Fuso muscular

Fusos musculares são órgãos sensoriais que pertencem ao grupo dos proprioceptores e reconhecem o estado de alongamento e a mudança no alongamento dos músculos esqueléticos e transmitem os sinais gerados às fibras nervosas aferentes Ia rápidas. Os fusos musculares também têm conexões nervosas eferentes que controlam sua sensibilidade. Os fusos musculares também servem para controlar o comprimento do músculo e as contrações musculares associadas por meio da alça do fuso gama.

O que é um fuso muscular?

Os fusos musculares, na sua capacidade de sensores do estado de tensão dos músculos esqueléticos, pertencem ao grupo dos proprioceptores, com a ajuda dos quais é criada uma imagem da posição dos membros individuais e do corpo nos centros cerebrais correspondentes.

Ao mesmo tempo, o mapa de situação e os fusos musculares são usados ​​para controlar os movimentos conscientes e inconscientes - também para controlar os reflexos musculares. Como sensores, os fusos musculares têm propriedades proporcionais e diferenciais. Isso significa que eles registram os estados de alongamento estático de músculos individuais e a taxa dinâmica de mudança em seu alongamento e os transmitem por meio das fibras nervosas aferentes Ia, que têm a maior velocidade de condução do corpo humano.

A distribuição de frequência dos fusos musculares nos músculos esqueléticos individuais fornece uma medida das possibilidades de controle motor fino ou grosso do músculo. Por exemplo, o quadríceps (músculo quadríceps femoral), que se fixa à frente da coxa como um extensor da perna, tem de 500 a 1.000 fusos musculares. Eles estão embutidos entre as fibras musculares dos músculos esqueléticos, paralelos à orientação das fibras musculares e atingem um comprimento de 1 a 3 milímetros.

Anatomia e estrutura

O núcleo dos fusos musculares é um feixe de cinco a dez fibras musculares intrafusais estriadas e são envoltos em uma bainha de tecido conjuntivo. As fibras musculares intrafusais são encontradas exclusivamente nos fusos musculares.

O que os torna especiais é que eles são contráteis, ou seja, ativos, em suas extremidades, enquanto sua parte do meio é extensível e se adapta passivamente ao estado de alongamento do músculo esquelético. A parte intermediária passiva dos fusos musculares consiste em fibras do saco central e fibras da cadeia central. Quando o músculo se contrai, o fuso muscular também encurta. As fibras do saco central se projetam um pouco para fora, de modo que a parte central do fuso muscular fica mais espessa. Para registrar a mudança dinâmica, as fibras do saco central são envolvidas exclusivamente com fibras nervosas aferentes Ia de condução rápida que reagem a qualquer mudança na espessura.

As fibras da cadeia nuclear, que detectam o estado de alongamento bastante estático do músculo, também estão conectadas às fibras nervosas Ia, mas também como uma inervação secundária com fibras aferentes de classe II. As fibras de classe II são menos sensíveis e conduzem impulsos mais lentamente do que as fibras Ia . As duas seções terminais contráteis das fibras musculares intrafusais são conectadas a neurônios gama eferentes, que controlam a sensibilidade dos fusos musculares e a contração do músculo alvo.

Função e tarefas

Os fusos musculares cumprem simultaneamente várias tarefas e funções para a coordenação dos movimentos motores grossos e finos, para estabelecer e manter posições estáticas e para proteger os músculos esqueléticos individuais de estiramento excessivo. Os fusos musculares são, portanto, parte de um complexo sistema de controle e regulação.

Para uma sequência coordenada de movimentos, é necessário que certos músculos assumam uma determinada condição de alongamento estático ou sigam uma determinada mudança dinâmica na condição de alongamento. Os centros motores do cérebro podem realizar essas tarefas porque os fusos musculares desempenham simultaneamente a função passiva de um sensor e a função ativa de um valor-alvo para o músculo. Através das extremidades contráteis das fibras musculares intrafusais, os fusos musculares podem acompanhar o respectivo estado de estiramento dos músculos e ser adaptados ou também podem gerar o valor alvo para o músculo. O comprimento do músculo é alterado por comandos de contração apropriados, de forma que um potencial 0 é criado em relação ao fuso muscular.

Nesse caso, o músculo se adapta ao fuso muscular e não o contrário. Para cumprir sua função protetora contra alongamento excessivo dos músculos, os fusos musculares assumem o controle dos reflexos de alongamento involuntários. Assim que a condição de alongamento de um músculo ultrapassa um determinado valor limite, que é detectado pelos fusos musculares, isso dispara um sinal de contração involuntária para o músculo em questão, que também é controlado por meio dos fusos musculares.

Um exemplo típico de tal reflexo de contração é o reflexo do tendão patelar. Um golpe curto com o martelo reflexo no tendão patelar abaixo da rótula sinaliza brevemente um alongamento excessivo do quadríceps, o que leva a um reflexo de contração no qual a perna faz uma contração involuntária na direção da extensão da perna.

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Doenças

Doenças morfológicas independentes que afetam explicitamente os fusos musculares não são conhecidas. Isso provavelmente se deve ao fato de que os fusos musculares são fibras musculares especializadas com maior probabilidade de acompanhar doenças dos músculos nos quais estão inseridos. Em primeiro lugar, devem ser mencionadas as atrofias musculares, que são causadas pela subutilização dos músculos.

O músculo correspondente retrocede como resultado do estresse reduzido e, paralelamente, os fusos musculares também. A atrofia muscular é freqüentemente causada por distúrbios nervosos ou por danos aos neurônios motores correspondentes, dos quais o músculo não pode mais receber impulsos. A esclerose lateral amiotrófica (ELA) é um exemplo de atrofia muscular induzida neurogenicamente. É uma doença degenerativa incurável do sistema nervoso motor. Outra doença que ocorre raramente é a atrofia muscular espinhal, que é causada por uma deterioração gradual dos nervos motores no corno anterior da medula espinhal.

Uma série de doenças que levam a alterações nas placas terminais motoras nas fibras musculares intrafusais dos fusos musculares também podem ser atribuídas a distúrbios e doenças neurológicas. Existe uma ligação cruzada entre a luta contra o Alzheimer e o funcionamento dos fusos musculares.

Um grupo de pesquisa em Berlim descobriu que a enzima beta-secretase, responsável pelos depósitos de proteínas prejudiciais na doença de Alzheimer, é obviamente importante para a funcionalidade dos fusos musculares, de modo que a supressão da enzima em pacientes com Alzheimer pode causar distúrbios de coordenação na sequência de movimento seria.