Motorna ili motorna jedinica je grupa vlakana koja su inervirana jednim motornim neuronom. Broj vlakana uključenih u jednu jedinicu može varirati ovisno o funkciji mišića. Što manji pokreti pruža, to je motorna jedinica manja i manje napora je potrebno da se ona uzbudi.
Motorne jedinice: njihova klasifikacija
Postoji važna tačka u proučavanju ove teme. Postoje kriteriji po kojima se svaka motorna jedinica može okarakterizirati. Fiziologija kao nauka razlikuje dva kriterijuma:
- brzina kontrakcije kao odgovor na provođenje impulsa;
- brzina zamora.
Prema tome, na osnovu ovih pokazatelja mogu se razlikovati tri tipa motornih jedinica.
- Sporo, ne zamorno. Njihovi motorni neuroni sadrže mnogo mioglobina, koji ima visok afinitet prema kiseoniku. Mišići koji imaju veliki broj sporih motornih neurona nazivaju se crvenim zbog njihove specifične boje. Oni su neophodni za održavanje držanja osobe i održavanje ravnoteže.
- Brzo, umorno. Takvi mišići su u stanju izvesti veliki broj kontrakcija u kratkom vremenskom periodu. Njihova vlakna sadrže mnogo energetskog materijala iz kojeg se oksidativnom fosforilacijom mogu dobiti ATP molekuli.
- Brzo, otporno na zamor. Ova vlakna sadrže malo mitohondrija, a ATP nastaje zbog razgradnje molekula glukoze. Ovi mišići se zovu bijeli jer im nedostaje mioglobin.
Jedinice prve vrste
Motorička jedinica prvog tipa ili spora neumorna, najčešće se nalazi u velikim mišićima. Takvi motoneuroni imaju nizak prag ekscitacije i brzinu nervnog impulsa. Centralni proces nervne ćelije grana se u svom terminalnom delu i inervira malu grupu vlakana. Učestalost pražnjenja sporih motornih jedinica je od šest do deset impulsa u sekundi. Motorni neuron može održavati ovaj ritam nekoliko desetina minuta.
Snaga i brzina kontrakcije motornih jedinica prvog tipa je jedan i po puta manja nego kod ostalih tipova motornih jedinica. Razlog za to je niska stopa formiranja ATP-a i sporo oslobađanje jona kalcija u vanjsku ćelijsku membranu radi vezivanja za troponin.
Jedinice druge vrste
Motorička jedinica ovog tipa ima veliki motorni neuron sa debelim i dugim aksonom koji inervira veliki snop mišićnih vlakana. Ove nervne ćelije imaju najviši prag ekscitacije i najveću brzinu nervnih impulsa.
Na maksimalnom naponumišića, frekvencija nervnih impulsa može doseći pedeset u sekundi. Ali motorni neuron nije u stanju zadržati takvu brzinu provodljivosti dugo vremena, pa se brzo umori. Snaga i brzina kontrakcije mišićnog vlakna drugog tipa veća je od one prethodne, jer je broj miofibrila u njemu veći. Vlakna sadrže mnogo enzima koji razgrađuju glukozu, ali manje mitohondrija, proteina mioglobina i krvnih sudova.
Jedinice trećeg tipa
Motorna jedinica trećeg tipa odnosi se na brza, ali otporna na umor mišićna vlakna. Prema svojim karakteristikama, trebao bi zauzimati srednju vrijednost između prve vrste motornih jedinica i druge. Mišićna vlakna takvih mišića su jaka, brza i izdržljiva. Oni mogu koristiti i aerobne i anaerobne puteve za izvlačenje energije.
Odnos brzih i sporih vlakana je genetski određen i može se razlikovati od osobe do osobe. Zato je neko dobar u trčanju na duge staze, neko lako savlada sprint stotinu metara, a neko je pogodniji za dizanje tegova.
Refleks istezanja i bazen motornih neurona
Kada istegnete bilo koji mišić, spora vlakna prva reaguju. Njihovi neuroni ispaljuju do deset impulsa u sekundi. Ako se mišić nastavi istezati, tada će se frekvencija generiranih impulsa povećati na pedeset. To će dovesti do kontrakcije treće vrste motoričkih jedinica i desetostruko povećati snagu mišića. Atdalje rastezanje će povezati motorna vlakna drugog tipa. Ovo će pomnožiti snagu mišića za još četiri do pet puta.
Jedinicu motornog mišića kontroliše motorni neuron. Skup nervnih ćelija koji čine jedan mišić naziva se bazen motornih neurona. Jedan bazen može istovremeno sadržavati neurone iz različitih kvalitativnih i kvantitativnih manifestacija motoričkih jedinica. Zbog toga se dijelovi mišićnih vlakana ne aktiviraju istovremeno, već kako raste napetost i brzina nervnih impulsa.
Princip veličine
Motorička jedinica mišića, u zavisnosti od njenog tipa, kontrahuje se samo kada se dostigne određeni prag opterećenja. Redoslijed pobuđivanja motoričkih jedinica je stereotipan: prvo se skupljaju mali motorni neuroni, a zatim nervni impulsi postupno stižu do velikih. Ovaj obrazac je sredinom dvadesetog veka uočio Edwood Henneman. On je to nazvao "principom veličine."
Brown i Bronk su pola veka ranije objavili svoje radove o proučavanju principa rada mišićnih jedinica različitih tipova. Oni su predložili da postoje dva načina za kontrolu kontrakcija mišićnih vlakana. Prvi od njih je da se poveća frekvencija nervnih impulsa, a drugi da se u proces uključi što više motornih neurona.
