Dẫn truyền hưng phấn trong các sợi thần kinh và các sợi cơđược thực hiện, như trên đã trình bày, nhờ sự lan truyền các xung động theo bề mặt của màng sợi thần kinh và sợi cơ. Khác với các trường hợp trên, sự dẫn truyền hưng phấn trong trường hợp này được thực hiện bằng sự biến đổi chức năng của bộ máy thần kinh - cơ (nơi tiếp xúc giữa sợi thần kinh và sợi cơ dưới tác dụng của chất trung gian hoá học (chất dẫn truyền).
Bộ máy thần kinh - cơ, còn được gọi là synap thần kinh - cơ. Ở các động vật có xương sống trong mỗi bộ máy thần kinh - cơ có một nhánh của sợi thần kinh vận động không có myelin. Sợi thần kinh vận động bị mất màng myelin tại chỗ chia nhánh tận cùng để tạo ra chỗ
tiếp xúc với sợi cơ. Trong các nhánh tận cùng của sợi thần kinh có nhiều ty thể có kích thước lớn hơn so với các ty thể trong axon. Màng của tận cùng thần kinh và sợi cơđược ngăn cách bởi một khe synap mở rộng vào trong khoảng gian bào. Trong các tận cùng thần kinh (phần trước synap) có rất nhiều túi acetylcholin có đường kính khoảng 50 nm (hình 4.16).
Hình 4.16
Sơđồ cấu tạo bộ máy thần kinh-cơ của sợi cơ vân ởđộng vật có vú
A- Màng myelin của sợi trục bị mất trước khi chia nhánh đi vào trong các sợi cơ; B- Lát cắt ngang của một nhánh của tấm vận động. 1- Thần kinh tương của axon; 2- Ty thể; 3- Các túi acetylcholin; 4- Cơ tương; 5- Các nếp gấp synap
Diện tích của bộ máy thần kinh - cơở các động vật có vú bằng 2-3 μm2, số lượng các túi acetylcholin khoảng 20.000, chiếm khoảng 30% thể tích của bộ máy thần kinh - cơ.
Ở màng sau synap có gần 4 triệu cholinoreceptor. Khi các receptor tiếp xúc với acetylcholin, tính thấm của màng đối với các ion Na+ được tăng lên.
Acetylcholin là chất dẫn truyền hưng phấn, bảo đảm cho các xung động thần kinh từ sợi thần kinh gây hoạt hoá màng sau của synap thần kinh - cơ. Khi acetylcholin bị thuỷ phân bởi cholinesterase dẫn truyền hưng phấn qua bộ máy thần kinh - cơ sẽ không thực hiện được. Dẫn truyền hưng phấn được dễ dàng khi có sự cộng các lượng tử acetylcholin được giải phóng từ
các túi chứa nó, cũng như có sự tăng lượng acetylcholin trong khe synap.
Lúc nghỉ, không có các xung động thần kinh truyền đến, tại bộ máy thần kinh - cơ chỉ có một lượng nhỏ acetylcholin được bài xuất và bài xuất một cách rời rạc, không đồng bộ, nên chỉ làm xuất hiện các điện thế vi ti sau synap. Các điện thế này không thể tạo được điện thế
hoạt động sau synap. Khi có một xung động thần kinh truyền đến, các lượng tử acetylcholin
được bài xuất một cách đồng bộ và với một lượng lớn, nên tạo ra trong bộ máy thần kinh - cơ
một điện thế lớn gấp 50-80 lần biên độ của điện thế vi ti xuất hiện khi bộ máy nghỉ. Điện thế
này có khả năng gây hưng phấn các sợi cơ.
Trong trường hợp có kích thích gây co cơ kéo dài, hưng phấn trong bộ máy thần kinh - cơ
không ngừng ngay, mà còn tiếp tục trong một thời gian nhất định. Sau đó quan sát được sự
suy giảm tạm thời sự truyền các xung động, do đã bài xuất một lượng lớn acetylcholin. Ngược lại, trong trường hợp cơ không co kéo dài và lượng acetylcholin được bài xuất ít, thì khi ngừng kích thích dây thần kinh, hưng phấn trong bộ máy thần kinh - cơ lại được tăng lên. Người ta nhận thấy, với nhịp kích thích tối ưu dây thần kinh vận động, sự chi phí acetylcholin
được tiết kiệm hơn khi dẫn truyền hưng phấn từ dây thần kinh sang cơ và hoạt động co cơ