Motorā vienība: neirons un tā muskuļšķiedras

Vienības uzbūvi ir vērts iztēloties kā koku: šūnas ķermenis muguras smadzenēs ir sakne, aksons stumbrs, sazarojumi muskulī zari, un katrs zars beidzas ar nervu un muskuļa savienojumu uz vienas šķiedras.

• Alfa motoneirona ķermenis muguras smadzeņu priekšējā ragā (cornu anterius) vai stumbra kustību kodolā.
• Aksons, kas iet priekšējā saknē un tālāk perifērajā nervā, parasti bieza, apvalkota, ātri vadoša šķiedra.
• Gala sazarojumi muskuļa iekšienē, katrs savai šķiedrai.
• Nervu un muskuļa savienojums jeb motorā gala plātnīte ar acetilholīna receptoriem.
• Pašas muskuļšķiedras, kas visas vienā vienībā pieder vienam un tam pašam tipam.

Spēka regulēšana notiek pēc noteiktas, ļoti paredzamas kārtības, ko sauc par izmēra principu. Tas nozīmē, ka mazās, viegli uzbudināmās vienības ieslēdzas pirmās, bet lielās, spēcīgās pievienojas tikai tad, kad vajadzīgs liels spēks.

1. Smadzeņu garoza un stumbra centri nosūta signālu uz muguras smadzeņu priekšējo ragu.
2. Vispirms ieslēdzas mazās, lēnās, nogurumizturīgās vienības, kas nodrošina stāju un vieglas kustības.
3. Pieaugot vajadzīgajam spēkam, pakāpeniski pievienojas arvien lielākas vienības.
4. Kad gandrīz visas vienības jau darbojas, spēku palielina, sūtot impulsus biežāk, līdz atsevišķie saraušanās viļņi saplūst vienmērīgā saraušanā.
5. Ilgstošā slodzē vienības mēdz strādāt pārmaiņus, un tas ļauj noturēt stāju ilgi bez pilnīga noguruma.

Vienības iedala pēc to muskuļšķiedru īpašībām. Sadalījums cilvēkiem nav vienāds un daļēji ir iedzimts, tāpēc vieni cilvēki ir dabiski izturīgāki, citi sprādzienveidīgāki, un treniņš šo attiecību maina tikai ierobežoti.

Iesācējam, kas sācis spēka treniņu, spēks pirmajās nedēļās pieaug jūtami, lai gan muskuļu apjoms vēl gandrīz nav mainījies. Iemesls ir nervu sistēmas pielāgošanās: uzlabojas spēja vienlaikus ieslēgt vairāk vienību, palielinās impulsu biežums, samazinās pretējo muskuļu nevajadzīgā pretdarbība un uzlabojas kustības tehnika.

Muskuļšķiedru šķērsgriezuma palielināšanās parādās vēlāk un prasa ilgāku regulāru slodzi. Tas izskaidro arī pretējo parādību: pēc traumas vai ilgstoša gultas režīma spēks krīt ātrāk, nekā sarūk muskuļa apjoms, jo vispirms pasliktinās tieši nervu sistēmas spēja muskuli pilnvērtīgi ieslēgt.

Motoro vienību sistēma neveidojas gatava. Augļa attīstības sākumā vienu muskuļšķiedru apgādā vairāku neironu galotnes, un tikai pirmajos mēnešos pēc dzimšanas liekās saites izzūd, līdz katrai šķiedrai paliek viens saimnieks. Šo atlasi vada pati muskuļa aktivitāte, un tieši tāpēc bērna kustību pieredze agrīnā vecumā ietekmē kustību precizitāti vēlāk.

Ar gadiem motoneironu skaits pakāpeniski samazinās. Zaudēto neironu atstātās šķiedras daļēji pārņem blakus esošie neironi, izaudzējot jaunus sazarojumus, tāpēc atlikušās vienības kļūst lielākas. Rezultāts ir mazāk, bet lielāku vienību, un tas nozīmē rupjāku spēka dozēšanu un sliktāku smalko kustību precizitāti.

Vienlaikus sarūk muskuļa masa, sevišķi uz ātro šķiedru rēķina, un tieši tas apgrūtina ātras līdzsvara korekcijas, kad cilvēks paklūp. Tāpēc gados vecākiem cilvēkiem kritienu profilaksē nozīme ir ne tikai izturības, bet arī līdzsvara un ātra spēka vingrinājumiem, protams, ārsta vai fizioterapeita uzraudzībā, ja ir hroniskas slimības.

Bojājums var skart jebkuru vienības posmu, un katram posmam ir sava klīniskā aina. Motoneirona bojājums, piemēram, motoneironu slimībā, dod vājumu, muskuļu izdilšanu un fascikulācijas, tas ir, redzamas sīkas raustīšanās zem ādas. Aksona vai saknes bojājums dod vājumu tā apgādātajā apvidū kopā ar refleksu izzušanu un bieži arī jutības traucējumiem.

Nervu un muskuļa savienojuma slimībās, piemēram, myasthenia gravis, muskuļi spēj sarauties, bet ātri izsīkst, tāpēc raksturīgs ir vājums, kas pastiprinās slodzes gaitā un dienas beigās, ar plakstiņa noslīdēšanu un dubultošanos acīs. Pašu muskuļšķiedru slimībās vājums parasti ir simetrisks un izteiktāks tuvāk ķermenim, bet jutība saglabājas.

Šos stāvokļus izmeklē un ārstē neirologs; muskuļu slimībās un iedzimtos gadījumos iesaistās arī ģenētiķis, bet rehabilitāciju vada fizikālās un rehabilitācijas medicīnas ārsts kopā ar fizioterapeitu. Progresējošs muskuļu vājums, izdilšana, rīšanas grūtības vai elpas trūkums prasa neatlikt ārsta apmeklējumu.

Galvenā metode ir elektroneiromiogrāfija. Ar adatas elektrodu muskulī pieraksta atsevišķu motoro vienību radītos potenciālus, un to forma, ilgums un amplitūda ļauj spriest, kas noticis.

• Neirogēns bojājums: potenciāli kļūst lielāki, garāki un sarežģītākas formas, jo viena vienība ir pārņēmusi papildu šķiedras.
• Miogēns bojājums: potenciāli ir mazi un īsi, jo katrā vienībā strādājošo šķiedru ir mazāk.
• Atkārtota stimulācija ar noteiktu ritmu atklāj nervu un muskuļa savienojuma slimībām raksturīgo atbildes samazināšanos.
• Nervu vadīšanas izmeklējums mēra aksona stāvokli, bet asins analīzes, tostarp muskuļu fermentu līmenis, palīdz atšķirt muskuļu slimības.
• Muskuļa magnētiskā rezonanse vai biopsija nepieciešama atsevišķos, neskaidros gadījumos.

Visbiežākais satraukuma iemesls ir muskuļu raustīšanās. Nekaitīgas fascikulācijas, piemēram, plakstiņa vai ikra raustīšanās pēc slodzes, miega trūkuma, stresa vai lielas kofeīna devas, ir ļoti izplatītas un pašas par sevi nenorāda uz slimību. Uztraukumu rada tad, ja tām pievienojas īsts spēka zudums, muskuļu apjoma samazināšanās, runas vai rīšanas grūtības.

Otrs sajaukums ir starp patiesu vājumu un nogurumu. Cilvēks bieži saka „vājums", domājot izsīkumu vai sāpju dēļ ierobežotu kustību. Neiroloģiskais vājums ir izmērāms: muskulis nespēj attīstīt spēku pat pie maksimālas pūles. Trešais biežais sajaukums ir krampji, kas rodas no pārmērīgas motoro vienību izlādes un parasti nav slimības pazīme, ja tie ir reti un pāriet, izstiepjot muskuli.

Ja vienības ieslēdzas stingrā kārtībā no mazākajām uz lielākajām, tad lielās, spēcīgās vienības tiek izmantotas tikai tad, kad slodze ir liela vai kad muskulis jau ir stipri noguris. Tas izskaidro, kāpēc gan smaga svara pacelšana ar nelielu atkārtojumu skaitu, gan viegla svara celšana līdz patiesai izsīkšanai spēj iesaistīt gandrīz visas vienības.

No tā izriet arī praktisks brīdinājums: līdz izsīkumam veikts darbs ar vieglu svaru nav „drošāks" nervu sistēmai, tas vienkārši sasniedz to pašu mērķi ar citu ceļu un lielāku nogurumu. Un otrādi, precizitātes uzdevumos, piemēram, muzicēšanā vai ķirurģijā, būtiskas ir tieši mazās vienības, tāpēc smagas slodzes nogurums šādu darbu traucē daudz vairāk, nekā varētu gaidīt no spēka rādītājiem.