Muskelspindel

Muskelspindeln liegen innerhalb der Skelettmuskulatur. Sie bestehen aus intrafusalen Muskelfasern, die parallel zu den Fasern der Skelettmuskulatur angeordnet sind. Man unterscheidet Kernkettenfasern, deren Kennzeichen kettenartig angeordnete Zellkerne sind, und Kernsackfasern, deren Merkmal die Ansammlung von Zellkernen in Auftreibungen ist. Die Kernsackfasern werden außerdem in statische Fasern, welche die absolute Länge wahrnehmen (Proportionalverhalten), und dynamische Kernsackfasern unterteilt, welche die Längenänderung messen (Differentialverhalten).

Afferenz

Die Afferenzen laufen größtenteils über Nervenfasern der Klasse Ia. Die mittleren Abschnitte der intrafusalen Fasern werden von diesen Fasern umwunden, was man auch als anulospirale Endigung bezeichnet.

Eine sekundäre Innervation erfolgt über Nervenfasern der Klasse II, über die jedoch hauptsächlich die Muskellänge erfasst wird und deren Empfindlichkeit deutlich geringer ist als die der primären Innervation.

Efferenz

Efferent werden Muskelspindeln über beta- und gamma-Motoneurone innerviert, über die die Empfindlichkeit einer Muskelspindel gesteuert wird.

Muskelspindeln detektieren die Länge eines Muskels. Die Aktionspotenzialfrequenz der Ia-Fasern ist dabei proportional zur Länge eines Muskels sowie zur Geschwindigkeit, mit der sich eine Längenänderung vollzieht. Muskelspindeln sind somit PD-Sensoren.

alpha-gamma-Koaktivierung

Da Längenänderungen über die gamma-Motoneurone ohne eine entsprechende Aktivierung der Muskelspindel häufig schlecht detektiert werden können, ist die Aktivierung des alpha-Motoneurons eines Muskels stets mit der Aktivierung des gamma-Motoneurons verbunden. Dies führt dazu, dass sich die Fasern der Arbeitsmuskulatur und die intrafusalen Fasern stets parallel verkürzen, so dass eine gleich bleibende Empfindlichkeit der Muskelspindel gewährleistet ist.