Рухова одиниця складається з мотонейрона α-мотонейрони в спинному мозку або черепно-мозкових нервах), його аксона і всіх м'язових волокон, що іннервуються його колатералями.
Порушення функції рухової одиниці може бути обумовлено ураженням мотонейрона, перериванням або уповільненням аксональной провідності якою патологією м'язи.
Вірус поліомієліту може інфікувати α-мотонейрони і необоротно руйнувати їх. Також ці клітини руйнуються при спінальної м'язової атрофії (різнорідна група дегенеративних захворювань). Генетичні дефекти СОД, яка в нормі захищає нейрони від окисного стресу, викликають бічний аміотрофічний склероз. Недостатня активність СОД призводить до загибелі спінальних α-мотонейронів і супраспінальних мотонейронів. Зустрічаються мутації, які ведуть до дефектів дінактіна (аксональний транспорт), мітохондріальної цитохром с-оксидази і гена ALSIN (регуляція ендосомного транспорту). При переданому у спадок Х-зчепленому синдромі Кеннеді загибель α-мотонейронів відбувається через дефект рецепторів андрогенів.
Пошкодження або загибель аксонів крім іншого можуть викликати аутоімунні захворювання, нестача вітаміну В1 або В12. цукровий діабет, інтоксикацію (наприклад, свинцем, алкоголем) або генетичні дефекти (наприклад, синдром Шарко-Марі-Тута).
Скелетні м'язи можуть пошкоджуватися при аутоімунних захворюваннях (наприклад, дерматомиозите), а також внаслідок генетичних дефектів, наприклад, при миотонии або дистрофії.
Пошкодження рухової одиниці веде до паралічу м'язів незалежно від того, локалізується чи вогнище ураження в α-мотонейронів, аксоні або в самому м'язі. При загибелі α-мотонейрона, як правило, спостерігаються фасцікуляціі. Вони відбуваються в результаті одночасної стимуляції і скорочення м'язових волокон рухової одиниці. При бічному аміотрофічному склерозі руйнування супраспінальних нейронів може призводити до гіперрефлексії і спастичності м'язів, поки деякі α-мотонейрони залишаються інтактними. Пошкодження периферичного нерва, при якому зменшується товщина мієлінової шару, обумовлює зниження швидкості проведення імпульсів. Чутлива частина нерва, як правило, теж дивується. Це супроводжується порушенням чутливості, а також виникненням спонтанних ПД в ушкодженому нерві, що викликає відповідні відчуття (парестезії). Якщо відбувається загибель самої м'язи. зазвичай спостерігаються фібриляції, т. е. некоординовані скорочення окремих м'язових волокон.
Генетичні дефекти іонних каналів спричиняють розвиток цілої групи функціональних захворювань м'язів. Зазвичай клітинна мембрана м'язової клітки деполяризуется у відповідь на збудження потенціалзалежне Na + -каналу, що викликає відкриття потенціалзалежні Ca 2+ -каналу і Ca 2+ -каналу саркоплазматичного ретикулуму. В результаті цих процесів внутрішньоклітинна концентрація Ca 2+ збільшується, викликаючи м'язове скорочення. Реполяризації досягається шляхом інактивації Na + -каналів, припливу Cl - і виходу К + з клітини. Це запускає інактивацію Ca 2+ -каналів, тому внутрішньоклітинна концентрація Ca 2+ знову знижується і м'яз розслабляється.
Запізнення інактивації Na + -каналів через мутації гена, що кодує білок іонного каналу, може призводити до затримки розслаблення м'язи, підвищеній збудливості і судом (миотония, пов'язана з дефектом Na + -каналів, і вроджена параміотонія). Холод сприяє уповільненню інактивації Na + -каналів, що веде до судом, особливо при параміотонія. Наявність додаткового дефекту Na + -каналу або дефектного До + -каналу може викликати параліч внаслідок високої позаклітинної концентрації К + (гіперкаліємічна пароксизмальної параліч). Генетичний дефект потенціалзалежне Ca 2+ -каналу також призводить до гипокалиемических пароксизмальному паралічу. Дефекти Cl - -каналів викликають міотонію. Ці канали складаються з декількох субодиниць. Якщо включення зміненої субодиниці порушує функцію всього комплексу, така мутація характеризується домінантним успадкуванням (вроджена миотония, хвороба Томсена). Якщо сама субодиниця нефункціональна, але не порушує функцію інтактних субодиниць, мутація характеризується рецесивним успадкуванням (миотония Беккера). При певних дефектах Ca 2+ -каналів саркоплазматичного ретикулуму (ріанодінового рецептор) галогенізовані анестетики можуть викликати потенціал-незалежну активацію цих каналів зі збільшенням кількості внутрішньоклітинного Ca 2+. Це призводить до суттєвого підвищення енергетичного обміну і розвитку гіпертермії (злоякісна гіпертермія).
При дегенеративної м'язової дистрофії Дюшенна або Беккера пошкоджений дистрофії, один з елементів цитоскелету. Ген, що кодує цей білок, знаходиться на хромосомі X. Це захворювання зустрічається фактично тільки у чоловіків, т. К. У жінок з одним дефектним геном утвориться достатня кількість дистрофина, кодованого нормальним геном. При дистрофії Дюшенна формуються лише короткі, абсолютно не функціональні фрагменти дистрофина. Це захворювання закінчується смертю протягом перших 20 років життя. Для цієї форми дистрофії типові виражений поперековий лордоз хребта і гіпертрофовані, але, незважаючи на це, слабкі литкові м'язи. Залучення в патологічний процес кардіоміоцитів призводить до кардіоміопатії. При дистрофії Беккера дистрофин також дефектний, але його функція страждає в меншій мірі, тому перебіг захворювання не настільки несприятливий, як при дистрофії Дюшенна.
Причиною м'язової дистрофії можуть служити дефекти наступних м'язових білків: міотілін, ламін, кавеолін, калпаін, дісферлін, саркоглікан, телетонін і тітін. Крім того, міопатії можуть бути наслідком метаболічних дефектів (наприклад, гликогенозов), ендокринних порушень (наприклад, гіпертиреозу) або аутоімунних захворювань (наприклад, поліміозіта, дерматоміозиту).
Діагностика захворювань / пошкоджень рухової одиниці
За допомогою електроміографії можна відрізнити первинну міопатію від нейрогенной міопатії.
Для цього в м'яз вводять голчастий електрод, до шкіри прикріплюють індиферентний електрод і вимірюють різницю потенціалів між ними. Оскільки кінчик цього внутрішньом'язового електрода майже повністю розташований внеклеточно, вимірюється тільки частина різниці потенціалів по обидва боки клітинної мембрани. Амплітуда реєстрованих змін потенціалу залежить від кількості одночасно деполярізуется м'язових волокон поруч з введенням в м'яз електродом.
Оскільки всі м'язові волокна, іннервіруемие одним α-мотонейроном, деполярізуется одночасно, то чим вище щільність таких волокон біля цього електрода, тим більше амплітуда реєстрованих змін потенціалу. Частота змін потенціалу відображає кількість α-мотонейронів, що іннервують м'язові волокна біля введеного електрода, т. К. Різні α-мотонейрони деполярізуется не одночасно.
Волокна, іннервіруемие одним α-мотонейроном, зазвичай в м'язі чи не лежать поруч один з одним, а розподіляються по великій площі поперечного перерізу. Кількість м'язових волокон біля введеного електрода зменшується при їх руйнуванні (міогенна міопатія). Це супроводжується зниженням амплітуди вимірюваних показників. Якщо зруйнований будь-якої α-мотонейрони (нейрогенна міопатія), не всі іннервіруемие їм м'язові волокна атрофуються, деякі з них отримують іннервацію від колатералей сусідніх α-мотонейронів. Рухові одиниці, таким чином, стають більшими, як і амплітуда змін потенціалу. Однак частота відхилень знижується, т. К. М'язові волокна поруч з електродом тепер иннервируются меншим числом рухових одиниць.
Важливим показником наявності і прогресування м'язового захворювання служить концентрація в крові креатину, креатиніну і креатинкінази. Креатин утворюється в печінці і відразу ж захоплюється здоровими м'язами. Деяка кількість креатину в м'язах трансформується в ангідрид креатиніну, який, на відміну від креатиніну, легко виходить з м'язової клітини через клітинну мембрану і у відповідній кількості екскретується нирками. Таким чином, кількість креатиніну, екскретіруемого з сечею в одиницю часу, пропорційно масі функціонуючих м'язів. Якщо в результаті м'язової дистрофії м'язова маса зменшується, екскреція креатиніну знижується. При гострому руйнуванні клітини вивільняються внутрішньоклітинні креатин і креатинкиназа, їх концентрація в плазмі різко підвищується. Якщо подальшого руйнування клітин не відбувається, активність креатинкінази в плазмі опускається до нормального рівня, але концентрація креатину може залишатися підвищеною, т. К. Креатин, що утворюється в печінці, тепер поглинається меншою кількістю м'язів. Продукція креатину також знижується за принципом зворотного зв'язку. В результаті між плазмовими концентраціями або ниркової екскрецією креатину і зменшенням м'язової маси суворої закономірності не спостерігається.