Bài 5 hóa sinh cơ

Gần một nửa trọng lượng cơ thể là cơ vân, phần lớn cơ vân gắn với xương qua gân, nhờ đó lực và sự chuyển động xuất hiện khi cơ co được truyền cho bộ xương Cơ vân Cơ vân Sợi cơ Tơ cơ...

HÓA SINH CƠ

Muscle fibers

Muscle fiber

Myofibril Sarcomere

Modified from McMahon, Muscles, Reflexes and Locomotion

Princeton University Press, 1984.

Gần một nửa trọng lượng cơ thể là

cơ vân, phần lớn cơ vân gắn với xương qua gân, nhờ đó lực và sự chuyển động xuất hiện khi cơ co được truyền cho bộ xương

Cơ vân

Cơ vân

Sợi cơ

Tơ cơ

1 Cấu trúc cơ vân

• Các bó cơ đường kính 20-

100 µm, tạo bởi các sợi cơ (tế

bào cơ)

• Tế bào cơ: đa nhân khổng lồ,

bào tương có nhiều tơ cơ

• Tơ cơ: vùng sẫm là băng A,

vùng nhạt là băng I

• Đơn vị co cơ (Sarcomere):

gồm băng A và 2 nửa băng I,

dài 2,5- 3 µm khi giãn Giới

hạn bởi hai đĩa Z, giữa các

băng A là đĩa M

1.1 Sợi dày:

• Trong điều kiện sinh lý, các phân tử myosin kết hợp với nhau tạo sợi dày

Myosin is a hexamer:

2 myosin heavy chains

4 myosin light chains

C terminus

Coiled coil of two  helices

Đầu Myosin: đảm nhận tất cả chức năng vận động của myosin, tức là khả năng di chuyển và tạo lực

Modified from Vander, Sherman, Luciano

Human Physiology, McGraw-Hill.

- TLPT 470 kDa

- Gồm: 2 chuỗi nặng (TLPT 230 kDa), 4 chuỗi nhẹ giống nhau từng đôi (TLPT 18 kDa và 20 kDa)

1.2 Sợi mỏng:

1.2.1 Actin:

- Cấu trúc:TLPT 4 kDa Môi trường lực ion thấp tồn tại dạng

chuỗi đơn hình cầu ( actin), gắn 1ATP Điều kiện sinh lý, actin polyme tạo F-actin, ATP thủy phân, ADP vẫn gắn với F-actin

G Chức năng: co cơ, di chuyển của nhiều loại tế bào

- Cấu trúc:TLPT 76 kDa gồm: troponin T (37kDa), I (23 kDa) và

C (18kDa) Mỗi tropomyosin gắn với 1 phức hợp troponin

- Chức năng: Điều chỉnh co cơ qua Ca2+ T gắn Tropomyosin, I gắn actin, C gắn Canxi

Cấu trúc của actin và myosin

1.3 Các protein khác của cơ:

2 Sự co cơ vân

Tiếp nối thần kinh cơ

Cơ chế co cơ vân

ADP và Pi (inorganic phosphate) giải phóng

2 Lực co cơ- đầu myosin quay

và gập lại khi tựa trên sợi actin, trượt về phía vạch M

3 Khi phân tử ATP mới gắn vào đầu myosin, myosin tách khỏi actin

Đầu Myosin (trạng thái năng lượng thấp)

4.Khi ATP thủy phân thành ADP

và Pi, đầu myosin dựng lên

1 Myosin gắn với sợi actin

Đầu Myosin (trạng thái năng lượng cao)

2.2 Năng lượng co cơ vân

• Co cơ đòi hỏi lượng lớn năng lượng

• ATP cung cấp năng lượng cho co cơ ATP tạo

thành từ 3 nguồn:

– Creatin phosphat (CP)

• Tạo ATP nhanh nhất

• CP + ADP  Creatin + ATP

– Chuyển hóa ái khí

• Đòi hỏi oxygen và thoái hóa glucose sinh ATP, carbon dioxid

và nước

– Chuyển hóa yếm khí (Glycolysis)

• Thoái hóa glucose tạo ATP và acid lactic

Creatinin kinase

Chuyển hóa ở cơ: Năng lượng cho co cơ

Chuyển hóa chất và năng lượng co cơ

 Chuyển hóa Glucid

- Khi cơ nghỉ, chuyển hóa Glucid ở mức độ thấp, chủ yếu tổng hợp Glycogen, tăng 100 lần khi cơ hoạt động

- CH hiếu khí khi cơ hoạt động ở mức trung bình

- CH yếm khi khi cơ hoạt động mạnh sinh acid lactic

- Cả hai con đừng này chỉ đủ cc ATP cho cơ hoạt động trong vài phút

Chuyển hóa chất và năng lượng co cơ

 Chuyển hóa Lipid

- Cung cấp 95% năng lượng co cơ

 Chuyển hóa Protid

- Có sự đổi mới sợi myosin và actin cùng các thành phần protein khác với tốc độ chậm

Sự co cơ tim

- Được kích thích chủ yếu bởi hệ thần kinh tự động trong tim

- Cấu trúc tương tự cơ vân nhưng phù hợp

với hoạt động bơm máu

- Phụ thuộc chuyển hóa hiếu khí vì phải hoạt động suốt đời liên tục

Sự co cơ trơn

- Tự co rút một cách chậm chạp, kéo dài, không theo ý muốn, được điều khiển bởi hormone, CO2, pH thấp, thiếu O2

- Có ở thành các cơ quan rỗng (trừ tim)

- Cơ trơn tạo bởi các sợi cơ hình thoi có đường kính 2-10 m và chiều dài vài trăm m

- Thường được sắp xếp thành 2 lớp (dài và tròn) chồng lên nhau

Cấu trúc vi thể của cơ trơn

• Kém biệt hóa hơn cơ vân và không có hình thù

• Không có vân và đơn vị co cơ (sarcomere)

• Có sợi dày và sợi mảnh

• Sợi dày và sợi mỏng sắp xếp theo đường chéo,

làm cơ trơn co theo kiểu xoáy lại

Tỷ lệ và sự sắp xếp của sợi cơ ở cơ trơn

• Một vài tế bào cơ trơn:

– Co trước và tạo nhịp cho toàn bộ khối cơ trơn – Tự kích thích và khử cực không cần kích thích

từ bên ngoài

• Ca2+ tương tác với calmodulin và enzym kinase

của chuỗi nhẹ myosin để hoạt hóa myosin