Les fuseaux musculaires sont des organes sensoriels qui appartiennent au groupe des propriocepteurs et détectent l'état d'étirement et le changement d'étirement des muscles squelettiques et délivrent les signaux générés aux fibres nerveuses Ia afférentes rapides. Les fuseaux musculaires ont également des connexions nerveuses efférentes qui contrôlent leur sensibilité. Via la boucle de fuseau gamma, les fuseaux musculaires servent également à contrôler la longueur musculaire et le muscle associé contractions.
Qu'est-ce qu'un fuseau musculaire?
Les fuseaux musculaires, en leur qualité de capteurs de l'état d'étirement des muscles squelettiques, appartiennent au groupe des propriocepteurs, à l'aide desquels une image de position de la position des membres individuels et du corps est créée dans le cerveau centres. Dans le même temps, l'image de position et les fuseaux musculaires sont utilisés pour le contrôle des mouvements conscients et inconscients - y compris le contrôle des muscles réflexes. Les fuseaux musculaires ont des propriétés proportionnelles et différentielles en tant que capteurs. Cela signifie qu'ils détectent à la fois les états d'étirement statiques des muscles individuels et le taux dynamique de changement de leur étirement et les transmettent via les fibres nerveuses afférentes Ia, qui ont la vitesse de conduction la plus élevée du corps humain. La fréquence distribution des fuseaux musculaires dans les muscles squelettiques individuels fournit une mesure des capacités de contrôle de la motricité fine ou globale du muscle. Par exemple, le quadriceps (Musculus quadriceps femoris), qui est un jambe extenseur attaché à l'avant du cuisse, a 500 à 1,000 1 fuseaux musculaires. Ils sont noyés entre les fibres musculaires des muscles squelettiques, parallèlement à l'orientation des fibres musculaires, et atteignent une longueur de 3 à XNUMX millimètres.
Anatomie et structure
Le noyau des fuseaux musculaires est formé par un faisceau de cinq à dix fibres musculaires intrafusales striées et sont enfermés dans un tissu conjonctif gaine. Les fibres musculaires intrafusales se trouvent exclusivement dans les fuseaux musculaires. Leur particularité est qu'ils sont contractiles, c'est-à-dire actifs, à chacune de leurs extrémités, tandis que leur section médiane est extensible et s'adapte passivement à l'état d'étirement du muscle squelettique. La partie médiane passive des fuseaux musculaires se compose de fibres de sac central et de fibres de chaîne centrale. Lorsque le muscle se contracte, le fuseau musculaire se raccourcit également. Les fibres du sac central se gonflent un peu, ce qui fait épaissir la partie centrale du fuseau musculaire. Pour capturer la dynamique du changement, les fibres du sac central sont enveloppées exclusivement par des fibres nerveuses afférentes Ia à conduction rapide, qui répondent à tout changement d'épaisseur. Les fibres de la chaîne centrale, qui détectent l'état d'étirement le plus statique du muscle, sont également connectées aux fibres nerveuses Ia, mais sont en outre connectées à des fibres afférentes de classe II comme innervation secondaire. Les fibres de classe II ont une sensibilité plus faible et conduisent les impulsions plus lentement que les fibres Ia. Les deux terminaisons contractiles des fibres musculaires intrafusales sont reliées à des neurones gamma efférents, à travers lesquels la sensibilité des fuseaux musculaires et la cible de la contraction musculaire sont contrôlées.
Fonction et tâches
Les fuseaux musculaires exécutent simultanément plusieurs tâches et fonctions pour coordonner les mouvements de la motricité globale et fine, établir et maintenir des postures statiques et protéger les muscles squelettiques individuels contre les étirements excessifs. Les fuseaux musculaires font ainsi partie d'un système de contrôle et de régulation complexe. Un mouvement coordonné nécessite que des muscles spécifiques adoptent chacun un état d'étirement statique prédéterminé ou suivent un changement dynamique prédéterminé de l'état d'étirement. Les centres moteurs du cerveau peuvent effectuer ces tâches car les fuseaux musculaires remplissent simultanément la fonction passive d'un capteur et le rôle actif d'une cible pour le muscle. Via les terminaisons contractiles des fibres musculaires intrafusales, les fuseaux musculaires peuvent suivre et s'adapter à l'état d'étirement respectif des muscles ou générer le point de consigne pour le muscle. La longueur du muscle est modifiée par des commandes de contraction appropriées de telle sorte qu'un potentiel 0 est créé par rapport au fuseau musculaire. Dans ce cas, le muscle s'adapte au fuseau musculaire et non l'inverse. Pour remplir leur fonction de protection contre les étirements excessifs des muscles, les fuseaux musculaires prennent le contrôle de l'étirement involontaire réflexesDès que l'état d'étirement d'un muscle dépasse une certaine valeur seuil, qui est détectée par les fuseaux musculaires, cela déclenche un signal de contraction involontaire vers le muscle concerné, qui est également contrôlé par les fuseaux musculaires. Un exemple typique d'un tel réflexe de contraction est le réflexe du tendon rotulien. Un bref coup avec le marteau réflexe sur le tendon rotulien sous le rotule signale brièvement un étirement excessif du quadriceps, ce qui conduit au réflexe de contraction lorsque le jambe effectue une contraction involontaire en direction de extension de la jambe.
Maladies
Les maladies morphologiques indépendantes affectant explicitement les fuseaux musculaires ne sont pas connues. Cela est probablement dû au fait que les fuseaux musculaires sont des fibres musculaires spécialisées qui ont tendance à suivre les maladies des muscles dans lesquels ils sont intégrés. D'abord et avant tout, les atrophies musculaires causées par une sous-utilisation des muscles. Le muscle correspondant régresse en raison de la sous-utilisation et, en parallèle, les fuseaux musculaires régressent également. L'atrophie musculaire est souvent causée par des maladies nerveuses ou par des lésions des motoneurones correspondants, dont le muscle ne peut plus recevoir d'impulsions. Un exemple d'atrophie musculaire induite par neurogénicité est la sclérose latérale amyotrophique (ALS). Il s'agit d'une maladie dégénérative non curable du moteur système nerveux. Une autre maladie rare est atrophie musculaire spinale, qui est causée par une perte graduelle progressive de la motricité nerfs dans la corne antérieure du moelle épinière. Un certain nombre de maladies qui entraînent des modifications des plaques motrices dans les fibres musculaires intrafusales des fuseaux musculaires sont également dues à des troubles et maladies neurologiques. Il existe un lien croisé entre la lutte contre Alzheimer maladie et le fonctionnement des fuseaux musculaires. Un groupe de chercheurs berlinois a découvert que l'enzyme bêta-sécrétase, responsable des dépôts de protéines nocifs Alzheimer, est apparemment important pour l'efficacité fonctionnelle des fuseaux musculaires, de sorte que la suppression de l'enzyme chez les patients atteints de la maladie d'Alzheimer devrait également causer coordination troubles du mouvement.
