Golgi cīpslas orgāns un tā reflekss

Orgāns ir iegarens, saistaudu kapsulā ietverts veidojums muskuļa un cīpslas robežas apvidū. Kapsulas iekšienē kolagēna šķiedru kūlīši ir savīti savstarpēji un starp tiem savijas jutīgās nervu šķiedras galotnes bez mielīna apvalka.

Kad muskulis velk cīpslu, kolagēna kūlīši iztaisnojas un saspiež starp tiem esošās nervu galotnes. Mehāniskais spiediens atver jonu kanālus, rodas receptorpotenciāls un, sasniedzot slieksni, pa Ib šķiedru aizsākas impulsu virkne. Jo lielāks spēks, jo biežāki impulsi.

Viens orgāns nesaņem informāciju no visa muskuļa, bet tikai no neliela skaita muskuļa šķiedru, kas pie tā piestiprinās. Tāpēc smadzenes saņem ne tikai kopējo spēka rādītāju, bet arī informāciju par to, kā slodze sadalās muskuļa iekšienē.

Blakus kapsulai esošajos audos mēdz atrasties arī brīvas nervu galotnes, kas ziņo par sāpēm un audu bojājumu. Tāpēc cīpslas pārslodzes gadījumā smadzenes vienlaikus saņem divējādu informāciju: par spēku un par draudošu bojājumu, un abas kopā nosaka, cik lielu slodzi cilvēks vispār ir gatavs pielaist.

Golgi cīpslas reflekss ir divu vai vairāku sinapšu reflekss, un tas ir būtiska atšķirība no ceļa refleksa, kurā jutīgā šķiedra pārslēdzas tieši uz kustību neironu.

Tā kā ceļā ir starpneirons, refleksu var modulēt no augstākiem līmeņiem. Tas nozīmē, ka viena un tā pati cīpslas informācija dažādās situācijās var izraisīt atšķirīgu atbildi.

1. Muskulis saraujas un velk cīpslu.
2. Kolagēna šķiedras saspiež nervu galotnes cīpslas orgānā.
3. Pa Ib šķiedru impulsi nonāk muguras smadzeņu pelēkajā vielā.
4. Ib šķiedra ierosina kavējošo starpneironu.
5. Starpneirons nomāc paša muskuļa alfa kustību neironus, un saraušanās spēks samazinās.
6. Vienlaikus caur citu starpneironu tiek atbalstīts pretējas darbības muskulis.
7. Spēks stabilizējas jaunā, situācijai atbilstošā līmenī.

Abi refleksi darbojas vienlaikus un vienā muskulī, bet mēra pilnīgi dažādas lietas un dod pretējas sekas. Vārpstiņa reaģē uz stiepšanu un liek muskulim saspringt; cīpslas orgāns reaģē uz spēku un liek muskulim atslābt.

Kopā tie veido divu mainīgo regulēšanas sistēmu, kas līdzsvaro garumu un spēku. Ja darbotos tikai viens no tiem, muskulis vai nu bezgalīgi pretotos stiepšanai, vai nespētu noturēt stabilu slodzi.

Ilgus gadus mācību grāmatās Golgi cīpslas orgānu attēloja kā slieksni: it kā tas ieslēgtos tikai pie bīstami lielas slodzes un neļautu muskulim vai cīpslai pārplīst. Šis skaidrojums ir viegli iegaumējams, bet neatbilst tam, kā orgāns patiesībā darbojas.

Mērījumi rāda, ka cīpslas orgāns reaģē jau uz pavisam nelielu spēku, ja to rada paša muskuļa saraušanās. Turpretī pasīvi stiepjot atslābinātu muskuli, tas reaģē daudz vājāk, jo lielākā daļa stiepuma tiek uzņemta elastīgajos audos ap to.

Tādējādi tā galvenais uzdevums ir nevis glābšana ārkārtas brīdī, bet nepārtraukta spēka precizēšana. Papildus tas palīdz sadalīt slodzi vienmērīgi starp dažādām viena muskuļa daļām un pielāgot spēku, kad mainās virsmas vai priekšmeta īpašības.

Viens no interesantākajiem atklājumiem kustību fizioloģijā ir tas, ka refleksa zīme var mainīties atkarībā no kustības fāzes. Stāvot uz vietas vai muskulim strādājot izolēti, Ib signāls savu muskuli kavē.

Turpretī soļojot, brīdī, kad kāja balstās uz zemes, tas pats signāls no kājas atliecēju muskuļiem var atbalstīt to saraušanos, nevis to nomākt. Praktiski tas ir loģiski: jo lielāka slodze uz balsta kāju, jo stiprāk tai jātur ķermeņa svars, lai ceļgals nesalūztu.

Šī parādība parāda, ka muguras smadzeņu refleksi nav stingri iestatītas shēmas, bet gan pārslēdzamas programmas, kuru darbību nosaka kustību ģeneratoru tīkls un signāli no smadzenēm.

Golgi cīpslas refleksu ikdienā atsevišķi nepārbauda, jo nav vienkāršas metodes, kā to izolēti izsaukt pie gultas. Tā stāvoklis tiek vērtēts netieši, pēc muskuļu tonusa, spēka regulēšanas precizitātes un koordinācijas.

Slimībās, kurās bojāti lielā diametra jutīgie nervi, piemēram, dažās polineiropātijās, cieš gan vārpstiņu, gan cīpslas orgānu signāli. Cilvēks tad zaudē izjūtu par to, cik stipri viņš spiež vai velk, priekšmeti izkrīt no rokām, gaita kļūst nedroša un pasliktinās tumsā, kad zūd redzes kompensācija.

Muguras smadzeņu vai galvas smadzeņu bojājumā mainās refleksu modulācija, un rodas spasticitāte. Klasiski aprakstītā „saliekamā naža" parādība, kad stipri paaugstināts pretestības tonuss pēkšņi zūd, vēsturiski tika skaidrota ar cīpslas orgāniem, lai gan mūsdienās galvenā loma tiek piedēvēta citām jutīgajām šķiedrām. Ar šiem stāvokļiem nodarbojas neirologs kopā ar fizikālās medicīnas ārstu un fizioterapeitu.

Praktiski svarīgi ir arī tas, ka spēka regulēšanas traucējumi bieži parādās agrāk nekā skaidrs muskuļu spēka zudums. Cilvēks vēl spēj pacelt smagumu, bet vairs nespēj to darīt saudzīgi un dozēti, piemēram, pārlej tasi vai pārāk stipri saspiež priekšmetus. Šī sūdzība ir vērtīga norāde neirologam, jo tā liecina par jutīgo, nevis kustību šķiedru bojājumu.

• Neirologs: nejutīgums, nestabila gaita, muskuļu tonusa pārmaiņas.
• Fizikālās un rehabilitācijas medicīnas ārsts: spasticitātes vadīšana.
• Fizioterapeits: spēka un koordinācijas atjaunošana pēc traumas.
• Sporta ārsts: atkārtotas cīpslu pārslodzes traumas.

Pētniecībā cīpslas orgānu darbību vērtē ar elektromiogrāfiju, reģistrējot muskuļa elektrisko aktivitāti brīdī, kad slodze tiek pēkšņi mainīta, kā arī ar mikroneirogrāfiju, kad plāns elektrods ievada tiešu ierakstu no atsevišķas jutīgās šķiedras.

Klīnikā izmanto pieejamākas metodes: elektroneirogrāfiju, kas parāda, vai biezās jutīgās šķiedras vada signālu normāli, un somatosensoro izraisīto potenciālu izmeklēšanu, kas rāda, vai signāls sasniedz smadzeņu garozu.

Pašu cīpslu un tās savienojumu ar muskuli novērtē ar ultrasonogrāfiju vai magnētisko rezonansi, ja ir aizdomas par plīsumu vai hronisku pārslodzi. Šie izmeklējumi rāda audu struktūru, nevis refleksa darbību, tāpēc tos izvēlas atkarībā no jautājuma.

Uz šo refleksu bieži atsaucas, skaidrojot, kāpēc pēc muskuļa sasprindzināšanas un tūlītējas atslābināšanas to izdodas izstiept tālāk nekā iepriekš. Mūsdienu pētījumi rāda, ka šī metode tiešām darbojas, bet pieauguma cēlonis visticamāk nav tikai īslaicīga cīpslas orgāna radīta kavēšana, bet arī izmainīta stiepuma panesamība un audu viskoelastīgās īpašības.

Praktisks secinājums paliek tas pats: lēna, kontrolēta kustība ar pilnīgu atslābināšanu pēc sasprindzinājuma ir drošāka un efektīvāka nekā strauja raustīšana, kas galvenokārt ierosina vārpstiņas un liek muskulim pretoties.

Spēka treniņā šis mehānisms izskaidro arī parādību, ka pieredzējis cilvēks spēj izmantot lielāku daļu sava muskuļa potenciāla nekā iesācējs. Daļa no treniņa pirmo nedēļu progresa nav muskuļa pieaugums, bet nervu sistēmas iemācīšanās mazāk bremzēt pašai sevi.

Vēl viena praktiska nianse attiecas uz ekscentrisko slodzi, kad muskulis strādā, vienlaikus tiekot stiepts, piemēram, lēni nolaižot smagumu. Šajā režīmā cīpslā rodas lielākais spriegums pie salīdzinoši nelielas nervu sistēmas aktivitātes, un tieši tāpēc ekscentriskie vingrinājumi tiek plaši izmantoti hronisku cīpslu pārslodzes slimību ārstēšanā. Tie jāveic lēni, ar pakāpeniski pieaugošu slodzi un fizioterapeita uzraudzībā, jo pārsteidzīga slodzes palielināšana dod pretēju rezultātu.