20 hóa sinh cơ cho BSDK cô mai

HÓA SINH CƠ BS Chi Mai Cấu trúc võn ã Cỏc bú c ng kớnh 20- 100 àm, tạo sợi (tế bào cơ) • Tế bào cơ: đa nhân khổng lồ, bào tương có nhiều tơ • Tơ cơ: vùng sẫm băng A, vùng nhạt băng I • Đơn vị co (Sarcomere): gồm băng A nửa băng I, dài 2,5- µm giãn Giới hạn hai đĩa Z, băng A đĩa M Tế bào (sợi cơ) Tơ Hệ thống ống lưới nội bào Màng tế bào Bậc cấu trúc vân Cơ vân Muscle Muscle fibers Gần nửa trọng lượng thể vân, phần lớn vân gắn với xương qua gân, nhờ lực chuyển động xuất co truyền cho xương Sợi Muscle fiber Sarcomere Myofibril Tơ Modified from McMahon, Muscles, Reflexes and Locomotion Princeton University Press, 1984 Sarcomere: Đơn vị chức vân Cross-sectional views of: Các thiết diện cắt ngang Đơn vị co Modified from Vander, Sherman, Luciano Human Physiology, McGraw-Hill Myosin filaments thin filament lattice Phần sợi mảnh overlap region Phần chồng chéo sợi mảnh dày center of sarcomere Trung tâm đơn vị co thick filament lattice Z line Actin filaments Actin filaments Phần sợi dày Electron micrograph µm I band A band Sarcomere I band 1.1 Sợi dày: • Trong điều kiện sinh lý, phân tử myosin kết hợp với tạo sợi dày nm Modified from Vander, Sherman, Luciano Human Physiology, McGraw-Hill Coiled coil of two α helices Myosin is a hexamer: myosin heavy chains myosin light chains C terminus Đầu Myosin: đảm nhận tất chức vận động myosin, tức khả di chuyển tạo lực - TLPT 470 kDa - Gồm: chuỗi nặng (TLPT 230 kDa), chuỗi nhẹ giống đôi (TLPT 18 kDa 20 kDa) - Đầu hình cầu 55 x 200 Ao (đầu N tận cuộn lại) gắn với dài hình gậy 1600 Ao (đầu C tận xoắn alpha) - Khi bị thủy phân trypsin thành đoạn có hoạt tính sinh học: + LMM (light meromyosin): đoạn xoắn alpha hình gậy + HMM (high meromyosin): đoạn hình gậy gắn với đầu hình cầu đôi Bị thủy phân papain thành phân đoạn S1-HMM hình cầu phân đoạn S2-HMM hình gậy + Mỗi phân đoạn S1 có vị trí có hoạt tính ATPase, vị trí gắn actin 1.2 Sợi mỏng: 1.2.1 Actin: - Cấu trúc:TLPT kDa Môi trường lực ion thấp tồn dạng chuỗi đơn hình cầu (G- actin), gắn 1ATP Điều kiện sinh lý, Gactin polyme tạo F-actin, ATP thủy phân, ADP gắn với Factin - Chức năng: co cơ, di chuyển nhiều loại tế bào 1.2.2 Tropomyosin: - Cấu trúc: chuỗi polypeptid có TLPT 66 kDa, cuộn xoắn alpha tạo sợi dài 400 Ao, nằm vùng xoắn F-actin - Chức năng: Điều chỉnh tương tác actin- myosin co 1.2.3 Troponin: - Cấu trúc:TLPT 76 kDa gồm: troponin T (37kDa), I (23 kDa) C (18kDa) Mỗi tropomyosin gắn với phức hợp troponin - Chức năng: Điều chỉnh co qua Ca2+ T gắn Tropomyosin, I gắn actin, C gắn Canxi Cấu trúc actin myosin 2.2 Năng lượng co vân • Co địi hỏi lượng lớn lượng • ATP cung cấp lượng cho co ATP tạo thành từ nguồn: – Creatin phosphat (CP) • Tạo ATP nhanh • CP + ADP Creatinin → Creatin + ATP kinase – Chuyển hóa khí • Địi hỏi oxygen thối hóa glucose sinh ATP, carbon dioxid nước • Hiệu – Chuyển hóa yếm khí (Glycolysis) • Thối hóa glucose tạo ATP acid lactic Chuyển hóa cơ: Năng lượng cho co Nhu cầu lượng cho co thời gian ngắn • Creatine phosphat creatine kinase – ADP + CP C + ATP – Nồng độ CP nhanh chóng cạn kiệt co mạnh – Có khả trì co tối đa 8-10 giây – CP (creatine phosphate) tái sinh nghỉ (ATP + C → CP + ADP) • Thối hóa Glycogen thành lactic acid tiếp nối – tạo ATP cho hoạt động tối đa 30-40 giây – Cơ nhận glucose từ máu glycogen dự trữ Nhu cầu lượng cho co thời gian dài • Chuyến hóa khí cần cho co kéo dài – 36 ATP/ phân tử glucose • Sau 40 giây luyện tập, hệ hô hấp tuần hồn phải cung cấp đủ oxy cho chuyển hóa khí – Tốc độ tiêu thụ oxy tăng 3-4 phút sau giảm trạng thái ổn định • Cạn kiệt glycogen glucose máu, nước điện giải làm cản trở co Mệt mỏi • Co yếu dần – Tổng hợp ATP giảm glycogen tiêu hao – Bơm Na-K giảm khả trì điện màng tính kích thích – Acid lactic tích tụ gây ức chế hoạt động enzym – Tích tụ K+ tế bào gây tăng phân cực – Sợi thần kinh vận động sử dụng hết acetylcholin Nợ Oxy • Hoạt động thể lực mạnh gây thay đổi lớn hóa học • Để trở trạng thái nghỉ: – – – – Oxy dự trữ cần phải bổ sung Acid Lactic phải chuyển thành acid pyruvic Glycogen dự trữ cần phải tạo thành ATP CP dự trữ cần tạo thành • Nợ Oxy – lượng O2 cần cho trình hồi phục Sự co trơn • Cơ trơn tạo sợi hình thoi có đường kính 210 µm chiều dài vài trăm µm • Thường xếp thành lớp (dài trịn) chồng lên • Có thành quan rỗng (trừ tim) Cấu trúc vi thể trơn • Kém biệt hóa vân khơng có hình thù đặc hiệu • Khơng có ống T • Khơng có phức hợp troponin • Màng tế bào gấp lại giống túi, gọi caveoli – Ca2+ giữ khu vực tế bào gần với caveoli, cho phép nhanh chóng vào tế bào kênh mở • Khơng có vân đơn vị co (sarcomere) • Có sợi dày sợi mảnh Tỷ lệ xếp sợi trơn • Sợi dày có đầu dọc chiều dài sợi • Khơng có phức hợp troponin • Sợi dày sợi mỏng xếp theo đường chéo, làm trơn co theo kiểu xoáy lại • Có sợi trung gian khơng co gắn với thể đặc Tỷ lệ xếp sợi trơn Kích thích trơn • Khơng theo ý muốn co khơng có kích thích thần kinh – Hormon, CO2, pH thấp, duỗi ra, thiếu O2 • Các sợi thần kinh tự động phồng lên giống hạt gọi chứa túi synap – Kích thích nhiều tế bào vùng tiếp nối khác Phân bố thần kinh tới trơn Co trơn • Cả khối trơn co chậm đồng • Co lúc • Điện hoạt động truyền từ tế bào sang tế bào khác • Một vài tế bào trơn: – Co trước tạo nhịp cho toàn khối trơn – Tự kích thích khử cực khơng cần kích thích từ bên ngồi Cơ chế co • Actin myosin tương tác theo chế trượt sợi • Kích thích cuối gây co gia tăng nồng độ Ca2+ nội bào • Ca2+ giải phóng từ lưới nội bào khoảng gian bào • Ca2+ tương tác với calmodulin enzym kinase chuỗi nhẹ myosin để hoạt hóa myosin Vai trị Canxi • Ca2+ gắn vơi calmodulin hoạt hóa • Calmodulin hoạt hóa hoạt hóa enzym kinase • Kinase hoạt hóa chuyển phosphat từ ATP sang cầu nối myosin • Các cầu nối phosphoryl hóa tương tác với actin gây co ngắn lại • Cơ trơn giãn Canxi nội bào giảm ... ATP, carbon dioxid nước • Hiệu – Chuyển hóa yếm khí (Glycolysis) • Thối hóa glucose tạo ATP acid lactic Chuyển hóa cơ: Năng lượng cho co Nhu cầu lượng cho co thời gian ngắn • Creatine phosphat... hóa myosin Vai trị Canxi • Ca2+ gắn vơi calmodulin hoạt hóa • Calmodulin hoạt hóa hoạt hóa enzym kinase • Kinase hoạt hóa chuyển phosphat từ ATP sang cầu nối myosin • Các cầu nối phosphoryl hóa. .. phosphate) tái sinh nghỉ (ATP + C → CP + ADP) • Thối hóa Glycogen thành lactic acid tiếp nối – tạo ATP cho hoạt động tối đa 30-40 giây – Cơ nhận glucose từ máu glycogen dự trữ Nhu cầu lượng cho co thời