Набор моторных единиц - Motor unit recruitment

Кадровый Блок двигатель относится к активации дополнительных двигательным единиц для достижения увеличения сократительной силы в мышцах . Двигательная единица состоит из одного мотонейрона и всех мышечных волокон, которые он стимулирует. Все мышцы состоят из ряда двигательных единиц, а волокна, принадлежащие одной двигательной единице, рассредоточены и перемешаны между волокнами других единиц. Мышечные волокна, принадлежащие к одной двигательной единице, могут распространяться по всей мышце или большей части всей мышцы, в зависимости от количества волокон и размера мышцы. Когда моторный нейрон активируется, все мышечные волокна, иннервируемые мотонейроном, стимулируются и сокращаются. Активация одного двигательного нейрона приведет к слабому, но распределенному сокращению мышц. Активация большего количества мотонейронов приведет к активации большего количества мышечных волокон и, следовательно, к более сильному сокращению мышц. Рекрутирование моторных единиц - это мера того, сколько моторных нейронов активировано в конкретной мышце, и, следовательно, это мера того, сколько мышечных волокон этой мышцы активировано. Чем выше набор, тем сильнее будет мышечное сокращение. Двигательные единицы обычно задействуются в порядке от наименьшего к наибольшему (от наименьших двигательных нейронов до наибольших двигательных нейронов, и, следовательно, сокращаются от медленных до быстрых) по мере увеличения сокращения. Это известно как принцип размера Хеннемана .

Нейронный механизм вербовки

Хеннеман предположил, что механизм, лежащий в основе принципа размера, заключается в том, что меньшие двигательные нейроны имеют меньшую площадь поверхности и, следовательно, более высокое сопротивление мембраны. Он предсказал, что ток, генерируемый возбуждающим постсинаптическим потенциалом (ВПСП), приведет к более высокому изменению напряжения (деполяризации) на нейронной мембране меньших мотонейронов и, следовательно, к большим ВПСП в меньших мотонейронах. Позже Берк продемонстрировал постепенное уменьшение амплитуды ВПСП и тормозящего постсинаптического потенциала (IPSP) от маленьких к большим мотонейронам. Это, казалось, подтвердило идею Хеннемана, но Берк с этим не согласился, указав, что более крупные нейроны с большей площадью поверхности имеют место для большего количества синапсов. В конечном итоге Берк показал (на очень небольшой выборке нейронов), что меньшие мотонейроны имеют большее количество синаптических входов от одного источника входных сигналов. Тема, вероятно , до сих пор считается спорным.

При некоторых обстоятельствах нормальный порядок набора двигательных единиц может быть изменен, так что малые двигательные единицы перестают работать и могут быть задействованы более крупные. Считается, что это происходит из-за взаимодействия возбуждающих и тормозных мотонейрональных сигналов.

Скорость кодирования мышечной силы

Сила, создаваемая одной двигательной единицей, частично определяется количеством мышечных волокон в ней. Другой важный фактор, определяющий силу, - это частота, с которой мышечные волокна стимулируются их иннервирующим аксоном. Скорость, с которой приходят нервные импульсы, известна как частота возбуждения двигательных единиц и может варьироваться от частот, достаточно низких, чтобы вызвать серию одиночных сокращений, до частот, достаточно высоких, чтобы вызвать слитное тетаническое сокращение . Обычно это позволяет изменять силу в 2–4 раза. В общем, скорость активации моторных единиц каждой отдельной моторной единицы увеличивается с увеличением мышечного усилия, пока не будет достигнута максимальная скорость. Это сглаживает возрастающие изменения силы, которые в противном случае происходили бы при привлечении каждой дополнительной единицы.

Пропорциональный контроль мышечной силы

Распределение размеров двигательных единиц таково, что существует обратная зависимость между количеством двигательных единиц и силой, которую каждая из них генерирует (т. Е. Количеством мышечных волокон на одну двигательную единицу). Таким образом, существует много маленьких моторных единиц и постепенно уменьшается количество более крупных моторных единиц. Это означает, что на низких уровнях набора приращение силы из-за набора невелико, тогда как при сильных сокращениях приращение силы становится намного больше. Таким образом, соотношение между приращением силы, создаваемым добавлением другого блока двигателя, и пороговым значением силы, при котором этот блок задействуется, остается относительно постоянным.

Электродиагностическое тестирование

В медицинском электродиагностическом тестировании пациента со слабостью тщательный анализ размера, формы и модели «потенциала действия двигательных единиц» (MUAP) может помочь отличить миопатию от нейропатии .

Смотрите также

Ссылки

внешние ссылки