Neuromuskulární spojení (NMJ) je synapse nebo spojení axonového terminálu motoneuronu s motorickou koncovou destičkou, vysoce excitační oblastí plazmatické membrány svalového vlákna, která je zodpovědná za iniciaci akčních potenciálů na povrchu svalu, což nakonec způsobí jeho kontrakci. U obratlovců prochází signál nervosvalovým spojením prostřednictvím neurotransmiteru acetylcholinu.
Celkový pohled na nervosvalové spojení:1. Axon2. Motorická koncová destička3. Svalové vlákno4. Myofibrila
Když motorický neuron vstoupí do svalu, ztratí myelinovou pochvu a rozdělí se na mnoho koncových větví. Axony motorického neuronu (eferentní) vycházející z míchy vstupují do svalových vláken, kde se rozštěpí na mnoho nemyelinizovaných větví. Tato terminální vlákna probíhají podél myocytů a končí v nervosvalovém spojení, které zaujímá prohlubeň v sarkolemě. Každý motorický neuron může inervovat jedno až více než 2 000 svalových vláken, ale každé svalové vlákno dostává vstupy pouze od jednoho motorického neuronu.
V terminálním boutonu motorického nervu se ve strukturách známých jako presynaptické aktivní zóny hromadí synaptické vezikuly naplněné neurotransmiterem acetylcholinem.
Na svalové straně křižovatky je svalové vlákno složeno do žlábků zvaných postjunkční záhyby, které odrážejí presynaptické aktivní zóny, prostory mezi záhyby obsahují acetylcholinové receptory.
Povrch svalu je pokryt synaptickou bazální laminou. Postjunkční záhyby jsou charakteristické pro kosterní sval, zejména u rychlých svalových vláken.
Detailní pohled na nervosvalové spojení:1. Presynaptický terminál2. Sarkolemma3. Synaptický váček4. Nikotinový acetylcholinový receptor 5. Mitochondrie
Po příchodu akčního potenciálu na terminál axonu se otevřou napěťově závislé kalciové kanály a ionty Ca2+ proudí z extracelulární tekutiny do cytosolu motorického neuronu. Tento příliv Ca2+ spustí spojení vzruchu a kontrakce, biochemickou kaskádu, která způsobí, že se vezikuly obsahující neurotransmiter spojí s buněčnou membránou motorického neuronu a uvolní acetylcholin do synaptické štěrbiny.
Acetylcholin difunduje přes synaptickou štěrbinu a váže se na nikotinové acetylcholinové receptory, které jsou rozmístěny na koncové destičce motoru.
Receptory jsou ligandem řízené iontové kanály, které se po navázání acetylcholinu otevřou a umožní sodíkovým a draselným iontům proudit do svalového cytosolu, respektive ven z něj.
Kvůli rozdílům v elektrochemických gradientech napříč plazmatickou membránou se do ní dostává více sodíku než draslíku, což způsobuje lokální depolarizaci koncové destičky motoru známou jako potenciál koncové destičky (EPP).
Tato depolarizace se šíří po povrchu svalového vlákna do příčných kanálků a vyvolává uvolnění vápníku ze sarkoplazmatického retikula, čímž je iniciována svalová kontrakce.
Působení acetylcholinu je ukončeno, když enzym acetylcholinesteráza neurotransmiter rozloží a nehydrolyzovaný neurotransmiter se rozptýlí.
Vývoj nervosvalového spojení
Vznik nervosvalového spojení během embryonálního vývoje je dobře znám.
Během vývoje vylučují rostoucí konce axonů motorických neuronů protein známý jako agrin.
Tento protein se váže na několik receptorů na povrchu kosterního svalu.
Receptor, který je zřejmě nezbytný pro vznik nervosvalového spojení, se nazývá protein MuSK (Muscle specific kinase).
MuSK je receptorová tyrozinkináza – to znamená, že vyvolává buněčnou signalizaci tím, že způsobuje přidávání molekul fosfátu k jednotlivým tyrozinům na sobě a na proteinech, které se vážou na cytoplazmatickou doménu receptoru.
Po aktivaci svým ligandem agrinem signalizuje MuSK prostřednictvím dvou proteinů zvaných „Dok-7“ a „rapsyn“, aby vyvolal „shlukování“ acetylcholinových receptorů (AChR).
Kromě AChR a MuSK se pak shromažďují další proteiny, které tvoří koncovou destičku nervosvalového spojení. Nerv končí na koncové destičce a vytváří NMJ.
Tyto poznatky byly částečně prokázány na základě studií „knockoutu“ na myších. U myší s nedostatkem agrinu nebo MuSK se nevytváří nervosvalové spojení. Dále se u myší s nedostatkem Dok-7 netvořily ani shluky acetylcholinových receptorů, ani nervosvalové synapse.
NMJ tvoří také mnoho dalších proteinů, které jsou nezbytné pro udržení jeho integrity.
Poruchy nervosvalového spojení
U nemocí, jako je myasthenia gravis, nedokáže EPP účinně aktivovat svalové vlákno v důsledku autoimunitní reakce proti acetylcholinovým receptorům, což vede ke svalové slabosti a únavě.
Různé toxiny, například botulotoxin, zabraňují uvolňování acetylcholinu, což vede k ochrnutí svalů. Myasthenia gravis je nejčastěji způsobena autoprotilátkami proti acetylcholinovému receptoru.
Nedávno bylo zjištěno, že druhá kategorie gravis je způsobena autoprotilátkami proti MuSK.
soma, axon (axonový pahorek, axoplazma, axolema, neurofibrila/neurofilamenta), dendrit (Nisslovo tělísko, dendritická páteř, apikální dendrit, bazální dendrit) typy (bipolární, pseudounipolární, multipolární, pyramidový, Purkyňův, granulární)
GSA, GVA, SSA, SVA, vlákna (Ia, Ib nebo Golgiho, II nebo Aβ, III nebo Aδ nebo rychlá bolest, IV nebo C nebo pomalá bolest).
GSE, GVE, SVE, horní motorický neuron, dolní motorický neuron (α motorický neuron, γ motorický neuron)
neuropil, synaptický váček, nervosvalové spojení, elektrická synapse – Interneuron (Renshaw)
Volné nervové zakončení, Meissnerovo tělísko, Merkelovo nervové zakončení, Svalové vřeténko, Paciniho tělísko, Ruffiniho zakončení, Neuron čichového receptoru, Fotoreceptorová buňka, Vlasová buňka, Chuťový pupen
astrocyt, oligodendrocyt, ependymální buňky, mikroglie, radiální glie.
Schwannovy buňky, oligodendrocyty, Ranvierovy uzly, internodium, Schmidt-Lantermanovy řezy, neurolemma.
epineurium, perineurium, endoneurium, nervový svazek, meningy