Neurowissenschaft - Spinale Bewegungssteuerung
Osteopathie
Osteopathie
Fichier Détails
Cartes-fiches | 25 |
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Langue | Deutsch |
Catégorie | Médecine |
Niveau | Université |
Crée / Actualisé | 22.01.2021 / 24.01.2021 |
Lien de web |
https://card2brain.ch/box/20210122_neurowissenschaft_spinale_kontrolle_der_bewegung
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Beschreibe den Weg des motorischen Systems
- Basalganglien filtern die erhaltenen Informationen, Beginn der Bewegung, Wirkung auf den Motorkortex (Planung, Leitung der willentlichen Bewegungen)
- Das Kleinhirn macht die sensomotorische Koordination der laufenden Bewegungen und wirkt auf den Hirnstamm (Basisbewegungen und Haltung)
- Das gibt die Informationen dann an die lokalen zirkulierenden Neuronen weiter (Integration der afferenten Motoneuronen) oder/und geht zu den Motoneuronen
- Von da aus trifft das Signal auf die Skelettmuskulatur
- Die sensorischen Afferenzen geben Informationen zurück zum Gehirn
Welche unterschiedlichen Motoneurone gibt es und was ist ihre Aufgabe?
- Motoneurone α: innervieren die Muskelfasern, die an der Steuerung der muskulären Kontraktion beteiligt sind
- Motoneurone γ: innervieren die Muskelspindeln und passen ihre Sensibilität an der Dehnung an
- Motoneurone β: innervieren die intrafusalen Fasern und die langsam kontrahierenden Fasern
Welche Muskelfasertypen gibt es?
- Langsame Fasern
- Rote Muskeln, Mitochondrien und Enzyme des oxidativen Metabolismus
- Langsame Kontraktion
- Wenig Ermüdung
- Lange Belastungen
- Schnelle Fasern
- Weisse Muskeln, wenig Mitochondrien, anaerober Metabolismus
- Schnelle Kontraktion
- Schnelle Ermüdung
- Muskeln bei Reflexen impliziert
- Typ IIa: schnelle und kraftvolle Kontraktion, Ermüdungsrestistent
- Typ IIb: schneller und kraftvoller, ermüdet schnell
Jede motorische Einheit enthält nur ein Fasertyp! Aber in einem Muskel können verschiedene Fasertypen sein.
Nenne und beschreibe die Phasen der Muskelkontraktion
- Erregung
- Neuromuskuläre Verbindung: AP Motoneuron alpha, Freisetzung von Ach, Verbindung von Ach an nikotinerge Rezeptoren, Depolarisation (PPSE), Aktivierung der spannungsabhängigen Natriumkanälen (AP), Muskelkontraktion
- Kopplung Erregung und Kontraktion
- Ausbreitung entlang des Sarkolemms
- T Tubuli enthalten Calciumkanäle, ändern Konfiguration bei Ankunft AP
- Aktivierung der Calciumkanäle des sarkoplasmatischen Retikulums
- Calcium geht ins Cytosol und löst die Kontraktion der Myofibrillen aus
- Kontraktion
- Myosin (mitte), Aktin
- Ineinander Gleiten der Filamente
- Ca bildet an Tropomyosin, das die Position verändert
- Bindungsstellen von Aktin und Myosin werden frei
- Myosin fixiert am Aktin
- Myosinkopf pivotiert
- Ablösung des Myosinkopfs durch ATP
- Relaxation
- Sarkolem und T Tubuli gehen zurück ins Ruhepotential
- Ca Konzentration verringert sich (geht zurück ins sarkoplasmatische Retikulum)
- Bindungsstellen durch Tropomyosin wieder besetzt
Was ist die Aufgabe der neuromuskulären Spindel?
- Übersetzt einen mechanischen Stimulus in einen nervösen Stimulus
Was ist die Pyramidenbahn, woraus besteht sie und in welche Tracti ist sie unterteilt?
- Efferenz des Motorkortex
- Grösste absteigende Bahn und innerviert die Alpha-Motoneurone
- Dazu gehören funktionell zwei motorische Faserbahnen: Tractus corticospinalis, Tractus coriconuclearis
- Die Pyramidenkreuzung befindet sich am Übergang zwischen Medulla oblangata und Rückenmark und dort kreuzen sich 70-90% der Axone als Tractus corticospinalis lateralis auf die kontralaterale Seite, die restlichen Fasern steigen ungekreuzt im Tractus corticospinalis anterior ab
- Die Pyramidenbahn dient als pyramidalmotorisches System der willkürlichen Motorik und wird der Feinmotorik zugeordnet
Welche Funktion hat die axiale, welche die proximale und welche die distale Skelettmuskulatur?
Axial: Rumpf => Postur
Proximal: Schulter, Ellbogen, Hüfte, Knie => Lokomotion
Distal: Füsse/Zehen und Hände/Finger => Feinmotorik
Was ist ein Motoneuron?
Periphere Motoneuronen: Nervenzelle, welche direkt mit einer (oder mehren) Myozyte(n) verbunden sind => Zellkörper im Cornus anterior der grauen Substanz des RM => sind dort somatotop angeordnet (=> Flexoren dorsal; Extensoren ventral; Axiale M. medial; Distale M. lateral) => Bilden als Nervenbündel die Radix ant. Der Spinalnerven
Zentrale Motoneuronen: Zellkörper im Encephalon => beliefern die peripheren Motoneuronen mit Inputs
Wie unterscheiden sich alpha, gamma und beta Motoneuronen funktionell?
Alpha: Innerviert extrafusale Muskelfasern => Synapse an der motorischen Endplatte der Skelettmuskelfaser => verantwortlich für das auslösen der Kontraktion und graduellen Regulation der Muskel-Kraft (grundlegende Komponente der motorischen Steuerung) => entspricht jeweils 1 motorischen Einheit => hierarchisches Recrutment weiterer motorischer Einheiten aufgrund der Frequenz der eintreffenden AP
Gamma: Innerviert intrafusale Muskelfasern => regulieren die Sensibilität der Muskelspindeln (aufgrund des Dehnungsstadiums) + induzieren Muskeleigenreflexe
Beta: Innervieret sowohl intra- als auch extrafusale Fasern
Was versteht man unter einem "Motoneuronpool"?
Gesamtheit aller Alpha-Motoneuronen, die einen einzelnen Muskel innervieren
Beschreibe die 3 Quellen für Inputs/Eingänge der alpha-Motoneuronen
Input der supraspinale Zentren => Bewegungskontrolle
Sensorielle Information der neuromuskulären intrafusalen Fasern => Muskellänge (Dehnungszustand)
Information der Interneuronen des RM (hemmend oder erregen) => spinale motorische Programme => am wichtigsten!
Definiere die motorische Einheit.
1 Motoneuron Alpha + alle von ihm innervierte Muskelfasern
=> eine motorische Einheit setzt sich aus nur 1 Typ von Muskelfasern zusammen
Wie unterscheiden sich Typ1 von Typ2 Muskelfaser?
Typ1: Langsame Kontraktionsgeschwindigkeit => ausdauernd => auf den oxydativen Metabolismus spezialisiert (viele Mitochondrien)
Typ2: Schnelle Kontraktionsgeschwindigkeit => ermüden auch schnell => auf den anaeroben Stoffwechsel spezialisiert => an Reflexen beteiligt
Typ2a => gemässigte Kontraktionsgeschwindigkeit => höhere Ermüdungsresistenz
Typ2b => schnellstmögliche Kontraktion => sehr tiefe Ermüdungsresistenz
=> die Differenzierung der Muskelfasern (Muskelphänotyp) geschieht au Grund ihrer Funktion, welche durch entsprechende Motoneuronen gesteuert wird
Wie wird die Muskelkraft reguliert?
=> Veränderung der Entladungsrate (AP-Frequenz) der Alpha-Motoneurone (durch das ZNS via zentrale Montoneurone gesteuert) => jedes AP löst ein kleines Muskelzucken aus => durch Summation der Einzelzuckungen kommt es zur anhaltenden Kontraktion
Bei geringer Stimulation (geringe AP-Frequenz) werden zuerst die kleinen motorischen Einheiten rekrutiert => nimmt die Reizung zu, werden vermehrt auch grössere motorische Einheiten aktiv (hierarchische Rekrutierung) => aus diesem Grund wird bei grossem Kraftaufwand des muskuläre Steuerung ungenauer
Beschreibe die Funktionsweise der motorischen Endplatte.
Ankunft des AP an der axonalen Edigung des Alpha-Motoneurons
Freisetzung von Ach
Ach bindet an nikotinerge Rezeptoren
Depolarisation => PPSE
Öffnung spannungsgesteuerter Na+-Kanäle => AP
Muskelkontraktion (=> Myofibrillen ziehen sich unter Einfluss des auf dem Sakrolemma weitergeleiteten AP zusammen)
Wie ist eine Myofibrille aufgebaut? Wie funktioniert diese?
Die Sakromere bilden die Grundeinheiten der Myofibrillen => werden aneinander gereiht => getrennt durch Z-Scheiben, an denen die feinen Filamente (Aktin) befestigt sind => dazwischen schieben sich die dicken Filamente (Myosin)
Bei der Kontraktion haken die Myosinköpfchen am Aktin ein, flektieren und schieben so die beiden Filamente näher zusammen => Verkürzung der Myofibrille und damit des Muskels
=> nur unter Depolarisation der T-Tubuli möglich => Ca2+ Eintritt => Positionsänderung von Tropomyosin => Bindestelle des Myosins wird frei
=> das Lösen der Myosinköpfchen vom Aktin ist nur unter ATP-Konsum möglich (=> Mechanismus der Totenstarre)
Was sind Muskelspindeln und wie funktioniert die Propriozeption mittels dieser? Welche Art von Reflexen löst deren Aktivierung aus?
=> Muskelspindeln sind spezialisierte von BG umhüllte Skelettmuskelfasern (intrafusal)
=> sind an ihrer breitesten Stelle von sensiblen Typ Ia (o. II) Nervenfasern umwickelt (myelinisiert + dick => schnell) => Depolarisieren bei Muskeldehnung (übersetzen mechanische in elektrische Reize) => AP gelangt via Radix posterior ins RM => bildet direkt Synapsen mit Alpha-Motoneuronen desselben Muskels
=> Muskeldehnungsreflex (myotatischer Reflex): Monosynaptischer Eigenreflex => hält den Muskeltonus aufrecht (insb. In der anti-Gravitationsmuskulatur) => z.B. Patellar-Sehnen-Reflex
Welche Struktur wird von Gamma-Motoneuronen innerviert? Was ist deren Funktion?
=> Inntervieren die kontraktilen Extremitäten der intrafusale Muskelspindeln => motorisch => regulieren die Sensibilität der Muskelspindeln
=> werden in zum Dehnungsreflex gegensätzlicher Weise von der sensiblen Afferenz aus den Muskelspindeln aktiviert:
Muskel- Dehnung => viel Afferenz via sensible Ia-Fasern => hemmt die gamma-Motoneuronen (+ stimuliert die alpha-Motoneuronen => Muskeldehungsreflex)
Muskel-Verkürzung => wenig Afferenz via sensible Ia-Fasern => aktiviert die gamma-Motoneuronen (verkürzen die Nervenspindel => bleiben somit Effizient => Propriozeption bleibt in allen Dehnungsstadien erhalten)
Was sind Interneuronen? Bei welcher Art von Reflexen spielen sie eine Rolle?
=> zwischen sensiblen und motorischen Fasern geschaltete Neuronen => wichtig für polysynaptische Reflexe (sensible Afferenz von Ib-Fasern)
=> können hemmende oder aktivierende Eigenschaften besitzen
Erkläre die beiden Reflextypen, welche beim Patellar-Sehen-Reflex aktiv sind.
Monosynaptischer Eigenreflex: Muskeldehnungsreflex des Quadrizeps
=> Die sensible Afferenz (Information der Dehnung) führt zu reflexartigen Kontraktion des selben Muskels
Polysynaptischer Fremdreflex: Reziproke Hemmung der Ham-strings
=> Die sensible Afferenz (Information der Dehnung) wird via Interneuronen verschaltet und hemmt dadurch die Kontraktion der Antagonisten (+ Aktivation der Synergisten)
Was sind Golgi-Sehnen-Organe (GTO)?
=> Mechanorezeptoren an den Kollagenfasern der Muskelsehnen => sensibel für Spannungszunahme, welche durch die Muskelkontraktion verursacht wird
=> von Ib sensiblen Fasern innerviert (feiner als Ia-Fasern)
=> bilden Synapsen mit Interneuronen
=> hemmen die extrafusalen Alpha-Motoneurone bei Spannungszunahme => inverser Muskeldehnungsreflex (polysynaptischer Eigenreflex) => Hält die Muskelspannung im optimalen Bereich + Schutz vor Hyperkontrakiton
Was ist die Bedingung für die Propriozeption via Gelenke?
=> die Mechanorezeptoren im BG um die Gelenke passens sich rasch an => können nur in Bewegung ausreichend Informationen liefern (nicht in Ruheposition)
=> interagieren (kombinierte Information) mit den Muskelspindeln und GTOs
Was ist der Beuge-/Flexor-Reflex? Welche Art von Interneuronen sind dabei aktiv? Welcher weitere Reflex ist damit gekoppelt?
=> polysynaptischer Fremdreflex (langsamer als die monosynaptischen Reflexe)
=> der avasive Stimulus wird via Nozizeptoren auf Interneuronen des RM verschaltet => Aktivierung aller Flexoren der Extremität (via Alpha-Motoneuronen) + reziproke Hemmung der homolat. Extensoren => zusätzlich werden die kontrolat. Extensoren aktiviert (+ die kontrolat. Flexoren reziprok gehemmt) => gekreuzter Streckreflex (Kompensation zur Aufrechterhaltung des Gleichgewichts)
Was ist die Funktion zentraler Mustergeneratoren?
=> neuronale Schaltkreise im RM, welche rhytmische motorische Aktivitäten, wie z.B. das Gehen ermöglichen
=> die Komplexität des menschlichen Gangs verlang jedoch nach einem kontinuierlichen supraspinalen Input => führt zu einem chronologische + koordinierte Output/Bewegung (keine einfache Reflex-Antwort)
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