Innervační poměr a síla motorických jednotek ve velkých svalech: studie chronicky stimulovaného mediálního gastrocnemiusu kočky

1. Tato studie využívá chronickou nízkofrekvenční stimulaci mediálního svalu gastrocnemius (MG) kočky ke zkoumání relativního podílu inervačního poměru na širokém rozsahu síly motorické jednotky ve velkých svalech savců tím, že snižuje normální variabilitu plochy průřezu svalových vláken a specifické síly. 2. Izometrické záznamy síly z izolovaných a fyziologicky charakterizovaných motorických jednotek byly provedeny 42-240 dní po stimulaci. Poměr inervace, plocha vláken a typ vláken (I, II A, II B) byly stanoveny u jedné glykogenem ochuzené motorické jednotky na sval. 3. Po 42 dnech stimulace byly všechny motorické jednotky neúnavné a byly klasifikovány jako pomalé (S) nebo odolné vůči rychlé únavě (FR). I přes nepřítomnost motorických jednotek odolných vůči rychlé únavě (FF) byly přítomny všechny tři typy svalových vláken identifikované podle reaktivity myofibrilární ATPázy. Po 143 dnech byly všechny motorické jednotky a svalová vlákna klasifikovány jako typ S, respektive jako typ I. 4. Rychlý pokles síly svalů a motorických jednotek na 30 % normálních hodnot po 42 dnech chronické stimulace byl vysvětlen zmenšením plochy svalových vláken. Plochy vláken se při delší stimulaci dále neměnily, ale vlákna typu II byla přeměněna na typ I. Všechna stimulovaná svalová vlákna měla velikost normálních vláken typu I; velikost vláken v rámci jednotlivých motorických jednotek pokrývala celý rozsah populace svalových vláken. 5. U dlouhodobě stimulovaných svalů (> 100 dní), kdy všechna svalová vlákna byla typu I a všechny motorické jednotky typu S, mohly zbývající rozsah síly motorických jednotek vysvětlit pouze rozdíly v poměru inervace. Odhady tohoto rozsahu ze zaznamenaných minimálních a maximálních hodnot a z hodnot tetanické síly mezi 5. a 95. percentilem ukazují, že rozsah inervačního poměru ve svalech MG je nejméně 15násobný a může být až 38násobný. Výpočty glykogenem ochuzených svalových vláken z jednotlivých motorických jednotek odpovídaly tomuto vysvětlení. 6. Tato zjištění poskytují důkaz, že ve velkých svalech existuje široký rozsah inervačních poměrů, který může vysvětlovat velký rozsah sil motorických jednotek ve svalech. Vzhledem k tomu, že síla motorické jednotky a poměr inervace se liší s velikostí motoneuronu, poskytují tyto studie další podporu tomu, že velikost periferního pole inervace motoneuronů souvisí s jejich velikostí.