Die neuromuskulären Spindeln sind Dehnungsrezeptoren innerhalb der quergestreiften willkürlichen Muskulatur, die mit ihrer Aktivität in der Lage sind, den Dehnungszustand der Muskulatur zu erfassen und die gesammelten Informationen an Rückenmark und Gehirn zu senden. Die Aktivität der neuromuskulären Spindeln ist daher sehr wichtig, um sowohl Verletzungen durch übermäßige Dehnung zu vermeiden, einen normalen Muskeltonus aufrechtzuerhalten als auch flüssige Bewegungen harmonisch und kontrolliert auszuführen.
Alle Skelettmuskeln, mit Ausnahme eines Kiefermuskels, enthalten in sich mehrere neuromuskuläre Spindeln, die besonders auf der Ebene der Kaumuskulatur, der Wirbelsäule, der Augen, der Gliedmaßen und der Hände konzentriert sind. Hier sind die etwa 5-10 mm langen neuromuskulären Spindeln parallel zu den gewöhnlichen Muskelfasern angeordnet und können dank dieser besonderen Anordnung "nebeneinander" den Grad der Dehnung erfassen.
Anatomie
Die neuromuskuläre Spindel besteht aus einer Bindegewebskapsel, die eine kleine Gruppe von Muskelfasern (4 bis 10) umgibt, die mit einer "speziellen" zytologischen Struktur ausgestattet sind; diese Fasern werden oft als intrafusal bezeichnet, um sie von den gewöhnlichen zu unterscheiden, die bei gleichen Bedingungen das Adjektiv "extrafusal" erhalten.
Die Physiologie der intrafusalen Fasern wird zunächst durch eine detaillierte Untersuchung ihrer anatomischen Struktur erläutert. An ihren Enden sind sie gewöhnlichen Fasern ziemlich ähnlich und enthalten daher kontraktile gestreifte Fibrillen. Der wirkliche Unterschied liegt in dem äquatorialen Teil, der vergrößert, frei von Myofibrillen und reich an dehnungsempfindlichen sensorischen Enden ist, eingetaucht in eine gallertartige Substanz.
Aus diesem Grund sagt man, dass die Fasern der neuromuskulären Spindeln Effektor an den beiden Polen sind (sie kontrahieren als Reaktion auf einen Nervenreiz) und Emitter im Zentrum (von denen sie Informationen über den Dehnungszustand senden).
Anatomisch werden intrafusale Muskelfasern in Kernsackfasern (auch Bag- oder Pouchfasern genannt) und Kernkettenfasern unterteilt. Erstere haben einen vergrößerten zentralen Bereich, der reich an Kernen ist. Kernkettenfasern hingegen haben eine langgestreckte Kernverteilung, immer konzentriert in der äquatorialen Region, aber auch in der Peripherie ausgedehnt; sie sind auch kürzer und dünner als die vorherigen.
Aus anatomischer Sicht sind die sensorischen Abschlüsse der neuromuskulären Spindel angeordnet, teils durch Aufrollen bis zur Medianregion (Annulusspirale oder primäre Abschlüsse) und teils einen Bäumchenzweig in den benachbarten Regionen (Blüten- oder sekundäre Abschlüsse) bildend.
Die primären Abschlüsse sind dicker, haben eine hohe Leitungsgeschwindigkeit, gehören zur Klasse der Ia-Fasern und zweigen sowohl von den Sack- als auch von den Kernkettenfasern ab; die sekundären Abschlüsse, die zur Klasse der Typ-II-Fasern gehören, sind stattdessen dünner, weniger schnell in der Impulsausbreitung und innervieren hauptsächlich die Kernkettenfasern.
Aus physiologischer Sicht unterscheiden wir jedoch schnell leitende empfindliche Fasern (Typ Ia) und langsam leitende empfindliche Fasern (Typ II). Die ersteren sind, obwohl sie Abschlüsse an beiden Fasertypen aufweisen, ringförmige Spiralabschlüsse, die für die Beutelfasern dynamischer Kerne charakteristisch sind (siehe unten). Die langsameren Fasern II haben andererseits ringförmige spiralförmige Abschlüsse, die die Fasern in einen Beutel mit statischen Kernen und den Kettenfasern einwickeln; auch die geblühten Abschlüsse gehören in diese Kategorie.
Im Gegensatz zu extrafusalen Muskelfasern, die Input von Alpha-Motoneuronen erhalten, kontrahieren Spindelfasern unter der Wirkung von Gamma-Motoneuronen (Nervenfasern, die aus dem Vorderhorn des Rückenmarks stammen und durch ein reduziertes Kaliber gekennzeichnet sind).
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