El reclutamiento de unidades motoras se refiere a la activación de unidades motoras adicionales para lograr un aumento de la fuerza contráctil en un músculo . Una unidad motora consta de una neurona motora y todas las fibras musculares que estimula. Todos los músculos constan de varias unidades motoras y las fibras que pertenecen a una unidad motora están dispersas y se entremezclan entre las fibras de otras unidades. Las fibras musculares que pertenecen a una unidad motora pueden extenderse por una parte o la mayor parte del músculo entero, según el número de fibras y el tamaño del músculo. [1] [2]Cuando se activa una neurona motora, todas las fibras musculares inervadas por la neurona motora se estimulan y contraen. La activación de una neurona motora dará como resultado una contracción muscular débil pero distribuida. La activación de más neuronas motoras dará como resultado la activación de más fibras musculares y, por lo tanto, una contracción muscular más fuerte. El reclutamiento de unidades motoras es una medida de cuántas neuronas motoras se activan en un músculo en particular y, por lo tanto, es una medida de cuántas fibras musculares de ese músculo se activan. Cuanto mayor sea el reclutamiento, más fuerte será la contracción muscular. Las unidades motoras generalmente se reclutan en orden de menor a mayor (de las neuronas motoras más pequeñas a las neuronas motoras más grandes y, por lo tanto, de contracción lenta a rápida) a medida que aumenta la contracción. Esto se conoce como principio de tamaño de Henneman .[3]
Mecanismo neuronal de reclutamiento.
Henneman propuso que el mecanismo subyacente al principio de tamaño era que las neuronas motoras más pequeñas tenían un área de superficie más pequeña y, por lo tanto, una mayor resistencia de la membrana. Él predijo que la corriente generada por un potencial postsináptico excitador (EPSP) daría como resultado un cambio de voltaje más alto (despolarización) a través de la membrana neuronal de las neuronas motoras más pequeñas y, por lo tanto, EPSP más grandes en las neuronas motoras más pequeñas. [4] Burke más tarde demostró que había una disminución gradual de las amplitudes de EPSP y del potencial inhibidor postsináptico (IPSP) de motoneuronas pequeñas a grandes. [5] Esto pareció confirmar la idea de Henneman, pero Burke no estuvo de acuerdo, señalando que las neuronas más grandes con una superficie más grande tenían espacio para más sinapsis. Burke finalmente demostró (en una muestra muy pequeña de neuronas) que las motoneuronas más pequeñas tienen una mayor cantidad de entradas sinápticas de una sola fuente de entrada. [6] El tema probablemente todavía se considera controvertido.
En algunas circunstancias, el orden normal de reclutamiento de unidades motoras puede alterarse, de modo que las unidades motoras pequeñas dejan de disparar y pueden reclutarse las más grandes. [7] [8] Se cree que esto se debe a la interacción de impulsos motoneuronales excitadores e inhibidores.
Tasa de codificación de la fuerza muscular
La fuerza producida por una sola unidad motora está determinada en parte por el número de fibras musculares en la unidad. Otro determinante importante de la fuerza es la frecuencia con la que las fibras musculares son estimuladas por su axón inervador. La velocidad a la que llegan los impulsos nerviosos se conoce como velocidad de activación de la unidad motora y puede variar desde frecuencias lo suficientemente bajas como para producir una serie de contracciones de contracción única hasta frecuencias lo suficientemente altas como para producir una contracción tetánica fusionada . Generalmente, esto permite un cambio de fuerza de 2 a 4 veces. En general, la tasa de activación de la unidad motora de cada unidad motora individual aumenta con el aumento del esfuerzo muscular hasta que se alcanza una tasa máxima. Esto suaviza los cambios de fuerza incrementales que de otro modo ocurrirían a medida que se reclutara cada unidad adicional. [9]
Control proporcional de la fuerza muscular
La distribución del tamaño de la unidad motora es tal que existe una relación inversa entre el número de unidades motoras y la fuerza que genera cada una (es decir, la cantidad de fibras musculares por unidad motora). Por tanto, hay muchas unidades motoras pequeñas y progresivamente menos unidades motoras más grandes. Esto significa que a niveles bajos de reclutamiento, el incremento de fuerza debido al reclutamiento es pequeño, mientras que en contracciones fuertes, el incremento de fuerza se vuelve mucho mayor. Por lo tanto, la relación entre el incremento de fuerza producido al agregar otra unidad motora y el umbral de fuerza en el que se recluta esa unidad permanece relativamente constante. [3]
Prueba de electrodiagnóstico
En las pruebas de electrodiagnóstico médico para un paciente con debilidad, el análisis cuidadoso del tamaño, la forma y el patrón de reclutamiento del "potencial de acción de la unidad motora" (MUAP) puede ayudar a distinguir una miopatía de una neuropatía .
Ver también
Referencias
- ^ Ounjian, M., RR Roy, E. Eldred, A Garfinkel, JR Payne, A. Armstrong, A. Toga y VR Edgerton Implicaciones fisiológicas y de desarrollo de la anatomía de la unidad motora. J. Neurobiol. 22: 547-559, 1991. Territorio de la unidad motora.
- ^ Bodine-Fowler, S., Garfinkel, A., Roy, Roland R. y Edgerton, V. Reggie. Distribución espacial de las fibras musculares dentro del territorio de una unidad motora. Muscle and Nerve 13: 1133-1145, 1990. - Distribución no aleatoria de fibras.
- ↑ a b Henneman, E., Somjen, G. y Carpenter, DO (1965). Importancia funcional del tamaño celular en las motoneuronas espinales. J. Neurophysiol. 28, 560-580.
- ^ Henneman, E., Somjen, G. y Carpenter, DO (1965). Excitabilidad e inhibibilidad de motoneuronas de diferentes tamaños. J. Neurophysiol. 28, 599-620.
- ^ Burke RE, Rymer WZ y Walsh JR. Fuerza relativa de la entrada sináptica de las vías de latencia corta a las unidades motoras de tipo definido en el gastrocnemio medial de un gato. J Neurophysiol. Mayo de 1976; 39 (3): 447-58.
- ^ Burke RE, Walmsley B, Hodgson JA. Anatomía de HRP de contactos aferentes del grupo Ia en motoneuronas alfa. Brain Res. 12 de enero de 1979; 160 (2): 347-52
- ^ Garnett, R. y Stephens, JA. Las respuestas reflejas de unidades motoras únicas en el primer músculo interóseo dorsal humano después de la estimulación aferente cutánea. J. Physiol. Tierra. 303: 35 1-364, 1980.
- ^ Kanda, K., Burke, RE y Walmsley, B. Control diferencial de las unidades motoras de contracción rápida y lenta en el gato descerebrado. Exp. Brain Res. 29: 57-74, 1977.
- ^ Carlo J DeLuca. Propiedades de control de las unidades motoras. J. exp. Biol. 115, 125-136 (1985) \ 25.
enlaces externos
- Reclutamiento, + Motor + Unidad en los encabezados de temas médicos de la Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU. (MeSH)