Innervaatiosuhde ja motoristen yksiköiden voima suurissa lihaksissa: tutkimus kroonisesti stimuloidusta kissan mediaalisesta gastrocnemiuksesta

1. Tässä tutkimuksessa käytetään kissan mediaalisen gastrocnemius-lihaksen (MG) kroonista matalataajuista stimulaatiota, jotta voidaan tutkia innervaatiosuhteen suhteellista osuutta motorisen yksikön voiman laajaan vaihteluväliin suurissa nisäkkäiden lihaksissa vähentämällä lihassyiden poikkipinta-alan ja ominaisvoiman normaalia vaihtelua. 2. Isometriset voimatallenteet eristetyistä ja fysiologisesti luonnehdituista motorisista yksiköistä tehtiin 42-240 päivää stimulaation jälkeen. Innervaatiosuhde, kuitujen pinta-ala ja kuitutyyppi (I, II A, II B) määritettiin yhdestä glykogeenin puutteesta kärsivästä motorisesta yksiköstä lihasta kohti. 3. 42 päivän stimulaation jälkeen kaikki motoriset yksiköt olivat väsymättömiä ja ne luokiteltiin joko hitaiksi (S) tai nopeasti väsymiselle kestäviksi (FR). Vaikka nopeasti väsyviä (FF) motorisia yksiköitä ei ollut, niissä esiintyi kaikkia kolmea lihassyytyyppiä, jotka tunnistettiin niiden myofibrillaarisen ATPaasi-reaktiivisuuden perusteella. 143 päivän kuluttua kaikki motoriset yksiköt luokiteltiin S-tyypin lihaksi ja kaikki lihassyyt I-tyypin lihaksiksi. 4. Lihaksen ja motoristen yksiköiden voiman nopea lasku 30 prosenttiin normaaliarvoista 42 päivän kroonisen stimulaation jälkeen johtui lihassyiden pinta-alan pienenemisestä. Kuitujen pinta-alat eivät enää muuttuneet pidemmillä stimulaatiojaksoilla, mutta tyypin II kuidut muuttuivat tyypin I kuiduiksi. Kaikki stimuloidut lihassyyt olivat normaalin tyypin I kuitujen kokoisia; yksittäisten motoristen yksiköiden sisällä olevien kuitujen koko kattoi koko lihaskuitupopulaation alueen. 5. Pitkäaikaisesti stimuloiduissa lihaksissa (> 100 päivää), kun kaikki lihassyyt olivat tyypin I lihassyitä ja kaikki motoriset yksiköt tyypin S lihaksia, ainoastaan erot innervaatiosuhteessa saattoivat selittää jäljelle jäävän motorisen yksikön voiman vaihteluvälin. Tämän vaihteluvälin arviot rekisteröidyistä minimi- ja maksimiarvoista sekä 5. ja 95. persentiilin välisistä tetanisen voiman arvoista osoittavat, että MG-lihasten innervaatiosuhteen vaihteluväli on vähintään 15-kertainen ja voi olla jopa 38-kertainen. Yksittäisistä motorisista yksiköistä saatujen glykogeenin puutteesta kärsivien lihassäikeiden lukumäärät olivat yhdenmukaisia tämän selityksen kanssa. 6. Tulokset antavat näyttöä siitä, että suurissa lihaksissa on laaja innervaatiosuhteiden vaihteluväli, mikä voi selittää lihasten motoristen yksiköiden voimien suuren vaihteluvälin. Koska moottoriyksikön voima ja innervaatiosuhde vaihtelevat motoneuronien koon mukaan, nämä tutkimukset antavat lisätukea sille, että motoneuronien perifeerisen innervaatiokentän koko on yhteydessä niiden kokoon.