קולטני מתיחה: מבנה, תפקוד ומחלות

קולטני מתיחה מודדים מתח ברקמות כדי לזהות מתיחות בשריר או באיבר. תפקידם העיקרי הוא הגנה על מתיחת יתר, המסופקת על ידי רפלקס המתיחה המונוסינפטי. קולטני המתיחה עשויים להציג שינויים מבניים בהקשר למחלות שרירים שונות.

מהם קולטני מתיחה?

קולטנים הם חלבונים של רקמות אנושיות. הם מגיבים לגירויים ספציפיים בסביבתם בדפולריזציה וממירים את דחף הגירוי לביו-חשמל פוטנציאל פעולה. קולטנים הם אפוא היעד מולקולות של תא גוף ושייכים למכשירי האיתות של איברים או מערכות איברים. מה שנקרא מכני רצפטורים מגיבים לגירויים מכניים מהסביבה והופכים אותם לעיבוד עבור המרכז מערכת העצבים. הפרופריוצפטורים הם תאי חישה ראשוניים ושייכים לקולטני המנגנון. הם אחראים בעיקר לתפיסת הגוף עצמו ומתאימים לקצות עצבים חופשיים. קבוצת הפרופריוצפטורים כוללת את הקולטנים של ציר השריר. תאים חושיים אלה ממלאים תפקיד בעיקר עבור רפלקס המתיחה המונוסינפטי, ומכונים בהתאם גם קולטני מתיחה. ציר שרירים הם אפוא קולטני מתיחה של שרירי שלד המגיבים למתיחות מכניות. הם מודדים את אורך השריר המאפשר תנועות דיפרנציאליות ורפלקס. אינטראקציה עם קולטני המתיחה הם גופי Ruffini ו- Vater-Pacini ב כמוסה משותפת.

אנטומיה ומבנה

צירי השרירים ממוקמים בשרירי השלד. הם מורכבים מסיבי שריר תוך-ניסויים. סיבים אלה מקבילים לאלה של שריר השלד. סיבי שרשרת גרעינית מורכבים מגרעיני תאים המסודרים בצורה דמוית שרשרת. סיבי שק גרעיניים הם אוסף של גרעיני תאים מורחבים. כל צירי השריר מורכבים מחמישה עד עשרה סיבי שריר מפוספסים ב רקמת חיבור נְדָן. אצל בני אדם אורכו של הציר בין אחד לשלושה מילימטרים. הצירים נמצאים במקומות שונים בגוף. על סיבי השריר של רגל מאריך, למשל, יש עד אלף צירי שרירים ב ירך, שיכול להגיע לאורך של כמעט עשרה מילימטרים. ככל שצירי שרירים רבים יותר, כך השריר הקשור יכול לנוע בצורה דקה יותר. במרכז שאינו מכווץ של צירי השריר מונחים בעיקר סיבי עצב חושיים מועברים המשמשים להקלטת גירויים. סיבים אלה ידועים גם בשם סיבי Ia. הם עוטפים את החלקים האמצעיים של הסיבים התוך-קרקעיים ומכונים גם מסופים אנולוספיראליים. סיבי העצב המוצקים של ציר השריר הם מה שנקרא נוירונים גמא, השולטים ברגישות הציר.

פונקציה ומשימות

קולטני מתיחה מגנים בעיקר על השרירים והאיברים מפני נזקי מתיחה. לשם כך הם מפעילים את רפלקס המתיחה המונוסינפטי, שמניע את השריר הקשור בצורה רפלקסיבית לכיוון המתיחה. תגובה רפלקסית זו חייבת להתרחש קרוב ככל האפשר בזמן למתיחה. למטרה זו, מצידי ציר השרירים עוברים כמעט אך ורק באמצעות סיבי העצב המוליכים במהירות מהסוג Ia ומחוברים באופן חד-סינפטי דרך חוט השדרה. חיבור מקושר אחרת יעכב את המגן רפלקס של קולטני המתיחה. סיבי עצב מסוג II רושמים לצמיתות את אורך השריר. הם שייכים לעצבנות המשנית. ה פוטנציאל פעולה התדירות בסיבי ה- Ia היא תמיד פרופורציונאלית לאורך השריר הנמדד או למתח הרקמות. ה פוטנציאל פעולה תדירות קשורה גם לקצב שינוי האורך עקב מתיחה. בגלל מערכות יחסים אלה, צירי שרירים נקראים גם חיישני PD. שינוי באורך השריר מפעיל את האלפא-מוטונאורון של השריר הנמתח ובמקביל מפעיל את הגמא-מוטונאורון. לפיכך, סיבי השריר העובד מתקצרים במקביל לסיבים התוך-עורקיים. באופן זה, קיימת רגישות מתמדת של הציר. כאשר שריר נמתח, המתיחה מגיעה גם לציר השריר. לאחר מכן סיבי ה- Ia מייצרים פוטנציאל פעולה ומעבירים אותו דרך עצב השדרה אל הקרן האחורית של חוט השדרה. דרך חיבור סינפטי בקרן הקדמית של חוט השדרה, הדחף מקולטני המתיחה מוקרן באופן חד-סינפטי ל- α-motoneurons. הם גורמים לסיבי שריר השלד של השריר המתוח להתכווץ לזמן קצר. אורך השריר נשלט עוד יותר באמצעות לולאת הציר γ. סיבי השריר הפנימיים מקושרים עם γ-motoneurons בקצה התכווצות. כאשר מופעלים נוירונים מוטוריים אלה, התכווצות מתרחשת בקצות ציר השריר והמרכז נמתח. לפיכך, סיבי ה- Ia מייצרים שוב פוטנציאל פעולה. לאחר מעבר דרך חוט השדרה, הדבר מפעיל התכווצות של סיבי שריר השלד, אשר מרפה את ציר השריר. התהליך נמשך עד שסיבי ה- Ia לא מגלים מתיחה.

מחלות

לא דווח עד כה על מחלות המבוססות על הזדקנות ציר השרירים. עם זאת, בגלל מורכבותם כאיברי קולטן, מחלות מסוג זה די סבירות. בהקשר של נוירופתיה היקפית, הגדלה או אפלזיה של עמוד השדרה גנגליון לפעמים מופיעים תאים או של סיבי עצב מדולריים וחושיים. תופעות אלה עשויות להשפיע על התפתחות קולטני מתיחה. היעדר גורם תעתיק מסוים עשוי להראות גם השפעות שליליות על התפתחות קולטני המתיחה בנסיבות מסוימות. לעומת זאת, צורות נוירופתיה מתפוררות אינן קשורות לשינויים בצירי השריר. בתמורה, צירי השריר עלולים להיות מושפעים ממחלות שרירים ספציפיות ובכך להציג שינויים מורפולוגיים. זה כולל במיוחד ניוון שרירים נוירוגני. ניוון שרירים מאופיין בהפחתת היקף שרירי השלד ומהווים תגובה להפחתת עומס. בצורה הנוירוגנית של ניוון שרירים, המתח המופחת נגרם על ידי מערכת העצבים או נוירונים מסוימים וכך יכולים להתרחש, למשל, בהקשר למחלה הניוונית ALS. הרקמה העדינה של צירי השריר משתנה באופן דמוי חוט בניוון שרירים. מחלות רבות אחרות משנות את צירי השרירים. עם זאת, מבנה הרקמות העדינות של קולטני המתיחה ומחלותיהם לא נחקר במיוחד עד היום בגלל מורכבותו הגבוהה.