GIẢI PHẪU - SINH LÝ HỆ CƠ Vị trí Cơ vân Bám vào xương Cơ trơn Thành các tạng rỗng Cơ tim Tim Hoạt động TK chi phối Theo ý muốn TK động vật Không theo ý muốn TK thực vật Không theo ý muốn TK thực vật I) SINH LÝ CƠ XƯƠNG A) Hình dạng tổ chức  Cơ chiếm 50% khối lượng cơ thể, trong đó khoảng 40% cơ thể là cơ xương  Sợi cơ là tế bào cơ  Trong các sợi cơ có những tơ cơ, các tơ cơ được cấu tạo bởi các protein co thắt được: Myosin, Actin, Tropomyosin, Troponin  Sợi dày ( gồm phân tử Myosin) :  mỗi phân tử có 2 chuỗi nặng và 4 chuỗi nhẹ,  phần cuối cấu tạo thành những đầu to tròn, đầu này có chứa vị trí gắn vào Actin và vị trí xúc tác thuỷ giải ATP mô ̣t     Sợi mỏng (gồm phân tử Actin, tropomyosin, troponin): 2 chuỗi đơn vị hình cầu tạo thành chuỗi xoắn. Ở rãnh giữa 2 chuỗi xoắn có phân tử tropomyosin là những sợi dài. Troponin là những đơn vị nhỏ hình cầu ở cách khoảng dọc theo phân tử tropomyosin B) Hệ thống ống cơ  Quanh sợi cơ là cấu trúc màng, hình túi và ống (hệ thống ống: sarcotubular system) gồm hệ thống T và hệ thống võng nội cơ .  Chức năng:  Hệ thống T: Ống ngang, ống dọc và bể chứa tận cùng tạo thành một bộ ba (triade) được gọi là hệ thống ống T là nơi nhận tín hiệu và điều khiển ion calci. Hệ thống này rất phát triển ở các cơ vận động nhanh .  Hệ thống võng nội cơ liên quan đến chuyển động của Ca++ và chuyển hoá cơ. C) Các cơ vân   hai Vân dọc: do sắp xếp tơ cơ chạy dọc, song song. Vân ngang: do cấu trúc của tơ cơ tạo ra. Những vân trên tạo ra đĩa sẫm và đĩa sáng      Băng sáng I được chia đôi bằng đường Z đậm Băng tối A có băng sáng H ở giữa. Giữa băng H có đường M. Vùng giữa hai đường Z lân cận nhau gọi là một đơn vị cơ hay nhục tiết (Sarcomere). Đĩa A: phân tử chủ yếu là myosin, dày. Đĩa I: phân tử chỉ có actin, tropomyosin, troponin mảnh. D) Đặc tính sinh lý của tế bào cơ 1) Hoạt động điện Tế bào:  Giống như ở tế bào thần kinh, chỉ khác nhau về thời gian và độ lớn. Ở cơ xương khi nghỉ ngơi, điện thế màng vào khoảng -90mV 2) Thời gian trơ :  Sau co thắt, cơ xương có một thời gian trơ không đáp ứng với kích thích, thời gian trơ tuyệt đối kéo dài 1 - 3 ms. Thời trị của cơ xương dài hơn của thần kinh. Nhiều sợi cơ có nhiều ngưỡng khác nhau. 3) Sự co cơ: (a) Co cơ duy nhất:   ba Một điện thế động duy nhất sẽ gây một co cơ ngắn, theo sau là giãn cơ. Thời gian co cơ thay đổi tùy theo loại cơ  Synap thần kinh – cơ  Màng trước synap (màng cúc tận cùng)  Khe synap (rộng khoảng 60 nm) có chứa acetylcholinesterase là enzym phân giải ACh.  Màng sau synap có nhiều vị trí gắn là những chỗ lõm vào của màng nằm đối diện với vùng hoạt động của màng trước synap (còn gọi là tấm vận động)  Cơ chế co cơ :  Điện thế hoạt động theo hệ thống ống T tới các sợi cơ và giải phóng ion calci  Ion calci gắn vào troponin C -> sự kết hợp giữa troponine I và actin sẽ yếu đi, tropomyosin di chuyển sang một bên bộc lộ vị trí gắn cho đầu myosin, ATP bị thủy giải  Các xơ trượt lên nhau  ATP là nguồn năng lượng cho co cơ  Khi công việc hoàn thành, cơ giãn về trạng thái nghỉ ban đầu do:  Ngừng tín hiệu điện học từ thần kinh  Hoạt hóa bơm Ca2+ bơm calci lại vào trong bể chứa tận cùng  Các thành phần đàn hồi và hoạt động của nhóm cơ đối vận sẽ đưa cơ về chiều dài ban đầu  Có 2 loại co cơ: Co cơ đẳng trường Co cơ đẳng trương Chiều dài cơ Không thay đổi Rút ngắn lại Lực co cơ Tăng Không thay đổi  Khi kích thích cơ giai đoạn đầu là co cơ đẳng trường, lực càng tăng đến lúc đủ mạnh cơ rút ngắn để kéo trọng tải lên.  => Trong hầu hết các trường hợp ta có co cơ hổn hợp, đẳng trường trước đẳng lực sau. bố n (b)Nhiều cơ co liên tiếp  Khi kích thích liên tục cơ sẽ đáp ứng bằng nhiều co cơ liên tiếp.  Khi kích thích lập đi lập lại trước khi cơ giãn làm kích hoạt thêm các yếu tố co thắt và đáp ứng càng tăng, gây ra sự tổng kế các co cơ.  Tùy theo tần số kích thích nhiều hay ít có các lọai tổng kế khác nhau  Co cứng tuần hoàn: Khi không có dãn cơ giữa các kích thích  Co cứng không hoàn toàn: Khi có những giai đoạn giãn không hoàn toàn giữa các kích thích liên tiếp.  Tần số kích thích để có tổng kế các co thắt được xác định bởi thời gian của co cơ  Hiện tượng Treppe: Nếu kích thích cơ với tần số ngang mức gây co cứng và với cường độ cực đại, sức căng mỗi sợi cơ sẽ tăng. Sau nhiều co cơ, sẽ đạt đến một sức căng cơ đồng dạng đó là hiện tượng bậc thang hay treppe. (c) Nguồn năng lượng chuyển hóa của co cơ  ATP  Cần cho sự trượt của sợi Myosin và Actin  Cần cho bơm Ca++ từ dịch cơ tương vào mạng nội bào tương  Cần cho bơm Na+ và K+ để duy trì điện thế động của tế bào  Sự phân hủy ATP cung cấp năng lượng để tạo công:  ATP + H2O ---> ADP + H3PO4 + 7,3 Kcal  Nồng độ ATP trong mỗi sợi cơ khoảng 4 triệu phân tử, đủ để duy trì sự co cơ trong thời gian 1-2 giây năm    Phosphocreatin Phosphocretin là nguồn cung cấp năng lượng để tái tạo ATP Số lượng Phosphocreatin lớn hơn 5 lần số lượng ATP.  Phosphocreatin +ADP ↔Creatin +ATP  Năng lượng cung cấp từ ATP và Phosphocreatin đủ để co cơ kéo dài 5-8 giây  Glycogen  Glycogen dự trữ trong cơ chính là nguồn năng lượng được dùng để tái tạo ATP và Phosphocreatin  Theo 2 con đường:  Thoái hóa hiếu khí: 𝑂2 Glucose +2ATP (hoặc glycogen ) +1ATP 6CO2 +6H2O + 40ATP  Thoái hóa yếm khí: Glucose +2ATP (hoặc glycogen ) +1ATP → 2 acid lactic +4ATP  Oxy hóa các dạng thức ăn khác  95% năng lượng cho sự co cơ kéo dài được cung cấp từ các phản ứng oxy hóa các chất dinh dưỡng khác.  Chủ yếu từ các chuyển hóa ái khí đối với acid béo tự do cũng như đạm để tạo ra ATP E) Hiện tượng nợ Oxy  Sự tích tụ quá nhiều acid lactic và sự thiếu glycogen xảy ra khi luyện tập được gọi là tình trạng nợ oxy bởi vì tình trạng này phải được trả lại bằng sự tiêu thụ oxy sau co cơ  Lượng oxy nợ cao gấp 6 lần lượng oxy tiêu thụ cơ bản cho co cơ F) Đơn vị vận động  Nơron vận động (sợi thần kinh vận động đơn độc) cùng với tất cả các sợi cơ do nó chi phối (vài sợi đến hàng nghìn sợi) tập hợp lại thành một đơn vị vận động  Khi sử dụng các kỹ thuật khuếch đại tương ứng có thể ghi lại được điện thế động của sợi cơ dưới dạng điện cơ đồKhi sử dụng các kỹ thuật khuếch đại tương ứng có thể ghi lại được điện thế động của sợi cơ dưới dạng điện cơ đồ.  Về chức năng chia ra 2 loại nơron: Neuron vận động chậm Neuron vận động nhanh sáu Tỉ lệ hưng phấn Tốc độ dẫn truyền Tần số xung động Thấp Chậm Chậm Cao Nhanh Nhanh Độ mệt mỏi: Bền bỉ Nhanh G) Phì đại cơ và teo cơ Khi khối lượng cơ lớn ra gọi là phì đại và khối lượng giảm gọi là teo cơ 1) Phì đại cơ  Là hậu quả do tăng số lượng sợi actin và myosin  Cơ phì đại sinh lý khi cơ co với tốc độ tối đa hoặc gần như tối đa  Có thể hình thành trong quá trình tập luyện nhưng cũng sẽ mất dần nếu ngừng tập luyện  Phì đại cơ bệnh lý là sự tích tụ các chất bất thường trong TB cơ như collagen, sợi xơ… 2) Teo cơ  Xảy ra khi cơ không hoạt động hoặc giảm hoạt động trong thời gian dài hoặc thần kinh chi phối bị tổn thương.  Ở giai đoạn cuối 1-2 năm của sự teo cơ hầu hết sợi cơ bị phá hủy và thay thế bởi mô sợi và mô mỡ 3) Nhược cơ  Mất khả năng dẫn truyền tín hiệu từ các sợi thần kinh sang cơ do tự miễn II) SINH LÝ CƠ TRƠN A) Đại cương  Cơ trơn có ở thành tạng rỗng (ống tiêu hóa, phế quản, bàng quang, tử cung, mạch máu)  Kích thước nhỏ: Đường kính 5-10m dài: 10-500m  Cơ trơn không có sarcomere, các xơ mảnh và dày phân tán trong tế bào nền B) Quá trình co cơ  Cơ chế co cơ: Ca++ gắn calmodulin  gắn với myosinkinase và hoạt hóa myosinkinase dẫn đến phosphoryl hóa làm actine gắn với myosine. Khi Ca++ dịch nội bào thấp diễn ra ngược lại.  Vòng xoay (a-m) chậm do ATPase thấp → ATP thấp.  Thời gian co chậm.  Lực co lớn hơn cơ xương do thời gian gắn giữa actine và myosin kéo dài.  Mức độ ngắn lại của cơ trơn lúc co lớn hơn cơ xương. bảy C) Điều hòa co cơ 1) Điều hòa bằng cơ chế thần kinh:  Cơ vân: Thần kinh trung ương điều khiển hoạt động của cơ vân thông qua các sợi vận động.  Cơ trơn: Hệ thần kinh tự chủ điều hòa hoạt động thông qua thần kinh giao cảm và phó giao cảm 2) Điều hòa bằng hệ thống thể dịch (cơ trơn):  Hormon + receptor gây mở và đóng kênh Na+ và Ca++ làm thay đổi điện thế màng.  tám Tại chỗ: thiếu O2, thừa CO2, tăng H+, tăng K+, tăng acid lactic gây giãn cơ trơn, giãn mạch.  ... tự miễn II) SINH LÝ CƠ TRƠN A) Đại cương  Cơ trơn có thành tạng rỗng (ống tiêu hóa, phế quản, bàng quang, tử cung, mạch máu)  Kích thước nhỏ: Đường kính 5-10m dài: 10-500m  Cơ trơn sarcomere,... hậu tăng số lượng sợi actin myosin  Cơ phì đại sinh lý co với tốc độ tối đa gần tối đa  Có thể hình thành trình tập luyện dần ngừng tập luyện  Phì đại bệnh lý tích tụ chất bất thường TB collagen,... giải ACh  Màng sau synap có nhiều vị trí gắn chỗ lõm vào màng nằm đối diện với vùng hoạt động màng trước synap (còn gọi vận động)  Cơ chế co :  Điện hoạt động theo hệ thống ống T tới sợi giải