Motoneuronen: Eigenschaften, Typen und Krankheiten

Motoneuronen oder Motoneuronen sind die Nervenzellen, die Nervenimpulse vom Zentralnervensystem nach außen treiben. Seine Hauptfunktion ist die Kontrolle der Effektororgane, hauptsächlich der Skelettmuskulatur und der glatten Muskulatur der Drüsen und Organe.

Sie sind effizient, dh sie senden Nachrichten an andere Nervenzellen (afferente Neuronen sind diejenigen, die Informationen empfangen).

Diese Neuronen befinden sich im Gehirn, hauptsächlich im Bereich 4 von Brodmann, und im Rückenmark.

Das Gehirn ist das Organ, das die Muskeln bewegt. Diese Aussage mag sehr einfach erscheinen, aber in Wirklichkeit ist Bewegung (oder Verhalten) ein Produkt des Nervensystems. Um die richtigen Bewegungen auszulösen, muss das Gehirn wissen, was in der Umgebung passiert.

Auf diese Weise verfügt der Körper über spezialisierte Zellen zur Erkennung von Umweltereignissen. Unser Gehirn ist flexibel und passt sich an, sodass wir je nach den Umständen und den Erfahrungen in der Vergangenheit unterschiedlich reagieren können.

Diese Fähigkeiten sind durch die Milliarden von Zellen in unserem Nervensystem möglich. Eine dieser Zellen sind sensorische Neuronen, die Informationen aus der Umgebung erfassen. Während Motoneuronen diejenigen sind, die die Kontraktion der Muskeln oder die Sekretion der Drüsen als Reaktion auf bestimmte Reize steuern.

Motoneuronen unterscheiden sich von Sinnesneuronen dadurch, dass diese afferent sind, dh Informationen von den Sinnesorganen an das Zentralnervensystem übertragen.

Neuere Forschungen haben ergeben, dass Motoneuronen nicht nur passive Empfänger von Motorbefehlen sind, sondern auch komplexer als wir denken. Sie scheinen vielmehr eine grundlegende Rolle in den Kreisläufen zu spielen, die das Motorverhalten selbst erzeugen.

Klassifikation von Motoneuronen

Die Motoneuronen können nach dem Gewebe klassifiziert werden, das sie innervieren. Daher gibt es verschiedene Typen, die im Folgenden beschrieben werden.

Somatische Motoneuronen

Die Bewegung des Bewegungsapparates ist dank der Synchronität zwischen Kontraktion und Entspannung bestimmter Muskeln möglich. Diese werden Skelettmuskeln genannt und bestehen aus gestreiften Fasern.

Der gestreifte Muskel ist derjenige, der die Mehrheit der Körpermasse bildet. Es zeichnet sich durch bewusstes Handeln aus, dh es kann freiwillig gedehnt und zusammengezogen werden.

Diese koordinierten Bewegungen erfordern das Eingreifen zahlreicher Nervenfasern. Dadurch werden bestimmte sehr komplexe Bewegungen des Skeletts erreicht.

Jedes somatische Motoneuron hat seinen Zellkörper im Zentralnervensystem und seine Axone (Nervenverlängerungen) erreichen die Muskeln. Einige Studien haben gezeigt, dass bestimmte Axone eine Länge von einem Meter haben.

Axone bilden motorische Nerven. Zwei Beispiele sind der N. medianus und der N. ulnaris, die sich vom Halswirbel bis zur Fingermuskulatur erstrecken.

Somatische Motoneuronen führen nur eine Synapse außerhalb des Zentralnervensystems aus. Aus diesem Grund werden sie monosynaptisch genannt. Führen Sie die Synapse präzise mit Muskelfasern durch, und zwar über eine spezielle Struktur, die als neuromuskuläre Verbindung bezeichnet wird (siehe unten).

Abhängig von der Position werden diese Neuronen unterteilt in:

- Oberes Motoneuron: Es befindet sich in der Großhirnrinde. Es hat Nervenenden, die den Pyramidenweg bilden, der zum Rückenmark führt.

- Unteres Motoneuron: Es befindet sich im vorderen Horn des Rückenmarks. Zu diesem Zeitpunkt sind die Neuronen in Kreisläufen organisiert, die an automatischen, stereotypen Bewegungen, Reflexen und unwillkürlichen Bewegungen beteiligt sind. Zum Beispiel Niesen oder der Rückzugsreflex eines schmerzhaften Reizes.

Die Motoneuronen dieser Schaltkreise sind in Kernen organisiert, die in Längssäulen angeordnet sind, die 1 bis 4 Wirbelsäulensegmente einnehmen können.

Abhängig von den Muskelfasern, die innervieren, können somatische Motoneuronen in folgende Kategorien eingeteilt werden:

- Alpha- Motoneuronen : Sie haben eine große Größe und eine Fahrgeschwindigkeit von 60-130 m / s. Sie innervieren die Muskelfasern des Skelettmuskels (sogenannte Extrafusionsfasern) und befinden sich im Ventralhorn des Rückenmarks. Diese Fasern sind das Hauptelement der Kraftentfaltung im Muskel.

Diese Neuronen sind für die willkürliche Kontraktion des Skelettmuskels verantwortlich. Darüber hinaus unterstützen sie den Muskeltonus, der zur Aufrechterhaltung des Gleichgewichts und der Körperhaltung erforderlich ist.

- Beta- Motoneuronen : Innervieren sowohl die extrafusalen als auch die intrafusalen Fasern. Das heißt, innerhalb und außerhalb der Muskelspindel. Dies ist der sensorische Rezeptor des Muskels und ist für die Übertragung von Informationen über die Länge der Extension verantwortlich.

- Gamma-Motoneuronen: intrafusale Fasern innervieren. Sie sind für die Regulierung der Empfindlichkeit gegenüber Muskelkontraktionen verantwortlich. Sie aktivieren die sensorischen Neuronen der Muskelspindel und den osteotendinösen Reflex, der als Schutz vor übermäßiger Dehnung wirkt. Es wird auch versucht, den Muskeltonus aufrechtzuerhalten.

Viszerale Motoneuronen

Einige Bewegungen der Muskelfasern werden vom Subjekt nicht bewusst gesteuert, wie dies bei der Bewegung unseres Herzens oder unseres Magens der Fall ist. Die Kontraktion und Relaxation dieser Fasern ist unwillkürlich.

Dies geschieht in der sogenannten glatten Muskulatur, die in zahlreichen Organen vorhanden ist. Viszerale Motoneuronen innervieren diesen Muskeltyp. Dazu gehören der Herzmuskel sowie die Eingeweide und Organe des Körpers, wie der Darm, die Harnröhre usw.

Diese Neuronen sind dysynaptisch, was bedeutet, dass sie zwei Synapsen außerhalb des Zentralnervensystems ausführen.

Neben der Synapse, die er mit den Muskelfasern durchführt, spielt er auch eine andere, die Neuronen der Ganglien des autonomen Nervensystems einbezieht. Diese senden Impulse an das Zielorgan, um die viszeralen Muskeln zu innervieren.

Spezielle viszerale Motoneuronen

Sie werden auch als verzweigte Motoneuronen bezeichnet, da sie die verzweigten Muskeln direkt innervieren. Diese Neuronen regulieren die Bewegung der Kiemen in Fischen. Während sie bei Wirbeltieren die mit der Bewegung von Gesicht und Hals verbundenen Muskeln innervieren.

Motoreinheitskonzept

Eine motorische Einheit ist eine funktionelle Einheit, die aus einem Motoneuron und den Muskelfasern besteht, die es innerviert. Diese Einheiten können klassifiziert werden als:

- Langsame motorische Einheiten (S-slow): Auch bekannt als rote Fasern, stimulieren kleine Muskelfasern, die sich langsam zusammenziehen. Diese Muskelfasern sind sehr widerstandsfähig gegen Ermüdung und zur Aufrechterhaltung der Muskelkontraktion geeignet. Sie dienen dazu, aufrecht zu bleiben (bei Bipidestación), ohne müde zu werden.

- Schnelle Müdigkeitsmotoreinheiten (FF-Fast Fatiguing): Diese sogenannten weißen Fasern stimulieren größere Muskelgruppen, ermüden jedoch schnell. Ihre Motoneuronen sind groß und sie haben hohe Leitungs- und Erregungsgeschwindigkeiten.

Diese motorischen Einheiten sind nützlich für Aktivitäten, die Energiestöße erfordern, wie z. B. Springen oder Laufen.

- Schnelle, ermüdungsresistente motorische Einheiten: regen Muskeln mit mäßiger Größe an, reagieren jedoch nicht so schnell wie die vorherigen. Sie liegen im Durchschnitt zwischen den S-Motor-Einheiten und den FFs. Sie zeichnen sich durch die aerobe Kapazität aus, die erforderlich ist, um Ermüdungserscheinungen für mehrere Minuten standzuhalten.

Krankheiten

Sie sind eine Reihe von neurologischen Störungen, die durch die fortschreitende Degeneration von Motoneuronen gekennzeichnet sind. Diese Krankheiten können danach klassifiziert werden, ob obere oder untere Motoneuronen betroffen sind.

Wenn das von den unteren Motoneuronen gesendete Signal unterbrochen wird, ist die Hauptfolge, dass die Muskeln nicht richtig funktionieren. Das Ergebnis dieser Störungen kann eine allgemeine Schwächung, pathologische Ausdünnung (Abmagerung) sowie Faszikulationen (unkontrollierbare Tics) sein.

Wenn die oberen Motoneuronen betroffen sind, kommt es zu Muskelsteifheit und Hyperreaktivität der Sehnenreflexe. Dies bezieht sich auf unwillkürliche Muskelkontraktionen, die intensiver als normal sind und als Ruckeln der Knie oder des Knöchels auftreten können.

Motoneuronerkrankungen können vererbt oder erworben werden. Sie treten normalerweise bei Erwachsenen und Kindern auf. Sie sind häufiger bei Männern als bei Frauen. Bei Erwachsenen treten Symptome nach dem 40. Lebensjahr auf.

Die Ursachen für Erkrankungen erworbener Motoneuronen sind im Allgemeinen unbekannt. Einige Fälle stehen jedoch im Zusammenhang mit Strahlung oder toxischer Exposition. Derzeit wird untersucht, ob diese Art von Krankheit mit der Autoimmunreaktion des Körpers auf Viren wie HIV zusammenhängt.

Als nächstes sehen Sie einige der häufigsten Motoneuronerkrankungen:

- Amitrophische Lateralsklerose (ALS): Sie betrifft die klassischen Motoneuronen und ist auch als Lou-Gehrin-Krankheit bekannt. Es handelt sich um eine degenerative Erkrankung, die hauptsächlich die Motoneuronen der Hirnrinde, des Trokoenzephalons und des Rückenmarks schädigt.

Patienten, die von ALS betroffen sind, entwickeln eine Muskelatrophie, die tödlich zu schwerer Lähmung führt, obwohl keine mentalen oder sensorischen Veränderungen vorliegen. Diese Krankheit ist berühmt geworden für den bekannten Wissenschaftler Stephen Hawking.

Menschen mit dieser Krankheit haben eine Schwäche und Abnutzung der Ballenmuskeln (diejenigen, die das Sprechen und Schlucken kontrollieren). Die Symptome treten zuerst in den Extremitäten und Muskeln des Schluckens auf. Es gibt auch übertriebene Reflexe, Krämpfe, Faszikulationen und Sprachprobleme.

- Progressive Lähmung des Bulbus: ist durch die Schwäche der Muskeln gekennzeichnet, die die Motoneuronen des unteren Teils des Hirnstamms innervieren. Diese Muskeln sind der Unterkiefer, das Gesicht, die Zunge und der Rachen.

Infolgedessen hat der Patient Schwierigkeiten beim Schlucken, Kauen und Sprechen. Es besteht ein hohes Erstickungs- und Aspirationsrisiko (Einatmen von Nahrungsmitteln oder Flüssigkeiten in die Atemwege).

Darüber hinaus haben betroffene Patienten Lach- oder Schreianfälle, die als emotionale Labilität bezeichnet werden.

- Pseudobulbäre Lähmung: Sie hat viele Merkmale mit der vorherigen Störung gemeinsam. Es zeigt eine fortschreitende Degeneration der oberen Motoneuronen, die zu einer Schwäche der Gesichtsmuskulatur führt.

Dies führt zu Problemen beim Sprechen, Kauen und Schlucken. Darüber hinaus können ernsthafte Stimme und Unbeweglichkeit der Sprache entwickelt werden.

- Primäre Lateralsklerose: Die oberen Motoneuronen sind betroffen. Die Ursache ist unbekannt und tritt häufiger bei Männern als bei Frauen auf. Es beginnt nach ungefähr 50 Jahren.

Es kommt zu einer allmählichen Degeneration der Nervenzellen, die die freiwillige Bewegung steuern. Diese Zellen befinden sich in der Großhirnrinde, in der die höheren mentalen Funktionen ausgeführt werden.

Diese Krankheit ist dadurch gekennzeichnet, dass die Muskeln von Beinen, Rumpf, Armen und Händen steif werden.

Patienten haben Probleme mit dem Gleichgewicht, Schwäche, Langsamkeit und Spastik in den Beinen. Gesichtsmuskeln können betroffen sein und Dysarthrie hervorrufen (Schwierigkeit, Laute und Worte zu artikulieren).

- Progressive Muskelatrophie: Bei dieser Krankheit kommt es zu einer langsamen und progressiven Degeneration der unteren Motoneuronen. Es betrifft hauptsächlich die Hände und erstreckt sich dann auf die unteren Körperteile. Die Symptome sind Krämpfe, Tics und krankhafter Gewichtsverlust ohne ersichtlichen Grund.

- Wirbelsäulen-Muskelatrophie: ist eine Erbkrankheit, die die unteren Motoneuronen betrifft. Es kommt zu einer fortschreitenden Degeneration der vorderen Hornzellen des Rückenmarks. Es wirkt sich stärker auf die Beine und Hände aus. Es kann Varianten nach Alter, Vererbungsmustern und Schweregrad der Symptome aufweisen.

- Postpolio-Syndrom: Es ist eine Störung, die durch eine fortschreitende Schwäche gekennzeichnet ist. Es verursacht Schmerzen und Müdigkeit in den Muskeln und tritt Jahre nach einer akuten paralytischen Poliomyelitis auf.