Chương 11 SINH LÝ CƠ VÀ DÂY THẦN KINH 11.1 Sinh lý cơ
11.1.3. Cấu trúc và chức năng cơ vân
11.1.3.1. Cấu tạo cơ vân.
Cơ vân được cấu tạo từ các sợi, mỗi sợi cơ là một TB cơ dài từ vài mm đến vài cm, đường kính khoảng 10-100µm.
* Bao cơ (sarcolemma) Sợi là một màng mỏng có tính đàn hồi bao bọc sợi cơ gọi. Về mặt cấu tạo bao cơ cũng có những đặc điểm giống như màng các loại tế bào khác. Bên trong bao cơ là cơ tương.
* Cơ tương nằm sát màng bao cơ, gồm có khuôn cơ tương, lưới cơ tương và các tơ cơ. Tế bào cơ vân có các vân dọc và vân ngang: vân dọc là do sự sắp xếp của các sợi cơ tạo ra, vân ngang là do cấu trúc của tơ cơ tạo thành. Mỗi tơ cơ giống như một chuỗi liên tiếp các đĩa sáng, đĩa sẫm xen kẽ nhau một cách đều đặn.
+ Đĩa sẫm được chia thành 2 phần bởi một băng sáng nằm ngang gọi là băng H. Các sợi protein ởđĩa sẫm là các sợi myosin
+ Đĩa sáng được ngăn làm đôi gọi là vạch Z. Giữa 2 vạch Z là một đoạn tơ cơ được gọi là
đơn vị co cơ (sarcomere). Các sợi protein ởđĩa sáng là các sợi actin
- Myosin gồm 2 chuỗi polypeptid chính giống hệt nhau, mỗi chuỗi có trọng lượng khoảng 200.000, gọi là chuỗi nặng H xoắn với nhau thành một xoắn kép tạo thành phần đuôi, còn phần
đầu của hai chuỗi nặng H này không xoắn với nhau mà cuộn gấp lại tạo thành hình cầu tạo thành phần đầu.
- Actin chiếm khoảng 14% protein co cơ, tồn tại dưới 2 dạng: + Dạng hình cầu (G- actin
+ Dạng hình sợi (F- actin).
Sợi actin được cấu tạo từ tropomyosin và troponin
+ Tropomyosin chiếm khoảng 10-11% protein cơ toàn phần, trọng lượng phân tử
khoảng 70.000 gồm 2 chuỗi polypeptid xoắn lại với nhau. Tropomyosin có khả năng kết hợp với nhau tạo thành một dãi dài và nằm xen vào rãnh của xoắn kép F-actin
+ Troponin là một phân tử hình cầu gồm 3 dưới đơn vị : Troponin C (TpC)
Troponin I Troponin T
11.1.3.2. Các dạng cấu tạo của cơ.
- Trong cơ thể người cơ chiếm khoảng 40% khối lượng cơ thể và bao gồm khoảng 600 cơ
khác nhau. Cấu trúc chung của mỗi cơ gồm 2 phần: + Phần thịt (bụng cơ)
+ Phần gân
- Trong cơ, sự sắp xếp các sợi cơ có thể theo các phương thức khác nhau. Căn cứ vào phương thức sắp xếp của các sợi cơ, có thể phân biệt thành ba loại cấu tạo cơ vân.
+ Cơ song song (các cơ dẹt) + Cơ hình thoi
+ Cơ hình lông chim
11.1.3.3. Các dạng co cơ
Hiện tượng co cơ là sự thay đổi độ căng và chiều dài của cơ dưới tác động của tác nhân kích thích. Tùy theo hình thức co cơ người ta phân biệt thành 2 dạng:
- Co cơ đơn độc: dạng co cơ xuất hiện khi cơ chịu tác động của một kích thích đơn lẻ. Mỗi lần co cơ đơn gồm 3 giai đoạn:
+ Giai đoạn tiềm tàng + Giai đoạn cơ co + Giai đoạn cơ giãn
- Co cơ cứng: xuất hiện khi các xung động thần kinh từ các neuron vận động truyền tới cơ
có tần số cao và khoảng cách giữa các xung vận động ngắn hơn thời gian co cơ . Tùy thuộc vào tần số các xung động kích thích co cơ cứng có thểđược chia thành:
+ Co cơ cứng răng cưa (co cơ cứng không hoàn toàn + Co cơ cứng trơn (co cứng hoàn toàn)
11.1.3.4. Cơ chế co cơ.
* Trong trạng thái nghỉ ngơi:
- Sự tương tác giữa sợi myosin và sợi actin bị ngăn cản, chuỗi polypepottid ở một đầu phân tử myosin có dạng chuỗi thẳng (dạng không bền) do:
+ Các phân tử tropomyosin ngăn cản không cho các sợi actin và sợi myosin kết hợp với nhau.
+ Các phân tử troponin I đã ức chế sự tương tác giữa sợi myosin và sợi actin. + Đầu tự do của phân tử myosin gắn với ATP nên mang điện tích âm và phân tử G- actin gắn với ADP cũng mang điện tích âm.
* Khi dòng điện được truyền tới cơ, làm khử cực màng của TB cơ và làm thay đổi tính thấm của màng sợi cơ, làm giải phóng ion Ca. Các ion Ca nhanh chóng chui ra khỏi bể chứa và đi vào khoảng giữa của các tơ cơ. Ở đây, xảy ra các quá trình sau:
+ Ion Ca kết hợp với phân tử troponin
2Ca++ + 1troponin-ATPase → 2Ca-troponin + ATP-ase ATP-ase + ATP → ADP + năng lượng
+ Ảnh hưởng của các phân tử troponin đối với các sợi myosin và actin bị hạn chế. Nhờ vậy mà sợi myosin di chuyển về sợi actin để liên kết với nó.
+ Các sợi actin trượt dọc theo sợi myosin
+ Năng lượng cung cấp cho quá trình co cơ là do sự phân giải ATP nằm ở đầu các sợi myosin.
11.1.3.5. Lực cơ
- Lực cơ: là chỉ số biểu hiện khả năng hoạt động của cơ.
- Lực cơđược đánh giá thông qua 2 chỉ số: lực tuyệt đối và lực tương đối của cơ. + Lực tuyệt đối: được đo bằng trọng tải cực đại mà cơđó có khả năng nâng lên + Lực tương đối của cơ (kg/cm2) = lực tuyệt đối của cơ (kg)/thiết diện sinh lý của cơ (m2)
- Lực cơ phụ thuộc vào:
+ Thiết diện sinh lý của cơ (mặt cắt vuông góc với sợi cơ)
+ Các xung động thần kinh gây ra co cơ và điều hòa trao đổi chất. + Cấu tạo, trạng thái, điều kiện làm việc của cơ
+ Lứa tuổi…
11.1.3.5.6
Công của cơ: được đo bằng tích số giữa trọng tải nâng lên với trị số co ngắn lại của cơ và
được biểu thị bằng kg/m hay g/cm. Công của cơ phụ thuộc vào: - Trọng tải do cơ nâng lên - Nhịp hoạt động của cơ
Như vậy công của cơ có trị số lớn nhất khi cơ làm việc với trọng tải và nhịp cực thuận