Was sind Muskelspindeln?
Muskelspindeln sind sensomotorische Organe, die sich im Skelettmuskel befinden. Jede Muskelspindel besteht aus drei bis fünf spezialisierten Muskelzellen, den so genannten intrafusalen Zellen . Diese Zellen, die durch eine Hülle aus Bindegewebe gebündelt waren, lagen neben den restlichen Skelettmuskelfasern. Wenn intrafuse Zellen eine Veränderung der Muskellänge feststellen, stimulieren sie reflexartig eine Muskelkontraktion, um eine Überdehnung und eine Schädigung der Muskelfasern zu verhindern. Dies ist als Dehnungsreflex bekannt und wird am häufigsten durch den klassischen Kniegelenkreflextest veranschaulicht, der bei körperlichen Untersuchungen durchgeführt wird.
Intrafusionszellen sind ähnlich strukturiert wie Standard- oder Extrafusionsmuskelzellen. Beide sind lange, grob zylindrische Zellen, die überwiegend aus Sarkomeren bestehen. Sie unterscheiden sich dadurch, dass im Zentrum einer intrafusalen Zelle das kontraktile Element Myosin im Zentrum fehlt, so dass die Kontraktion nur an den Enden auftritt. Der passive Zentralbereich ist mit speziellen Nervenenden umwickelt, die als annulospirale und blumensprühende Enden bezeichnet werden. Diese Nervenenden dringen in die Muskelspindeln ein und verzweigen sich durch die intrafusalen Zellen, wickeln jede Zelle in einer Spiralanordnung oder breiten sich wie ein Blumenspray auf der Faseroberfläche aus.
Wenn sich die Enden der intrafusalen Zellen zusammenziehen oder wenn sich der Muskelbauch selbst verlängert, entsteht eine passive Dehnung in der Mitte der Muskelspindeln. Die Nervenenden erkennen diese Dehnung und signalisieren den Motoneuronen der angrenzenden Muskelfasern, sich zusammenzuziehen. Bei einer Kontraktion verkürzen sich die Muskelfasern, wodurch die Dehnung der Muskelspindeln gestoppt wird. Dies bewirkt, dass die Muskelspindeln das Kontraktionssignal unterbrechen und den Muskel entspannen.
Bei körperlichen Untersuchungen testet ein Arzt den Dehnungsreflex als Indikator für die Funktion des gesamten Nervensystems. Der bekannte Klaps am Knie zieht kurz an der Patellasehne, einem Bindegewebsstrang, der vom Quadrizeps bis zur Tibia knapp unterhalb des Knies verläuft. Dies streckt passiv die Muskelfasern des Oberschenkels und aktiviert die Streckreaktion der intrafusalen Fasern im Quadrizeps. Das Dehnen der Fasern stimuliert die reflexive Kontraktion desselben Muskels, was zu dem kleinen Tritt führt, der mit dem Test verbunden ist.
Der Knietest oder Patellasehntest dient als Stichprobe für das gesamte Nervensystem. Durch Testen des Dehnungsreflexes können Ärzte verschiedene Nerven- und Muskelsysteme beurteilen. Dies umfasst die Funktion von Motoneuronen, den inhibitorischen oder exzitatorischen Einfluss von höheren Nervensystemebenen und die Wirksamkeit der Muskelspindeln sowie die Aktivierung der Muskeln selbst. Das Testen der Leistung eines Reflexes hilft Ärzten, Hinweise auf das Vorhandensein verschiedener Störungen des zentralen oder peripheren Nervensystems zu finden.