Die Aufteilung der Ia-Fasern de-efferenzierter Katzen-Muskelspindeln in zwei Gruppen

Summary

The discharge frequency of primary muscle spindle afferents of the tibial anterior muscle of the cat was determined under a ramp- and-hold stretch of the host muscle. The rate of ramp stretch was increased stepwise from 1 to 100 mm/s. Its amplitude was kept constant and was 7 mm. The initial length of the host muscle was enhanced in steps of 3 mm to reach a maximal augmentation of the muscle length by 12 mm. At each discharge pattern obtained under a rate of ramp stretch of 10 mm/s the slow receptor adaptation was established. The slow receptor adaptation is the difference between the discharge frequency occurring at the beginning of static phase of a ramp-and-hold stretch, the static maximum, and at the end of the third second of static phase, the static value (Fig. 1). The amplitude of the slow receptor adaptation was plotted against the amplitude of static maximum (Fig. 2). The diagram showed two groups of la fibres. One of the two groups had a slow receptor adaptation of high amplitudes. Its primary afferents will be called bag₁ Ia fibres. The other group had a slow receptor adaptation of low amplitudes. Its primary afferents will be named bag2-chain Ia fibres. Furthermore, the dynamic response and the static value were determined at the discharge patterns of the two groups of spindle fibres. The dynamic response of the bag] la fibres was with p < 0,0001 significantly higher in its mean amplitude than that one of the bag₂-chain Ia fibres (Fig. 4 a). The static value, of the bag₁ Ia fibres, on the other hand, was with p < 0,007 significantly smaller than that one of the bag₂-chain Ia fibres (Fig. 4 b). Additionally, the coefficient of variation was evaluated out of the discharge patterns. The coefficient was with p < 8 · 10^-7 significantly higher for the bag₁ Ia fibres than for the bag₂-chain Ia fibres (Fig. 5). In the discussion the properties of the bag₁ Ia fibres are assumed to mirror properties of the intrafusal bag₁ fibres whereas the behavior of the bag₂-chain Ia fibres is explained by the properties of the intrafusal bag₂ and/or chain fibres.

Zusammenfassung

Die Entladungsfrequenz primärer Muskelspindelfasern aus dem M. tibialis anterior der Katze wurde unter einer Rampendehnung des Wirtsmuskels aufgenommen. Die Geschwindigkeit der Rampendehnung wurde schrittweise von 1-100 mm/s erhöht. Die Ausgangslänge des Muskels wurde in 3 mm-Stufen gesamt um 12 mm vergrößert. An den Entladungsmustern unter einer Rampengeschwindigkeit von 10 mm/s wurde die langsame Rezeptoradaptation abgelesen. Sie ist die Differenz in der Entladungsfrequenz am Beginn der Plateauphase der Rampendehnung, dem statischen Maximum, und der Entladungsfrequenz am Ende der dritten Sekunde der Plateauphase, dem statischen Wert. Die Amplitude der langsamen Rezeptoradaptation wurde gegen die Amplitude des statischen Maximums aufgetragen. Beide Größen zeigen für die primären Muskelspindelfasern eine übersichtliche Abhängigkeit voneinander. Darüber hinaus werden in dem Diagramm zwei Gruppen von Ia-Fasern erkannt und definiert. Die eine Gruppe hat eine langsame Rezeptoradaptation hoher Amplitude und ihre primären Afferenzen werden bag₁ Ia-Fasern genannt, die andere Gruppe hat eine langsame Rezeptoradaptation geringer Amplitude. Deren primäre Afferenzen werden bag₂-chain Ia-Fasern bezeichnet. Außerdem wurde an den Entladungsmustern der zwei Gruppen von Ia-Spindel fasern die dynamische Antwort abgelesen, als Kenngröße der dynamischen Eigenschaften, und der statische Wert als Kenngröße der statischen Eigenschaften einer Spindelfaser. Die dynamische Antwort der bag₁ Ia-Fasern ist mit p < 0,0001 in ihrer mittleren Amplitude signifikant größer als die mittlere dynamische Antwort der bag₂-chain Ia-Fasern. Der statische Wert der bag₁ Ia-Fasern dagegen ist mit p < 0,007 signifikant kleiner als derjenige der bag₂-chain Ia-Fasern. Abschließend wurde diskutiert, daß die bag₁ Ia-Fasern den Rezeptorstrom zur Bildung ihrer Aktionspotentialsequenzen aus jenen terminalen Endigungen erhalten sollten, die auf den intrafusalen bag₁-Fasern liegen, und die bag₂-chain Ia-Fasern ihren Rezeptorstrom aus jenen terminalen Endigungen, die auf den intrafusalen bag₂- und/oder chain-Fasern liegen.

Key words

Muscle spindle - Primary afferents - Receptor adaptation - Afferent classification