Нервно-мышечные веретена

Нервно-мышечные веретена (рис. 33) находятся между обычными волокнами скелетной мышцы, так называемыми экстрафузальными (снаружи веретена) волокнами. Нервно-мышечное веретено состоит из 20 — 24 маленьких особых мышечных волокон, которые называются интрафузальными (внутри веретена), и нервных окончаний (сенсорных и двигательных, связанных с ними). Оболочка соединительной ткани окружает нервно-мышечные веретена и прикрепляется к внутреннему слою экстрафузальных волокон. Интрафузальные волокна контролируются специальными двигательными нейронами — гамма-двигательными нейронами. Альфа-двигательные нейроны контролируют экстрафузальные (обычные) волокна.

Центральный участок интрафузального волокна не может сокращаться, так как не содержит или содержит очень мало актиновых и миозиновых филаментов. Следовательно, этот участок может только растягиваться. Поскольку нервно-мышечное веретено прикреплено к зкстрафузальным волокнам, в любой момент, когда растягиваются эти волокна, растягивается и центральный участок веретена.

Чувствительные нервные окончания, окутывающие этот центральный участок нервно-мышечного веретена, сообщают в спинной мозг информацию о его растяжении, информируя ЦНС о длине мышцы. В спинном мозгу сенсорный нейрон взаимодействует с альфа-двигательным нейроном, который вызывает рефлекторное мышечное сокращение экстрафузальных волокон, противодействующее дальнейшему растяжению.

Гамма-двигательные нейроны возбуждают интрафузальные волокна, предварительно их слегка растягивая. Если центральный участок этих волокон не может сокращаться, то их концы могут. Гамма-двигательные нейроны вызывают незначительное сокращение окончаний интрафузальных волокон, что приводит к незначительному растяжению центрального участка. Это предварительное растяжение обеспечивает высокую чувствительность нервно-мышечного веретена даже к очень незначительному растяжению.

Нервно-мышечное веретено способствует нормальному мышечному сокращению. При стимулировании альфа-двигательных нейронов на сокращение экстрафузальных мышечных волокон гамма-двигательные нейроны также оказываются активизированными и возбуждают окончания интрафузальных волокон. Это приводит к растяжению центрального участка нервно-мышечного веретена и направлению сенсорных импульсов в спинной мозг и затем к двигательным нейронам. В ответ мышца сокращается. Таким образом, нервно-мышечные веретена способствуют мышечному сокращению.

Информация, поступившая в спинной мозг от сенсорных нейронов, связанных с нервно-мышечными веретенами, не обязательно остается на этом уровне. Импульсы также направляются в более высокие отделы ЦНС. обеспечивая головной мозг информацией о точной длине и степени сокращения мышцы, а также степени их изменений. Эта информация необходима для поддержания мышечного тонуса, позы и выполнения движений. Прежде чем головной мозг "скажет" мышце, что делать, он должен знать, что она делает в настоящий момент.