Motor oder motorische Einheit ist eine Gruppe von Fasern, die von einem einzelnen Motoneuron innerviert werden. Die Anzahl der in einer Einheit enth altenen Fasern kann je nach Funktion des Muskels variieren. Je kleiner die Bewegungen sind, desto kleiner ist die motorische Einheit und desto weniger Anstrengung ist erforderlich, um sie zu erregen.
Motorische Einheiten: ihre Klassifikation
Es gibt einen wichtigen Punkt beim Studium dieses Themas. Es gibt Kriterien, nach denen jede motorische Einheit charakterisiert werden kann. Die Physiologie als Wissenschaft unterscheidet zwei Kriterien:
- Kontraktionsgeschwindigkeit als Reaktion auf Impulsleitung;
- Ermüdungsgeschwindigkeit.
Anhand dieser Indikatoren können dementsprechend drei Arten von motorischen Einheiten unterschieden werden.
- Langsam, nicht ermüdend. Ihre Motoneuronen enth alten viel Myoglobin, das eine hohe Affinität zu Sauerstoff hat. Muskeln mit einer großen Anzahl langsamer Motoneuronen werden aufgrund ihrer spezifischen Farbe als rot bezeichnet. Sie sind notwendig, um die H altung einer Person aufrechtzuerh alten und sie im Gleichgewicht zu h alten.
- Schnell, müde. Solche Muskeln können in kurzer Zeit eine große Anzahl von Kontraktionen ausführen. Ihre Fasern enth alten viel Energiestoff, aus dem durch oxidative Phosphorylierung ATP-Moleküle gewonnen werden können.
- Schnell, ermüdungsresistent. Diese Fasern enth alten wenige Mitochondrien, und ATP wird durch den Abbau von Glukosemolekülen gebildet. Diese Muskeln werden weiß genannt, weil ihnen Myoglobin fehlt.
Einheiten erster Art
Motorische Einheit des ersten Typs oder langsam unermüdlich, am häufigsten in großen Muskeln zu finden. Solche Motoneuronen haben eine niedrige Erregungsschwelle und die Geschwindigkeit des Nervenimpulses. Der Zentralfortsatz der Nervenzelle verzweigt sich in seinem Endabschnitt und innerviert eine kleine Gruppe von Fasern. Die Häufigkeit der Entladungen an langsame motorische Einheiten beträgt sechs bis zehn Impulse pro Sekunde. Das Motoneuron kann diesen Rhythmus mehrere zehn Minuten lang aufrechterh alten.
Die Stärke und Kontraktionsgeschwindigkeit der motorischen Einheiten des ersten Typs ist eineinhalb Mal geringer als die anderer Typen von motorischen Einheiten. Grund dafür ist die geringe ATP-Bildungsrate und die langsame Abgabe von Calciumionen an die äußere Zellmembran zur Bindung an Troponin.
Einheiten zweiter Art
Motorische Einheit dieses Typs hat ein großes Motoneuron mit einem dicken und langen Axon, das ein großes Bündel Muskelfasern innerviert. Diese Nervenzellen haben die höchste Erregungsschwelle und die höchste Nervenimpulsgeschwindigkeit.
Bei maximaler SpannungMuskeln kann die Frequenz der Nervenimpulse fünfzig pro Sekunde erreichen. Das Motoneuron ist jedoch nicht in der Lage, eine solche Leitungsgeschwindigkeit lange aufrechtzuerh alten, daher wird es schnell müde. Die Stärke und Kontraktionsgeschwindigkeit der Muskelfaser des zweiten Typs ist höher als die des vorherigen, da die Anzahl der darin enth altenen Myofibrillen größer ist. Ballaststoffe enth alten viele Enzyme, die Glukose abbauen, aber weniger Mitochondrien, Myoglobinprotein und Blutgefäße.
Einheiten vom dritten Typ
Motorische Einheit des dritten Typs bezieht sich auf schnelle, aber ermüdungsresistente Muskelfasern. Gemäß seinen Eigenschaften sollte es einen Zwischenwert zwischen dem ersten Typ von Motoreinheiten und dem zweiten einnehmen. Die Muskelfasern solcher Muskeln sind stark, schnell und robust. Sie können sowohl aerobe als auch anaerobe Wege nutzen, um Energie zu gewinnen.
Das Verhältnis von schnellen und langsamen Fasern ist genetisch bedingt und kann von Person zu Person unterschiedlich sein. Deshalb ist jemand gut im Langstreckenlauf, jemand überwindet leicht den Sprint von hundert Metern und jemand ist besser für das Gewichtheben geeignet.
Stretchreflex und Motoneuronenpool
Bei der Dehnung eines Muskels reagieren zuerst die langsamen Fasern. Ihre Neuronen feuern bis zu zehn Impulse pro Sekunde. Wenn sich der Muskel weiter dehnt, erhöht sich die Frequenz der erzeugten Impulse auf fünfzig. Dies führt zu einer Kontraktion der dritten Art von motorischen Einheiten und erhöht die Kraft des Muskels um das Zehnfache. Beimweiteres Dehnen verbindet Motorfasern des zweiten Typs. Dadurch wird die Kraft des Muskels um das weitere Vier- bis Fünffache erhöht.
Die motorische Muskeleinheit wird von einem Motoneuron gesteuert. Die Gruppe von Nervenzellen, die einen Muskel bilden, wird als Motoneuronenpool bezeichnet. Ein Pool kann gleichzeitig Neuronen aus verschiedenen qualitativen und quantitativen Manifestationen von motorischen Einheiten enth alten. Aus diesem Grund werden Muskelfaserabschnitte nicht gleichzeitig aktiviert, sondern mit zunehmender Spannung und Geschwindigkeit der Nervenimpulse.
Größenprinzip
Die motorische Einheit eines Muskels kontrahiert je nach Typ erst ab einer bestimmten Schwellenbelastung. Die Reihenfolge der Erregung motorischer Einheiten ist stereotyp: Zuerst ziehen sich kleine Motoneuronen zusammen, dann erreichen Nervenimpulse allmählich große. Dieses Muster wurde Mitte des 20. Jahrhunderts von Edwood Henneman bemerkt. Er nannte es das „Prinzip der Größe“.
Brown und Bronk vor einem halben Jahrhundert veröffentlichten ihre Arbeiten zur Untersuchung des Funktionsprinzips von Muskeleinheiten verschiedener Typen. Sie schlugen vor, dass es zwei Möglichkeiten gibt, die Kontraktionen von Muskelfasern zu kontrollieren. Die erste besteht darin, die Frequenz der Nervenimpulse zu erhöhen, und die zweite darin, möglichst viele Motoneuronen in den Prozess einzubeziehen.
