Celulele Renshaw sunt un grup de interneuroni inhibitori care fac parte din functiile motorii ale maduvei spinarii.
Aceste celule (numite dupa prima persoana care le-a descris, Birdsey Renshaw) au fost primul tip de interneuroni spinali care au fost identificati functional, morfologic si farmacologic. In acest articol vom vedea caracteristicile sale.
Ce sunt celulele Renshaw?
Conceptul de celule Renshaw a fost postulat atunci cand s-a descoperit din semnale antidromice (care se misca in directia opusa celei fiziologice) un motoneuron care a calatorit colateral inapoi, de la radacina ventrala la maduva spinarii, si ca existau interneuroni care trageau cu inalta tensiune. frecventa si rezultand inhibare.
In mai multe investigatii, s-a mai aratat ca acesti interneuroni, celulele Renshaw, au fost stimulati de neuronul motor acetilcolina , neurotransmitatorul responsabil cu generarea potentialelor de actiune in fibrele musculare pentru a genera miscari de contractie.
O alta dovada a fost constatarea ca stimularea antidromica a fibrelor nervoase a generat si potentiale de actiune in corpurile motoneuronilor, impreuna cu hiperpolarizarea (cresterea valorii absolute a potentialului membranei celulare) a altor grupuri de neuroni motori.
Mecanisme de actiune
Celulele Renshaw, situate in coarnele anterioare ale maduvei spinarii, transmit semnale inhibitoare neuronilor motori din jur . De indata ce axonul paraseste corpul neuronului motor anterior, ele genereaza ramuri colaterale care se proiecteaza catre celulele Renshaw vecine.
Modul in care celulele Renshaw se cupleaza cu neuronii motori, precum si rolul lor in modelele de retele de feedback negativ care functioneaza in diferite parti ale sistemului nervos central, a fost investigat cu un interes deosebit.
Motoneurona
Neuronii motori alfa dau nastere unor fibre nervoase motorii mari (cu o medie de 14 nanometri in diametru) si se ramifica de mai multe ori de-a lungul cursului lor, apoi intra in muschi si inerveaza fibrele musculare mari ale scheletului.
Stimularea unei fibre nervoase alfa excita de la trei pana la cateva sute de fibre musculare scheletice la orice nivel, denumite colectiv „unitate motorie”.
Celulele Renshaw sunt asociate cu acest tip de neuron motor in doua moduri. Pe de o parte, prin primirea unui semnal excitator de la axonul neuronului motor , de indata ce paraseste radacina motorie; in acest fel celulele „stiu” daca motoneuronul este mai mult sau mai putin activat (potentiale de actiune de declansare)
Pe de alta parte, prin trimiterea de axoni inhibitori la sinapsa cu corpul celular al neuronului motor initial, sau cu un alt neuron motor α din acelasi grup motor, sau cu ambele.
Eficienta transmiterii sinaptice intre axonii neuronilor motori alfa si celulele Renshaw este foarte mare, deoarece acestea din urma pot fi activate, desi cu explozii de durata mai scurta, de catre un singur neuron motor. Descarcarile sunt generate de potentiale postsinaptice excitatorii de lunga durata.
Interneuronii
Interneuronii sunt prezenti in toate regiunile substantei cenusii medulare, atat in coarnele anterioare, cat si in cele posterioare si intermediare care raman intre ele. Aceste celule sunt mult mai numeroase decat neuronii motori.
Sunt de dimensiuni mici si de natura foarte excitabila, fiind capabile sa emita in mod spontan pana la 1.500 de descarcari pe secunda . Au conexiuni multiple intre ele si multe dintre ele, asa cum se intampla in cazul celulelor Renshaw, stabilesc sinapse directe cu neuronii motori.
Circuitul celulelor Renshaw
Celulele Renshaw inhiba activitatea motoneuronilor, limitand frecventa de stimulare a acestora, ceea ce influenteaza direct forta de contractie musculara . Adica interfereaza cu activitatea neuronilor motori prin scaderea fortei de contractie musculara.
Intr-un fel, acest mecanism poate fi benefic deoarece ne permite sa controlam miscarile pentru a nu provoca daune inutile , sa facem miscari precise etc. Cu toate acestea, in unele sporturi sunt necesare o mai mare rezistenta, viteza sau explozibilitate, iar mecanismul de actiune al celulelor Renshaw poate ingreuna aceste obiective.
In sporturile in care sunt necesare actiuni explozive sau rapide , sistemul celular Renshaw este inhibat de sistemul nervos central, astfel incat sa se poata obtine o forta mai mare de contractie musculara (ceea ce nu inseamna automat ca celulele Renshaw nu mai functioneaza).
Acest sistem, de altfel, nu actioneaza intotdeauna in acelasi mod. Se pare ca la o varsta frageda nu este foarte dezvoltata; si vedem asta, de exemplu, cand un baiat incearca sa arunce mingea unui alt baiat care se afla la mica distanta, deoarece in mod normal, la inceput, o va face cu mult mai multa forta decat este necesar. Si acest lucru se datoreaza, in parte, „actiunii” scazute a celulelor Renshaw.
Acest sistem de interneuroni inhibitori se dezvolta si se modeleaza in timp, avand in vedere nevoia sistemului musculo-scheletic insusi de a efectua actiuni mai mult sau mai putin precise . Prin urmare, daca trebuie sa efectuam actiuni precise, acest sistem va fi observat si dezvoltat in continuare; si dimpotriva, daca optam pentru miscari si actiuni mai violente sau explozive.
Functiile creierului si motorii
Dincolo de celulele Renshaw si la un alt nivel de complexitate, comportamentul muschilor nostri este controlat de creier, in principal de regiunea sa exterioara, cortexul cerebral .
Zona motorie primara (situata in centrul capului nostru), este responsabila de controlul miscarilor obisnuite, precum mersul sau alergarea; si zona motorie secundara, care este responsabila de reglarea miscarilor fine si mai complicate, precum cele necesare pentru a produce vorbire sau a canta la chitara.
O alta zona importanta in controlul, programarea si ghidarea miscarilor noastre este zona premotorie , o regiune a cortexului motor care stocheaza programele motorii invatate prin experientele noastre.
Alaturi de aceasta regiune gasim si zona motorie suplimentara, responsabila de initierea, programarea, planificarea si coordonarea miscarilor complexe.
In sfarsit, merita subliniat cerebelul, o zona a creierului responsabila, impreuna cu ganglionii bazali, de initierea miscarilor noastre si de mentinerea tonusului muscular (o stare de usoara tensiune pentru a ramane in pozitie verticala si gata de miscare), deoarece primeste informatii aferente despre pozitia membrelor si gradul de contractie musculara.
