หน้าที่ป้องกัน, Autogenic Inhibition และอื่น ๆ ของ Golgi_tendon_reflex

รีเฟล็กซ์นี้เป็นกลไกป้องกันที่คุมความตึงของกล้ามเนื้อซึ่งหดเกร็งอยู่ โดยทำให้คลายตัวก่อนที่จะตึงมากถึงอันตราย[7]เมื่อกล้ามเนื้อเริ่มเกิดภาระ เซลล์ประสาทนำเข้าซึ่งมีเส้นประสาทไปถึง Golgi tendon organ (GTO) ก็จะส่งกระแสประสาทเข้าไปในระบบประสาทกลางโดยส่งไปยุติที่ไซแนปส์เชื่อมกับอินเตอร์นิวรอนแบบยั้บยั้ง คือ Ib inhibitory interneuronต่อจากนั้น อินเตอร์นิวรอนก็จะยับยั้งเซลล์ประสาทสั่งการที่ไขสันหลังผ่านศักย์ยับยั้งหลังไซแนปส์ (inhibitory postsynaptic potential) ทำให้กล้ามเนื้อคลายตัวเพราะ Ib inhibitory interneuron ได้กระแสประสาทจากส่วนต่าง ๆ ของสมองและประสาทสัมผัสต่าง ๆ รวมทั้งตัวรับความรู้สึกที่หนัง, muscle spindle และปลายประสาทที่ข้อต่อ (joint receptor) จึงสามารถทำหน้าที่ป้องกันได้ดีกว่า เช่น เมื่อปลายประสาทที่ข้อต่อบ่งว่า ข้อต่องอมากเกินไปแล้ว[6]

Autogenic inhibition หมายถึงความเร้าได้ที่ลดลงของกล้ามเนื้อที่กำลังหดเกร็ง ซึ่งในอดีตเชื่อว่า เกิดจากการยับยั้งของ GTO ภายในกล้ามเนื้อเดียวกันโดยส่วนเดียวและเชื่อด้วยว่า GTO มีหน้าที่เพียงแค่ป้องกันกล้ามเนื้อไม่ให้เสียหายเพราะได้สมมุติว่า มันย่อมยับยั้งเซลล์ประสาทสั่งการในสถานการณ์ทุกสถานการณ์และส่งกระแสประสาทต่อเมื่อกล้ามเนื้อตึงมากเท่านั้นแต่ปัจจุบันชัดเจนแล้วว่า GTO ส่งข้อมูลแรงตึง/กำลังของกล้ามเนื้ออย่างละเอียดอยู่ตลอดเวลาให้แก่ระบบประสาทกลาง อนึ่ง เพราะอินเตอร์นิวรอนในวงรีเฟล็กซ์ของ GTO ได้รับข้อมูลความรู้สึกจาก ประสาทสัมผัสหลายทาง จึงอาจช่วยให้ระบบประสาทควบคุมกล้ามเนื้อได้อย่างละเอียดเมื่อประสาทสัมผัสนั้น ๆ ช่วยระบุแรงที่ต้องใช้ในกิจนั้น ๆ ได้ (เช่น สัมผัสที่มืออาจช่วยบอกให้ลดแรงเพื่อให้จับอย่างเบา ๆ ได้) และเพราะเส้นใยประสาท 1b ส่งสาขาจำนวนมากไปยังเซลล์ประสาทสั่งการอัลฟาของกล้ามเนื้อซึ่งออกแรงที่ข้อต่อต่าง ๆ ของอวัยวะ วงรีเฟล็กซ์ของ GTO จึงเป็นส่วนของเครือข่ายรีเฟล็กซ์ที่ช่วยควบคุมการเคลื่อนไหวอวัยวะมีแขนขาเป็นต้นนั้น ๆ ทั้งอวัยวะ[5]

เชื่อว่า การลดกระแสประสาทจากเซลล์ประสาทสั่งการไปยังกล้ามเนื้อผ่านกระบวนการ autogenic inhibition ช่วยให้นักกีฬาสามารถยืดกล้ามเนื้อได้[8]

กระบวนการป้องกัน

เมื่อกล้ามเนื้อเกิดแรงตึง รีเฟล็กซ์จะทำการดังต่อไปนี้

  1. เมื่อมีแรงตึงที่เส้นเอ็น ตัวรับความรู้สึก คือ Golgi tendon organ จะส่งกระแสประสาท
  2. กระแสประสาทที่เป็นศักยะงานจะแพร่ไปตามเส้นใยประสาท 1b เข้าไปในไขสันหลัง
  3. ภายในไขสันหลังส่วนที่เป็นศูนย์รวมกระแสประสาท เส้นใยประสาท 1b จะยุติเป็นไซแนปส์กับอินเตอร์นิวรอนแบบยับยั้งคือ Ib inhibitory neuron โดยหลั่งสารสื่อประสาทคือ กลูตาเมต
  4. ตัวอินเตอร์นิวรอนเองก็จะหลั่งสารสื่อประสาท คือ ไกลซีนซึ่งยับยั้งเซลล์ประสาทสั่งการอัลฟา (เป็นการเพิ่มขั้วคือ hyperpolarization)
  5. เซลล์ประสาทสั่งการอัลฟาก็จะตอบสนองคือลดการส่งกระแสประสาท
  6. กล้ามเนื้อก็จะคลายตัว และแรงตึงเกินก็จะผ่อนไป