Svalové vřeteno je specializovaná svalová struktura uchovávaná jak senzorickými, tak motorickými neuronovými axony. Jeho funkcí je posílat proprioceptivní informace o svalu do centrálního nervového systému a reagovat na protahování svalů.
Svalová vřetena se nacházejí v dužnatých částech svalů, jsou zabudována do tzv. extrafúzních svalových vláken. Skládají se ze 3-10 intrafúzních svalových vláken, z nichž existují tři typy, dynamická nukleární vaková vlákna (vlákna bag1), statická nukleární vaková vlákna (vlákna bag2) a nukleární řetězová vlákna a axony smyslových neuronů. Axony motoneuronů také končí ve svalových vřetenech; vytvářejí synapse na jednom nebo obou koncích intrafúzních svalových vláken a regulují citlivost vřetena. Svalová vřetena jsou zapouzdřena pojivovou tkání a jsou uspořádána paralelně s extrafúzními svalovými vlákny, na rozdíl od Golgiho šlachových orgánů, které jsou orientovány sériově.
Svalové vřeteno má jak smyslové, tak motorické složky. Primární a sekundární smyslová vlákna se spirálovitě točí a končí na centrálních částech intrafuzních vláken, čímž zajišťují smyslovou složku struktury prostřednictvím iontových kanálů axonů citlivých na protažení. Motorickou složku zajišťují gama motoneurony a beta motoneurony, které vřeteno inervují a při aktivaci způsobují mírné stažení koncových částí intrafuzních svalových vláken. Gama neboli fusimotor axony pouze inervují intrafuzní svalová vlákna, zatímco beta neboli skeletofusimotor axony inervují jak extrafuzní, tak intrafuzní svalová vlákna. Tyto motornurony jsou klasifikovány jako statické nebo dynamické podle jejich struktury inervace a jejich fyziologických účinků. Statické axony inervují řetězová nebo bag2 vlákna, zatímco dynamické axony inervují bag1 vlákna a zvyšují citlivost Ia na rychlost.
Funkcí neuromuskulárního spojení gama motoneuron není doplnit celkovou kontrakci svalů, kterou poskytují extrafúzní vlákna, ale upravit citlivost svalového vřetena tak, aby se protáhlo. Po uvolnění acetylcholinu gama neuronem se koncové části intrafúzních svalových vláken smršťují, čímž se záměrně prodlužují nesmluvní centrální části intrafúzních svalových vláken. Tím se otevírají napínací iontové kanály centrálně umístěných smyslových axonů, což vede k přílivu sodíkových iontů. Tím se zvyšuje klidový potenciál těchto axonů, čímž se zvyšuje pravděpodobnost pálení akčního potenciálu, čímž se zvyšuje citlivost svalového vřetena.
Když je sval natažen, primární smyslová vlákna (skupina Ia aferentní neurony) svalového vřetena reagují na rychlost i stupeň natažení a posílají tuto informaci do míchy. Stejně tak sekundární smyslová vlákna (skupina II aferentní neurony) detekují a posílají informaci o stupni natažení (ale ne o jeho rychlosti) do CNS. Tato informace se přenáší monosynapticky do alfa efektního motorického vlákna, které aktivuje extrafúzní vlákna svalu, aby se smrštila, čímž se sníží protažení, a polysynapticky přes interneuron do jiného alfa motoneuronu, který inhibuje kontrakci v opačných svalech.
PNF strečink neboli proprioceptivní neuromuskulární facilitace je metoda tréninku flexibility, která snižuje automatickou reflexní akci, aby se svaly prodloužily.
Předpokládá se také, že svalová vřetena hrají rozhodující roli ve vývoji senzoricko-motorického systému.
Spinothalamický trakt: Bolest: Nociceptory Teplota: Termoreceptory