Komórki Renshaw: charakterystyka i funkcje tych interneuronów

Komórki Renshawa to grupa hamujących interneuronów które są częścią naszych funkcji motorycznych rdzenia kręgowego.

Te komórki (nazwane na cześć pierwszej osoby, która je opisała, Birdsey Renshaw) były pierwszy typ interneuronów rdzenia kręgowego pod względem funkcjonalnym, morfologicznym i farmakologicznym zidentyfikowane. W tym artykule przyjrzymy się jego cechom.

• Powiązany artykuł: „Rodzaje neuronów: charakterystyka i funkcje"

Czym są komórki Renshawa?

Koncepcja komórek Renshaw została postulowana, gdy odkryto ją na podstawie sygnałów antydromowych (które poruszają się w kierunku przeciwnym do fizjologicznego) neuron ruchowy, który przemieszczał się obocznie do tyłu, od korzenia brzusznego do korzenia rdzeń kręgowyi że były interneurony strzelające z wysoką częstotliwością i powodujące hamowanie.

W kilku badaniach wykazano również, że te interneurony, komórki Renshawa, Byli stymulowani przez acetylocholinę z neuronów ruchowych., neuroprzekaźnik odpowiedzialny za generowanie potencjałów czynnościowych we włóknach mięśniowych w celu generowania ruchów skurczowych.

Kolejnym dowodem było odkrycie, że antydromiczna stymulacja włókien nerwowych również generowała potencjały czynnościowe w ciałach neuronów ruchowych wraz z hiperpolaryzacją (wzrostem wartości bezwzględnej potencjału błonowego komórki) innych grup neurony ruchowe.

Mechanizmy działania

Komórki Renshawa, zlokalizowane w rogach przednich rdzenia kręgowego, przekazują sygnały hamujące do otaczających neuronów ruchowych. Gdy tylko akson opuści ciało poprzedniego neuronu ruchowego, generują one boczne gałęzie, które wystają do sąsiednich komórek Renshaw.

Szczególnie interesująco zbadano, w jaki sposób komórki Renshawa łączą się z neuronami ruchowymi, a także ich rolę w modelach sieci ujemnego sprzężenia zwrotnego działających w różnych częściach układu nerwowego centralny.

neurony ruchowe α

neurony ruchowe α powodują duże włókna nerwu ruchowego (o średnicy średnio 14 nanometrów) i rozgałęziają się kilka razy wzdłuż swojego przebiegu, następnie wchodzą do mięśnia i unerwiają duże włókna mięśni szkieletowych.

Stymulacja jednego włókna nerwowego α pobudza od trzech do kilkuset włókien mięśni szkieletowych na dowolnym poziomie, określanych zbiorczo jako „jednostka motoryczna”.

Komórki Renshaw są związane z tym typem neuronu ruchowego na dwa sposoby. Z jednej strony, przez otrzymanie sygnału pobudzającego z aksonu neuronu ruchowego, gdy tylko opuści korzeń silnika; w ten sposób komórki „wiedzą”, czy neuron ruchowy jest mniej lub bardziej aktywowany (odpalanie potencjałów czynnościowych)

Dla innego, poprzez hamujące dostarczanie aksonówdo synapsy z ciałem komórki początkowego neuronu ruchowego lub z innym neuronem ruchowym α z tej samej grupy ruchowej lub z obydwoma.

Wydajność transmisji synaptycznej między aksonami neuronów ruchowych α a komórkami Renshawa wynosi bardzo wysoka, ponieważ ta ostatnia może być aktywowana, chociaż seriami o krótszym czasie trwania, dla jednego neuron ruchowy. Wyładowania są generowane przez długotrwałe pobudzające potencjały postsynaptyczne.

interneurony

Interneurony są obecne we wszystkich obszarach istoty szarej rdzenia, zarówno w rogach przednich, jak iw leżących między nimi rogach tylnych i pośrednich. Komórek tych jest znacznie więcej niż neuronów ruchowych.

Są niewielkich rozmiarów i mają bardzo pobudliwy charakter, podobnie jak oni Są w stanie spontanicznie emitować do 1500 wyładowań na sekundę. Mają między sobą wiele połączeń, a wiele z nich, jak w przypadku komórek Renshaw, nawiązuje bezpośrednie synapsy z neuronami ruchowymi.

Obwód Renshawa

Komórki Renshaw hamują aktywność neuronów ruchowych, ograniczając bezpośrednio częstotliwość ich stymulacji wpływa na siłę skurczu mięśnia. Oznacza to, że zakłócają pracę neuronów ruchowych, zmniejszając siłę skurczu mięśni.

W pewnym sensie ten mechanizm może być korzystny, ponieważ pozwala nam kontrolować ruchy, aby nie wyrządzić niepotrzebnych szkódwykonywać precyzyjne ruchy itp. Jednak w niektórych sportach wymagana jest większa siła, szybkość lub eksplozywność, a mechanizm działania komórek Renshaw może utrudniać te cele.

W sportach wymagających wybuchowych lub szybkich akcji, system komórek Renshaw jest hamowany przez ośrodkowy układ nerwowy, tak że a większa siła skurczu mięśnia (co nie oznacza, że ​​komórki Renshawa automatycznie się zatrzymują funkcjonować).

Co więcej, system ten nie zawsze działa jednakowo. Wydaje się, że w młodym wieku nie jest bardzo rozwinięty; widzimy to na przykład, gdy dziecko próbuje rzucić piłkę innemu chłopcu, który znajduje się w niewielkiej odległości, ponieważ zwykle na początku zrobi to z dużo większą siłą, niż to konieczne. Wynika to po części z niewielkiego „działania” komórek Renshaw.

Ten system interneuronów hamujących rozwija się i kształtuje w czasie, biorąc pod uwagę potrzebę samego układu mięśniowo-szkieletowego do wykonywania mniej lub bardziej precyzyjnych czynności. Dlatego jeśli będziemy potrzebowali wykonać precyzyjne działania, system ten zostanie zauważony i dalej rozwijany; i odwrotnie, jeśli zdecydujemy się na bardziej gwałtowne lub wybuchowe ruchy i działania.

Funkcje mózgu i motoryczne

Poza komórkami Renshaw i na innym poziomie złożoności, zachowanie naszych mięśni jest kontrolowane przez mózg, głównie przez jego zewnętrzny obszar, korę mózgową.

On główny obszar motoryczny (znajduje się w centrum naszych głów), odpowiada za kontrolowanie zwykłych ruchów, takich jak chodzenie czy bieganie; oraz drugorzędny obszar motoryczny, odpowiedzialny za regulację drobnych i bardziej skomplikowanych ruchów, takich jak te niezbędne do wydawania mowy lub gry na gitarze.

Kolejnym ważnym obszarem kontroli, programowania i kierowania naszymi ruchami jest obszar przedruchowy., region kory ruchowej, który przechowuje programy motoryczne, których nauczyliśmy się dzięki naszym doświadczeniom.

Wraz z tym regionem znajdujemy również dodatkowy obszar motoryczny, odpowiedzialny za inicjowanie, programowanie, planowanie i koordynację złożonych ruchów.

Na koniec warto zwrócić uwagę na móżdżek, obszar mózgu odpowiedzialny wraz z jądra podstawne, aby rozpocząć nasze ruchy i utrzymać napięcie mięśniowe (stan lekkiego napięcia, aby pozostać wyprostowanym i gotowym poruszać), ponieważ otrzymuje aferentne informacje o położeniu kończyn i stopniu skurczu muskularny.

Odniesienia bibliograficzne:

• Renshaw, B. (1946). Ośrodkowe skutki impulsów dośrodkowych w aksonach brzusznych korzeni rdzenia kręgowego. Journal of Neurophysiology, 9, s. 191 - 204.