Nervenfunktion
Vier Arten von sensorischen Strukturen sind in Muskeln, Sehnen und Gelenken weit verbreitet: (1) neuromuskuläre Spindeln bestehen aus kleinen, feinen Muskelfasern, um die sensorische Faserenden gewickelt sind; (2) Golgi Sehnenorgane bestehen aus sensorischen Nervenfasern, die in einer Verzweigung enden, die in der Sehne eingekapselt ist; (3) Gelenkrezeptoren (wie im Knie) bestehen aus „Spray-Typ“ Ruffini-Enden und Golgi-Typ und Pacinian Korpuskeln in den Gelenken; und (4) freie Nervenenden. Alle diese Rezeptoren liefern zusammen Informationen über aktive Kontraktion, passive Dehnung der Muskelfasern und Spannung. Bei passiver Dehnung senden sowohl die Muskelspindelrezeptoren als auch die Sehnenrezeptoren Impulse über ihre sensorischen (afferenten) Nerven; Bei aktiver Kontraktion zeigen die Spindeln eine stille Periode neuronaler Aktivität, wenn die Spannung an den parallelen Fasern entladen wird, während sich die Sehnenrezeptoren genauso entladen, wie wenn die Dehnung passiv ist.
Die Muskelspindel ist als Reaktion auf ihre eigene Gamma-motorische (efferente) Faser mit kleinem Durchmesser kontraktil. Die Rezeptoren und die Gamma-Fasern der Muskelspindel bilden eine neuromuskuläre Schleife, die dafür sorgt, dass die Spannung an der Spindel innerhalb ihrer effizienten Betriebsgrenzen gehalten wird. Die Erregbarkeit der Muskelspindel kann auch durch andere Nervenbahnen beeinflusst werden, die das allgemeine Erregbarkeitsniveau des Zentralnervensystems (Gehirn und Rückenmark) steuern. Die Aktivität der absteigenden retikulären Formation (ein Netzwerk von Zellen im Hirnstamm) kann die Kontraktion der Spindel verstärken und daher ihre neuronalen Entladungen beeinflussen.
Muskel- und Sehnenrezeptoren spielen zusammen eine intime und entscheidende Rolle bei der Regulation von Reflexen und freiwilligen Bewegungen. Ein Großteil dieser Kontrolle ist automatisch (unwillkürlich) und nicht direkt wahrnehmbar, außer in den Nachwirkungen von Bewegung oder Positionsänderung. Der Knieruck oder Patellarreflex, der einem Klopfen direkt unter der Kniescheibe eines frei hängenden Beins folgt, ist ein solcher unwillkürlicher Reflex. Sensorische (afferente) Impulse vom Dehnen der Rezeptoren (z. B. in den Muskeln) werden zum Rückenmark weitergeleitet und aktivieren einen Weg zu den motorischen (efferenten) Nerven, die zum selben Muskel zurückführen. Der Knieruck ist eine rein spinale Reflexantwort (das Gehirn ist nicht erforderlich), die normalerweise getestet wird, um Nervenschäden oder andere Störungen der motorischen Mechanismen des Rückenmarks festzustellen. Neben dem Verlust des Kniegelenks kann eine Krankheit wie Syphilis zu einer lokomotorischen Ataxie (einem ungeschickten und stolpernden Gang) führen, wenn die Bakterien (Spirochäten genannt) die sensorischen Nerven der Rückenmarkssäule angreifen. Das Ergebnis ist, dass das betroffene Individuum Schwierigkeiten hat, die Position seiner Gliedmaßen zu erfassen. Eine weitere allgemeine Funktion der Muskelrezeptoren ist die Aufrechterhaltung des Muskeltonus (partielle Kontraktion), um eine schnelle Reaktion (schnelle Reaktionszeit) auf die Stimulation zu ermöglichen. Unter normalen Bedingungen hat der Muskel einen Tonus und ist bereit zu reagieren. aber wenn es ohne motorische Stimulation (deafferented) ist, ist der Muskel schlaff und zeigt wenig Ton. Die aufrechte Haltung hängt vom Tonus der gegenüberliegenden (Streck- und Beugemuskulatur) als Reaktion auf die Auswirkungen der Schwerkraft ab.
Der genaue Beitrag der Muskelrezeptoren zur Empfindung ist nicht vollständig verstanden. Es scheint jedoch klar zu sein, dass sie für das Gefühl der Körperhaltung nicht wesentlich sind. Die Wertschätzung der passiven Bewegung der Gliedmaßen kommt wahrscheinlich weitgehend von den Gelenken, da nach der Betäubung der darüber liegenden Haut und Muskeln die Sensibilität für die Bewegung der Gliedmaßen wenig beeinträchtigt zu sein scheint. Nur sehr wenige der Impulse, die von den Muskelrezeptoren selbst ausgehen, erreichen die Großhirnrinde; Stattdessen steigen sie in den Wirbelsäulenbahnen zu einem anderen Teil des Gehirns auf, dem Kleinhirn, wo sie bei der automatischen Steuerung der Körperbewegung interagieren. Impulse, die von den Gelenkrezeptoren ausgehen, wurden dagegen sowohl im Thalamus als auch in der Großhirnrinde aufgezeichnet, wobei der Grad der Winkelverschiebung eines Gelenks in diesen Strukturen systematisch durch die Frequenz der Nervenimpulse reflektiert wird. Symptome einiger Krankheiten betonen auch die Bedeutung der Gelenkempfindlichkeit. Wenn beispielsweise eine Knochenerkrankung nur die Gelenkrezeptoren zerstört, geht die Fähigkeit verloren, Haltung und Bewegung zu schätzen.
