Bài giảng Sinh lý Người và Động vật hệ cơ

Các tế bào của cơ xương được phân bố chỉ một dây thần kinh từ hệ thần kinh dinh dưỡng: chúng co khi bị kích thích bởi xung thần kinh và duỗi khi không có xung kích thích.. Các tế bào [r]

CHƯƠNG SINH LY

CƠ – THÂN INH

Bài giảng Sinh lý Người và Động vật

I CẤU TRÚC CỦA XƯƠNG VÀ CƠ

Xương gồm một chất cơ bản bằng protein, có nhiều ion

vô cơ đặc biệt là phosphat Ca

Xương là một mô sống, nó có các tế bào và được cung cấp nhiều mạch máu

Xương đặc được hợp thành từ những đơn vị cấu trúc gọi

là hệ Havers (Haversian system)

Xương xốp (spongy bone) được tìm thấy ở phần trung tâm của xương, gồm một mạng lưới của các thỏi cứng, khoảng giữa chúng được lắp đầy chất dịch

3

Bộ xương của động vật có xương sống thường được chia làm hai phần:

(1) xương trục (axial skeleton) là phần trục chính dọc theo chiều dài cơ thể, bao gồm hộp sọ, cột sống và các xương sườn;

(2) xương chi (appendicular skeleton) bao gồm các xương nối với trục như

xương chi, xương đai và xương chậu

các khớp

Các hoạt động được tạo ra từ sự co cơ phụ thuộc vào vị trí của những điểm gắn nầy và vào loại khớp giữa các xương

2 Các loại cơ

Chức năng cơ

Vận động Tạo dáng, tư thế , tạo hình Giao tiếp, biểu lộ cảm xúc, chữ viết, ngôn ngữ Tham gia và điều hoà các hoạt động các cơ quan Sinh nhiệt, sinh công

Đặc tính sinh lý

Hưng phấn: Đáp ứng khi có kích thích Dẫn truyền

Co thắt Giãn, kéo dài Đàn hồi

Cơ xương (skeletal muscle)

Cơ xương chịu trách nhiệm cho các cử động tự ý, tạo ra các cử động của chi, thân, hàm, mặt, cầu mắt v.v

Cơ có hình trụ, chứa nhiều nhân và được vắt ngang bởi các vạch sáng và tối xen kẻ nhau tạo thành các vân

Cơ đỏ rất giàu mạch máu, nhiều ty thể và myoglobin

Cơ đỏ oxy hóa các acid béo như là nguồn năng lượng chính Chúng co tương đối chậm nhưng có khả năng hoạt động trong một thời gian dài mà không bị mỏi

Cơ trắng có ít mạch máu, ít ti thể hơn và lượng myoglobin thấp Năng lượng là do sự phân giải yếm khí của glycogen Cơ khả năng co nhanh, mạnh nhưng chỉ trong một

thời gian ngắn vì mỏi cơ nhanh chóng

Cơ trơn (smooth muscle)

Cơ trơn tạo thành lớp màng cơ trong thành của ống tiêu hóa, bàng quang, các ống và các nội quan , trong thành của động mạch, tĩnh mạch

Các tế bào cơ trơn có hình thoi, không có vân Các sợi

cơ đan xen với nhau, không tạo thành bó Cơ trơn chịu sự

kích thích của hệ thần kinh tự động và không chịu sự kiểm

soát có ý thức

11

Các tế bào của cơ xương được phân bố chỉ một dây thần kinh từ hệ thần kinh dinh dưỡng: chúng co khi bị kích

thích bởi xung thần kinh và duỗi khi không có xung kích

thích

Các tế bào cơ trơn được phân bố bởi hai dây thần kinh; một từ hệ thần kinh giao cảm và một từ hệ thần kinh phó giao cảm

Cơ xương không thể hoạt động bình thường nếu thiếu liên hệ thần kinh và sẽ bị thoái hóa nhưng cơ trơn có thể co mà không cần kích thích thần kinh

Cơ tim (cardiac muscle)

Cơ tim được xem là một loại riêng vì chúng vừa có một

số đặc điểm của cơ xương, vừa có một số đặc điểm của cơ

15

II SINH LÝ HỌC CỦA HOẠT ÐỘNG CƠ

Các sợi cơ và các tế bào thần kinh giống nhau ở chỗ cả hai sẽ đáp ứng chỉ khi một kích thích đạt đến ngưỡng cường

độ và thời gian theo nguyên lý “Tất cả hoặc không (all or

none)”

Nếu như một sợi cơ tách rời chịu một kích thích có giá trị trên ngưỡng, độ co cơ nhận được đều giống nhau, bất kể giá trị nào của kích thích

17

Cơ có khả năng đáp ứng ở những mức độ khác nhau phụ thuộc vào cường độ kích thích:

+ Nếu một cơ tiếp nhận một kích thích ở cường độ ngưỡng, cơ sẽ co rất yếu

+ Khi cường độ kích thích mạnh hơn được tạo ra sau một ít giây nghỉ, cơ sẽ co hơi mạnh hơn

+ Cường độ càng tăng làm cơ co càng mạnh cho đến khi sự gia tăng kích thích không làm tăng cường độ của đáp ứng Lúc này cơ đã đạt đến đáp ứng tối đa

Ðáp ứng của một cơ với những kích thích có

cường độ khác nhau

Co cứng

Mỏi cơ

Co đẳng trương (isotonic contraction) là sự co cơ trong

đó cơ bị ngắn lại nhưng cường độ co cơ không đổi

Co đẳng trường (isometric contraction) co cơ trong đó

cơ tạo ra lực nhưng không ngắn lại, như trường hợp nâng một vật nặng

Trương lực (tonus) là hiện tượng một số cơ không bao giờ duỗi hoàn toàn mà luôn luôn được duy trì ở trạng thái co một phần, các nhóm sợi cơ khác nhau luân phiên co nên không

có sợi cơ nào bị mỏi

23

2 Cơ sở phân tử của sự co cơ

a Năng lượng cho sự co cơ

Năng lượng cần cho sự co cơ đến từ ATP Chất nầy lại được tạo ra từ sự biến dưỡng của glucoz và acid béo

Creatin phosphat không được sử dụng trực tiếp để cung cấp năng lượng cho sự co cơ nhưng nó có thể chuyển nhóm phosphat đến ADP để thành lập ATP:

Creatin Phosphat + ADP + H+ -> Creatin + ATP

Oxy cần cho sự hô hấp hiếu khí trong cơ đỏ được cung cấp bởi myoglobin

b Cơ chế co cơ Sarcomer là đơn vị chức năng của sự co cơ

Các vân được hình thành do sự xen kẻ giữa các đĩa sáng (đĩa I) và các đĩa tối (đĩa A)

Giữa mỗi đĩa A có một vùng sáng hơn gọi là vùng H Giữa mỗi đĩa I có một vạch mãnh, rất tối gọi là vạch Z

Toàn bộ một vùng từ vạch Z này đến vạch Z kế tiếp gọi

là một sarcomere

Khi sợi cơ co, sarcomer trở nên ngắn hơn và độ rộng tương đối của các đĩa thay đổi: đĩa I và vùng H hẹp hơn, các đĩa A ít thay đổi nhưng di chuyển đến gần nhau hơn

Mỗi tơ cơ lại gồm có hai loại sợi (filament), một sợi dầy

và một sợi mỏng, sắp xếp theo một kiểu nhất định

+ Sợi dầy được hợp thành từ protein là myosin + Sợi mỏng chủ yếu là protein actin

Chuyển động của các sợi cũng kéo các vạch Z lại gần nhau và làm giảm nhanh chiều rộng của đĩa I

=>sự trượt của các sợi (sliding-filament theory) giải thích được những thay đổi có thể thấy trong sarcomere

Bước trong quá trình co cơ như sau:

acetylcholin tại diện tiếp hợp thần kinh- cơ

 Acetylcholin gắn vào thể tiếp nhận trên màng sợi cơ, mở cổng ion Ion chạy qua màng tế

bào, khử phân cực chúng và tạo ra điện thế

động

 Ðiện thế động lan truyền dọc theo bề mặt tế

bào cơ

lưới cơ, gây ra sự phóng thích ion Ca dự trữ

myosin gập lại kéo sợi actin về hướng myosin

 ATP mới được gắn vào đầu myosin, sau đó tách

chúng ra khỏi actin ATP bị thủy phân làm cho đầu

quay trở lại vị trí cũ

 ADP và Pi vẫn gắn trên đầu myosin giúp chúng có thể liên kết một lần nữa với actin

29

Năng lượng lấy từ ATP được dùng để

+ Thực hiện cơ chế trượt actin sâu vào sợi myosin.

+ Bơm ion calci từ dịch cơ tương vào mạng nội bào tương sau khi cơ đã ngừng co.

+ Bơm ion natri, kali qua màng sợi cơ để duy trì phân bố ion phù hợp cho khởi tạo và dẫn truyền điện thế hoạt động.

Mỏi cơ

Mỏi cơ xuất hiện khi cơ co mạnh và kéo dài do hiện tượng thiếu oxy và tích lũy các chất chuyển hóa như acid lactic, giảm nồng độ glycogen trong cơ, các chất truyền đạt thần kinh không được tái tạo kịp nên làm giảm khả năng co của cơ

Glycogen dự trữ trong cơ chính là nguồn năng lượng được dùng để tái tạo ATP và phosphocreatin

32