Strekkreseptorer måler spenning i vev for å oppdage strekk i en muskel eller et organ. Hovedfunksjonen deres er overbeskyttelsesbeskyttelse, som tilbys av den monosynaptiske strekkrefleksen. Strekkreseptorene kan vise strukturelle endringer i sammenheng med forskjellige muskelsykdommer.
Hva er strekkreseptorer?
Reseptorer er proteiner av menneskelige vev. De reagerer på spesifikke stimuli i sitt miljø med depolarisering og konverterer stimulansimpulsen til en bioelektrisk handlingspotensial. Reseptorer er derfor målet molekyler av en kroppscelle og tilhører signalanordningene til organer eller organsystemer. De såkalte mechanoreceptors reagerer på mekaniske stimuli fra miljøet og gjør dem bearbeidbare for det sentrale nervesystemet. Proprioceptorene er primære sensoriske celler og tilhører mekanoreseptorene. De er hovedsakelig ansvarlige for kroppens egen oppfatning og tilsvarer frie nerveender. Gruppen av proprioceptorer inkluderer reseptorene til muskelspindelen. Disse sensoriske cellene spiller en rolle først og fremst for den monosynaptiske strekkrefleksen og kalles følgelig også strekkreseptorer. Muskelspindel er således strekkreseptorer av skjelettmuskler som reagerer på mekanisk strekk. De måler muskelengde som muliggjør differensial- og refleksbevegelser. Interaksjon med strekkreseptorene er Ruffini og Vater-Pacini kroppene i leddkapsel.
Anatomi og struktur
Muskelspindlene er plassert i skjelettmuskulaturen. De er sammensatt av intrafusal muskelfibre. Disse fibrene ligger parallelt med skjelettmuskulaturen. Nukleære kjedefibre er sammensatt av cellekjerner arrangert på en kjedelignende måte. Kjernefysiske fibre er en samling av utvidede cellekjerner. Alle muskelspindler er sammensatt av fem til ti strierte muskelfibre i en bindevev slire. Hos mennesker er spindlene mellom en og tre millimeter lange. Spindlene finnes på forskjellige steder i kroppen. På muskelfibrene i bein extensor, for eksempel, er det opptil tusen muskelspindler i lår, som kan nå en lengde på nesten ti millimeter. Jo flere muskelspindler, desto finere kan den tilknyttede muskelen bevege seg. I det ikke-kontraktile sentrum av muskelspindlene ligger primært afferente sensoriske nervefibre som tjener til å registrere stimuli. Disse fibrene er også kjent som Ia-fibre. De vikles rundt de midterste delene av intrafusalfibrene og kalles også anulospirale terminaler. De efferente nervefibrene i muskelspindelen er såkalte gamma-neuroner, som styrer følsomheten til spindelen.
Funksjon og oppgaver
Strekkreseptorer beskytter primært muskler og organer mot strekkskader. For å gjøre dette utløser de den monosynaptiske strekkrefleksen, som refleksivt beveger den tilhørende muskelen mot strekkretningen. Denne refleksresponsen må skje så nær tid som mulig til strekningen. For dette formål løper afferentene til muskelspindelen nesten utelukkende via de hurtigledende nervefibrene av type Ia og er monosynaptisk forbundet via ryggmarg. Å koble sammen ellers vil forsinke beskyttelsen refleks av strekkreseptorene. Klasse II nervefibre registrerer permanent muskellengde. De tilhører den sekundære innerveringen. De handlingspotensial frekvensen i Ia-fibrene er alltid proporsjonal med den målte muskellengden eller vevsspenningen. De handlingspotensial frekvens er også relatert til lengden på endringen på grunn av strekk. På grunn av disse forholdene kalles muskelspindler også PD-sensorer. En endring i lengden på muskelen aktiverer alfa-motoneuron i den strukne muskelen og aktiverer samtidig gamma-motoneuron. Dermed forkorter fibrene i den fungerende muskelen parallelt med intrafusalfibrene. På denne måten er det en konstant følsomhet i spindelen. Når en muskel strekkes, når strekningen også muskelspindelen. Ia-fibrene genererer deretter et handlingspotensial og transporterer det via spinalnerven til det bakre hornet av ryggmarg. Via en synaptisk forbindelse i det fremre hornet på ryggmargimpulsen fra strekkreseptorene projiseres monosynaptisk til α-motoneuroner. De får skjelettmuskelfibrene i den strukne muskelen til å trekke seg sammen kort. Musklengden styres videre via γ-spindelsløyfen. De intrafusale muskelfibrene er tverrbundet med γ-motoneurons i den kontraktile enden. Når disse motoriske nevronene aktiveres, skjer sammentrekning i muskelspindelendene og sentrum strekkes. Dermed genererer Ia-fibrene igjen et handlingspotensial. Etter å ha passert gjennom ryggmargen, utløser dette en sammentrekning av skjelettmuskelfibrene, som slapper av muskelspindelen. Prosessen fortsetter til Ia-fibrene oppdager ingen strekk.
Sykdommer
Sykdommer basert på muskelspindel aldring har ikke blitt rapportert til dags dato. Imidlertid, på grunn av deres kompleksitet som reseptororganer, er slike sykdommer ganske sannsynlige. I sammenheng med perifere nevropatier, forstørrelse eller aplasi av spinal ganglion celler eller medullære og sensoriske nervefibre forekommer noen ganger. Disse fenomenene kan påvirke utviklingen av strekkreseptorer. Fraværet av en bestemt transkripsjonsfaktor kan også vise negative effekter på utviklingen av strekkreseptorene under noen omstendigheter. Derimot er demyeliniserende former for nevropati ikke forbundet med endringer i muskelspindler. Til gjengjeld kan muskelspindlene påvirkes av spesifikke muskelsykdommer og dermed vise morfologiske endringer. Dette inkluderer spesifikt neurogen muskelatrofi. Muskelatrofi er preget av en reduksjon i omkretsen av skjelettmuskulaturen og er en reaksjon på redusert belastning. I den neurogene formen av muskelatrofi er den reduserte belastningen forårsaket av nervesystemet eller visse nevroner og kan således forekomme, for eksempel i sammenheng med den degenerative sykdommen ALS. Det fine vevet i muskelspindlene endres på en trådlignende måte i muskelatrofi. Mange andre sykdommer endrer muskelspindlene. Imidlertid har den fine vevsstrukturen til strekkreseptorene og deres sykdommer ikke blitt spesielt godt studert hittil på grunn av dens høye kompleksitet.
