Fisiologia
I neuroni sensoriali del fuso neuromuscolare sono sensibili allo stiramento.
Già in condizioni di riposo, la loro porzione intermedia è sufficientemente stirata per indurli ad inviare impulsi nervosi, che affidano alle fibre sensitive. Nel midollo spinale tali fibre contraggono sinapsi direttamente con i motoneuroni alfa deputati all'innervazione dello stesso muscolo da cui sono partite. Grazie a questa attività basale il muscolo a riposo mantiene, sempre e comunque, un certo grado di tensione, definito "tono muscolare".
Durante i movimenti, il fuso si allunga e si accorcia insieme al muscolo. Di conseguenza, qualsiasi gesto che porti ad un allungamento delle fibre muscolari interesserà allo stesso modo anche i fusi, determinando un aumento della frequenza degli impulsi in uscita. Questi segnali vengono immediatamente rielaborati a livello del midollo spinale, causando la contrazione riflessa del muscolo e preservandolo dal danno determinato da un suo eccessivo stiramento. L'entità di questa contrazione muscolare riflessa è tanto più intensa quanto maggiore è la frequenza degli impulsi nervosi (a sua volta direttamente proporzionale al grado di stiramento captato dalle fibre sensitive del fuso neuromuscolare).
Contemporaneamente all'attivazione dei motoneuroni alfa, le fibre sensoriali inibenti attivano gli interneuroni inibitori deputati al temporaneo "silenziamento" degli alfa motoneuroni che innervano i muscoli antagonisti, impedendone la contrazione.
Il tutto avviene con un meccanismo involontario, detto riflesso da stiramento o riflesso miotatico [da myo = muscolo e tasis = stiramento].
Rimane ora da spiegare il ruolo dei motoneuroni gamma. Il loro compito è di aggiustare la sensibilità dei fusi neuromuscolari in base al grado di stiramento, in modo tale che essi rimangano attivi anche quando il muscolo è accorciato. Tutto ciò è reso possibile dalla cosiddetta co-attivazione alfa-gamma, cioè dalla simultanea contrazione delle fibre fusali ed intrafusali. Dal momento che queste ultime sono innervate ad entrambe le estremità muscolari, la loro contrazione porta ad un allungamento della regione centrale che mantiene stirate le terminazioni sensitive.
Mentre il muscolo, innervato dal motoneurone alfa, si accorcia riducendo la tensione sulla capsula fusale, la contemporanea attivazione delle fibre intrafusali, garantita dalla co-attivazione gamma, mantiene attivo il fuso neuromuscolare. In questo modo la sensibilità del recettore può rimanere costante ad ogni livello di contrazione, garantendo una maggiore fluidità dei movimenti ed una più rapida risposta muscolare in caso di necessità.
Un ulteriore approfondimento sull'attività dei fusi neuromuscolari impone la classificazione delle fibre a sacco di nuclei in due sottoclassi, quella delle fibre a sacchetto statiche e quella delle fibre a sacchetto dinamiche. Queste ultime, innervate da fibre sensitive di tipo Ia, recepiscono prevalentemente bruschi e rapidi cambiamenti di velocità, grazie anche ad un'innervazione motoria costituita da fibre gamma particolarmente veloci (riccamente mielinizzate, dette fibre gamma dinamiche).
Mentre le fibre appena descritte sono ideali per leggere rapidamente le variazioni di lunghezza del muscolo, le fibre a sacchetto statiche forniscono informazioni più precise sulla durata e sull'entità della variazione di tensione (sono innervate da fibre gamma II statiche). Tramite le variazioni di scarica delle fibre secondarie, il S.N.C. riceve informazioni sull'entità dell'allungamento muscolare e, tramite le primarie, sulla velocità dell'allungamento.
Infine, è bene sottolineare che l'attività dei fusi neuromuscolari è influenzata da molteplici fattori extrafusali, come la temperatura (il calore ne riduce l'attività producendo un rilassamento, mentre il freddo ne aumenta la rigidità) ed il grado di affaticamento (l'efficacia del riflesso miotatico diminuisce quando l'atleta è stanco, predisponendolo al rischio di lesioni muscolari).
Fusi neuromuscolari
