แผ่นประสาทและกล้ามเนื้อ: ชิ้นส่วนฟังก์ชั่นและโรค

แผ่นประสาทและกล้ามเนื้อ หรือที่รู้จักกันในนามชุมทางประสาทและกล้ามเนื้อคือการทำ synapse ระหว่างเซลล์ประสาทยนต์กับกล้ามเนื้อ ด้วยแรงกระตุ้นที่ส่งผ่านกล้ามเนื้อสามารถทำสัญญาหรือผ่อนคลาย

โดยเฉพาะอย่างยิ่งมันคือการเชื่อมต่อระหว่างปุ่มเทอร์มินัลของเซลล์ประสาทและเยื่อหุ้มของเส้นใยกล้ามเนื้อ ปุ่มเทอร์มินัลของเซลล์ประสาทเชื่อมต่อกับแผ่นเทอร์มินัลมอเตอร์ หลังอ้างถึงเมมเบรนที่ได้รับแรงกระตุ้นเส้นประสาทจากแผ่นประสาทและกล้ามเนื้อ

ไซแนปส์ประเภทนี้เป็นการศึกษามากที่สุดและเข้าใจง่ายที่สุด เพื่อควบคุมกล้ามเนื้อโครงร่างมอเตอร์เซลล์ประสาท (มอเตอร์เซลล์ประสาท) ซิงก์กับเซลล์กล้ามเนื้อ

ส่วนประกอบของแผ่นประสาทและกล้ามเนื้อ

จานประสาทและกล้ามเนื้อประกอบด้วยองค์ประกอบดังต่อไปนี้:

- มอเตอร์เซลล์ประสาท (motor neuron) เซลล์ประสาทนี้เรียกว่า presynaptic เพราะมันปล่อยกระแสประสาทหรือศักยภาพในการกระทำ โดยเฉพาะแรงกระตุ้นเส้นประสาทเดินทางผ่านแอกซอนของเซลล์ประสาทนี้ไปยังปุ่มเทอร์มินัลที่อยู่ใกล้กับกล้ามเนื้อมาก การเลิกจ้างดังกล่าวมีรูปวงรีที่มีความกว้างประมาณ 32 ไมครอน

mitochondria และองค์ประกอบอื่น ๆ ที่ช่วยให้การสร้างและการเก็บรักษา acetylcholine พบได้ที่ปุ่มขั้ว Acetylcholine เป็นสารสื่อประสาทหลักของการกระตุ้นกล้ามเนื้อ

ผู้เขียนหลายคนอ้างถึงองค์ประกอบนี้ว่า alpha motor neuron ซึ่งเป็นเซลล์ประสาทชนิดหนึ่งซึ่ง Axon ซิงก์กับเส้นใยกล้ามเนื้อโครงร่าง เมื่อเปิดใช้งานมันจะปล่อย acetylcholine ซึ่งทำให้เส้นใยกล้ามเนื้อหดตัว

- ช่องว่าง Synaptic หรือพื้นที่ synaptic ปุ่มขั้วของเซลล์ประสาทและกล้ามเนื้อไม่ได้สัมผัสโดยตรงมีช่องว่างเล็ก ๆ ระหว่างพวกเขา

- แผ่นมอเตอร์ ซึ่งประกอบด้วยเซลล์กล้ามเนื้อหนึ่งเซลล์หรือมากกว่า เซลล์เป้าหมายเหล่านี้ประกอบไปด้วยเส้นใยกล้ามเนื้อ

เส้นใยกล้ามเนื้อมีหลายประเภท เส้นใยกล้ามเนื้อที่ถูก innervated ในแผ่นประสาทและกล้ามเนื้อเรียกว่าเส้นใยกล้ามเนื้อ extrafusal พวกมันควบคุมโดย alpha motoneurons และรับผิดชอบต่อความแข็งแรงที่เกิดขึ้นจากการหดตัวของกล้ามเนื้อโครงร่าง

ซึ่งแตกต่างจากนี้มีเส้นใยกล้ามเนื้ออีกประเภทหนึ่งที่ตรวจจับการยืดกล้ามเนื้อและขนานกับเส้นใย extrafusal สิ่งเหล่านี้เรียกว่าเส้นใยกล้ามเนื้อในร่างกาย

เส้นใยกล้ามเนื้อประกอบด้วยมัดของกล้ามเนื้ออ่อนแรง myofibril แต่ละตัวเกิดจากเส้นใยของ actin และ myosin ทับซึ่งมีหน้าที่ในการหดตัวของกล้ามเนื้อ

Actin และ myosin เป็นโปรตีนที่สร้างพื้นฐานทางสรีรวิทยาของการเกร็งของกล้ามเนื้อ

เส้นใยของ myosin นั้นมีเส้นโครงเล็ก ๆ ที่เรียกว่า myosin crosslinking bridge พวกเขาเป็นตัวกลางระหว่าง myosin และ filaments ของ actin และเป็นองค์ประกอบที่เคลื่อนที่ได้ซึ่งทำให้เกิดการหดตัวของกล้ามเนื้อ

ชิ้นส่วนที่เป็นเส้นใยของแอคตินนั้นถูกทับและส่วนของไมโอซินนั้นจะถูกสังเกตว่าเป็นแถบสีเข้มหรือแถบยาว นี่คือเหตุผลที่กล้ามเนื้อโครงร่างมักถูกเรียกว่ากล้ามเนื้อโครงร่าง

Myosin สะพานเชื่อมโยงข้าม "แถว" ตามแนวเส้นใยของ Actin เพื่อให้เส้นใยกล้ามเนื้อสั้นลงเกร็ง

แผ่นประสาทและกล้ามเนื้อทำงานอย่างไร

แผ่นประสาทและกล้ามเนื้อตั้งอยู่ในร่องที่ผ่านพื้นผิวของเส้นใยกล้ามเนื้อ เมื่อการกระทำที่มีศักยภาพหรือแรงกระตุ้นไฟฟ้าเดินทางผ่านเซลล์ประสาทปุ่มเทอร์มินัลของมันจะปล่อยสารสื่อประสาทที่เรียกว่า acetylcholine

เมื่อจำนวนหนึ่งของ acetylcholine สะสมศักยภาพที่เรียกว่าแผ่นโลหะขั้วเกิดขึ้นในที่กล้ามเนื้อพังผืด depolarizes ศักยภาพนี้กว้างกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับเซลล์ประสาททั้งสอง

ศักยภาพของแผ่นปิดปลายมักก่อให้เกิดการกระตุ้นของเส้นใยกล้ามเนื้อขยายศักยภาพนี้ไปตามเส้นใยทั้งหมด ทำให้กล้ามเนื้อหดตัวหรือสั่นไหว

การสลับขั้วคือการลดศักยภาพของเยื่อหุ้มเซลล์ เมื่อเส้นใยกล้ามเนื้อ depolarizes ช่องแคลเซียมเริ่มเปิดให้แคลเซียมไอออนจะแทรกซึมอยู่ข้างใน ปรากฏการณ์นี้เป็นสิ่งที่ทำให้กล้ามเนื้อหดตัว

ทั้งนี้เนื่องจากแคลเซียมทำงานเป็นโคแฟคเตอร์ซึ่งช่วย myofibrils ในการสกัดพลังงานจาก ATP ที่อยู่ในไซโตพลาสซึม

แรงกระตุ้นเส้นประสาทเส้นเดียวจากเซลล์ประสาทยนต์ส่งผลให้กล้ามเนื้อหดตัวเพียงครั้งเดียว ผลกระทบทางกายภาพของแรงกระแทกเหล่านี้จะนานกว่าเซลล์ประสาทที่มีศักยภาพในการกระทำระหว่างสองเซลล์

นี่คือเนื่องจากความยืดหยุ่นของกล้ามเนื้อและเวลาที่จำเป็นในการกำจัดเซลล์ของแคลเซียม นอกจากนี้ผลกระทบทางกายภาพของชุดของแรงกระตุ้นเส้นประสาทสามารถสะสมนำไปสู่การหดตัวเป็นเวลานานของเส้นใยกล้ามเนื้อ

การหดตัวของกล้ามเนื้อไม่ได้เป็นปรากฏการณ์ของทั้งหมดหรือไม่มีอะไรเช่นเดียวกับการหดตัวของเส้นใยกล้ามเนื้อที่ทำขึ้นกล้ามเนื้อ ในทางตรงกันข้ามแรงสั่นสะเทือนจะพิจารณาจากความถี่การคายประจุเฉลี่ยของหน่วยมอเตอร์ต่างๆ

หากในช่วงเวลาหนึ่งพวกเขาปล่อยหน่วยยานยนต์จำนวนมากการหดตัวจะมีพลังมากขึ้นและถ้าพวกเขาปล่อยไม่กี่ก็จะอ่อนแอ

พยาธิสภาพของแผ่นประสาทและกล้ามเนื้อ

พยาธิสภาพของชุมทางประสาทและกล้ามเนื้อสามารถส่งผลกระทบต่อปุ่มขั้วของเซลล์ประสาทยนต์หรือเยื่อหุ้มของเส้นใยกล้ามเนื้อ ยกตัวอย่างเช่น botulism ก่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงและการยับยั้งในการปลดปล่อย acetylcholine ทั้งในกล้ามเนื้อโครงร่างและในระบบประสาทอัตโนมัติ

มันได้มาจากการกินอาหารที่มีการปนเปื้อนเป็นหลัก ภายในเวลาไม่กี่ชั่วโมงจะทำให้กล้ามเนื้ออ่อนแรงและก้าวหน้าอย่างรวดเร็ว

ในทางกลับกัน myasthenia gravis ซึ่งเป็นโรคทางประสาทและกล้ามเนื้อรู้จักกันดีที่สุดปรากฏขึ้นเนื่องจากการอักเสบของผู้รับ acetylcholine มันเกิดขึ้นจากแอนติบอดีที่ผู้ป่วยเหล่านี้มีการโจมตีที่รับเหล่านี้

อาการหลักของมันคือความอ่อนแอของกล้ามเนื้อโครงร่างโดยสมัครใจ เป็นที่สังเกตเป็นหลักในกล้ามเนื้อที่มีส่วนร่วมในการหายใจน้ำลายไหลและการกลืน; รวมถึงบนเปลือกตา

อีกตัวอย่างหนึ่งของพยาธิวิทยาของแผ่นประสาทและกล้ามเนื้อคือกลุ่มอาการของโรค Lambert-Eaton ซึ่งประกอบด้วยโรคภูมิต้านทานเนื้อเยื่อซึ่งระบบภูมิคุ้มกันจะโจมตีช่องแคลเซียมของเซลล์ประสาทมอเตอร์อย่างผิดพลาด

สิ่งนี้สร้างการเปลี่ยนแปลงในการเปิดตัวของ acetylcholine โดยเฉพาะอย่างยิ่งการแพร่กระจายของศักยภาพการกระทำของมอเตอร์ถูกบล็อค ความอ่อนแอของกล้ามเนื้อจะเห็นได้นอกจากเนื้องอก