakna najdemo izključno v mišičnih vretenih. Njihova posebnost je, da so kontraktilni, tj. Aktivni, na vsakem od svojih koncev, medtem ko je njihov srednji del raztegljiv in se pasivno prilagaja stanju raztezanja skeletne mišice. Pasivni srednji del mišičnih vreten je sestavljen iz vlaken jedra in vretenc. Ko se mišica krči, se tudi mišično vreteno skrajša. Vlakna jedra vrečke se nekoliko izbočijo, zaradi česar se osrednji del mišičnega vretena zgosti. Za zajem dinamike sprememb so vlakna jedra vrečke zavita izključno s hitro prevodnimi aferentnimi živčnimi vlakni Ia, ki se odzovejo na vsako spremembo debeline. Vlakna jedrne verige, ki zaznajo bolj statično raztegnjeno stanje mišice, so prav tako povezana z živčnimi vlakni Ia, vendar so dodatno povezana z aferentnimi vlakni razreda II kot sekundarna inervacija. Vlakna razreda II imajo nižjo občutljivost in prevajajo impulze počasneje kot vlakna Ia. Dva kontraktilna terminala intrafuzalnih mišičnih vlaken sta povezana z eferentnimi gama nevroni, preko katerih se nadzoruje občutljivost mišičnih vreten in cilj mišične kontrakcije.
Funkcija in naloge
Mišična vretena hkrati izvajajo več nalog in funkcij za usklajevanje močnih in finih gibalnih gibov, vzpostavljanje in vzdrževanje statičnih drž ter zaščito posameznih skeletnih mišic pred preobremenitvijo. Mišična vretena so tako del zapletenega sistema nadzora in regulacije. Usklajeno gibanje zahteva, da posamezne mišice zavzamejo vnaprej določeno statično stanje raztezanja ali sledijo vnaprej določeni dinamični spremembi stanja raztezanja. Motorna središča možganov lahko izvaja te naloge, ker mišična vretena hkrati opravljajo pasivno funkcijo senzorja in aktivno vlogo mišice. Preko kontraktilnih terminalov intrafuzalnih mišičnih vlaken lahko mišična vretena sledijo in se prilagajajo ustreznemu razteznemu stanju mišic ali ustvarjajo nastavljeno točko za mišico. Dolžino mišice spremenimo z ustreznimi ukazi za krčenje tako, da se ustvari 0-potencial glede na mišično vreteno. V tem primeru se mišica prilagodi mišičnemu vretenu in ne obratno. Da bi izpolnili svojo zaščitno funkcijo pred prenapetostjo mišic, mišična vretena prevzamejo nadzor nad nehotenim raztezanjem refleks. Takoj, ko stanje raztezanja mišice preseže določeno mejno vrednost, ki jo zaznajo mišična vretena, to sproži nehoteni signal krčenja zadevne mišice, ki jo nadzirajo tudi mišična vretena. Tipičen primer takega kontrakcijskega refleksa je refleks tetive pogačice. Kratek udarec z refleksnim kladivom na pogačico pogačice pod koleno na kratko signalizira prekomerno raztezanje kvadricepsi, kar vodi do kontrakcijskega refleksa kot spodnji noga izvede nehoteno trzanje v smeri podaljšanje nog.
Bolezni
Neodvisne morfološke bolezni, ki bi eksplicitno prizadele mišična vretena, niso znane. Verjetno je to posledica dejstva, da so mišična vretena specializirana mišična vlakna, ki običajno sledijo boleznim mišic, v katere so vgrajena. V prvi vrsti so mišične atrofije, ki jih povzroča premajhna uporaba mišic. Ustrezna mišica se regresira kot posledica premajhne uporabe, hkrati pa mišična vretena tudi nazadujejo. Atrofijo mišic pogosto povzročajo živčne bolezni ali poškodbe ustreznih motoričnih nevronov, od katerih mišica ne more več prejemati impulzov. Primer nevrogeno povzročene atrofije mišic je amiotrofične lateralne skleroze (ALS). To je neozdravljiva degenerativna bolezen motorja živčni sistem. Druga redka bolezen je mišična atrofija hrbtenice, ki jo povzroča postopoma postopna izguba motorja živci v sprednjem rogu hrbtenjača. Številne bolezni, ki imajo za posledico spremembe motoričnih končnih plošč v intrafuznih mišičnih vlaknih mišičnih vreten, so posledica tudi nevroloških motenj in bolezni. Med bojem obstaja prečna povezava Alzheimerjeva bolezen bolezni in delovanja mišičnih vreten. Skupina raziskovalcev v Berlinu je ugotovila, da je encim beta-sekretaza, ki je kriv za škodljive depozite beljakovin v Alzheimerjeva bolezen, je očitno pomembno za funkcionalno učinkovitost mišičnih vreten, zato bi pričakovali, da bi tudi zatiranje encima pri bolnikih z Alzheimerjevo boleznijo povzročilo usklajevanje motnje v gibanju.
