Chương 5: Mô cơ

Chương 5: Mô cơ 5.1. Nguồn gốc, phân bố và đặc điểm chung Có nguồn gốc từ lá phôi giữa, riêng cơ bì có nguồn gốc từ lá phôi ngoài Là loại mô được biệt hóa cao để thực hiện chức năng vận động Có ba loại: cơ trơn (co yếu lâu mỏi, không theo ý muốn), cơ vân (co mạnh, chóng mỏi và theo ý muốn) và cơ tim (co nhịp nhàng, tự động suốt cuộc đời cá thể) 5.2. Cơ vân ..\film co van\4 face_muscle_system_animation_-1.flv 5.2.1. Sợi cơ vân Sợi cơ vân còn gọi là hợp bào cơ vân Nhiều nhân (7000 nhân), hình trụ dài, đường kính từ 10 – 100 µm, nằm dưới màng sợi cơ Màng của sợi cơ vân: là màng của các tế bào tạo nên sợi cơ vân, bao quanh bởi các sợi võng và sợi collagen có tác dụng liên kết các sợi cơ với nhau Màng sợi cơ vân có các lỗ thủng, là miệng của các ống ngang liên hệ với hệ thống lưới nội bào trong sợi cơ Những bào quan khác và chất vùi Bộ Golgi thường ở gần phía hai cực của nhân tế bào Ti thể phong phú, xen kẽ giữa các tơ cơ Lưới nội bào không hạt phát triển, tạo thành hệ thống túi và ống bao quanh tơ cơ. Lưới nội bào không hạt là nơi tích trữ Ca++ cần thiết cho sự co cơ Hệ thống ống ngang (hệ thống vi quản T) là hệ thống ống nhỏ bao quanh tơ cơ, ở ngang mức ranh giới gữa đía A và I, có lỗ mở vào màng bào tương, thông với khoảng gian bào của sợi cơ Tập hợp thành phần ống ngang và ống – túi tận cùng nằm hai bên ống ngang gọi là bộ ba (triade). Hệ thống ống ngang đảm bảo sự co cơ đồng thời của toàn bộ sợi cơ khi có kích thích tới ngưỡng. Sắc tố cơ Myoglobin có khả năng hấp thu oxi Tơ cơ vân: Các tơ cơ xếp song song với nhau theo suốt chiều dài sợi cơ, họp lại thành từng bó Đường kính: 0,5 – 2 µm Dọc tơ cơ có những đoạn tối sáng xen kẽ theo chu kỳ, các đoạn sáng xếp thành hàng, các đoạn tối cũng vậy, tạo nên các vân ngang - Đĩa sáng: dài khoảng 0,8µm, được gọi là đĩa I (isotrope). Chính giữa đĩa I có vạch Z là nơi dính nối các xơ actin thuộc hai đơn vị co cơ kế tiếp nhau Đĩa tối: dài 1,5µm, gọi là đĩa A (anisotrope). Giữa đĩa A có vạch M và vạch H (chỉ gồm xơ myosin) Đơn vị co cơ là đoạn tơ cơ giữa hai vạch Z kế tiếp nhau. Thứ tự các băng và các vạch trong một đơn vị co cơ là: Z-I-A-H-M-H-A-I-Z Tơ cơ được cấu tạo bởi xơ cơ. Xơ mảnh là xơ actin có đường kính 6nm , có mặt trong cả đĩa A và đĩa I nhưng gián đoạn ở vạch H Xơ dày (xơ myosin) có đường kính 10 nm, chỉ có trong đĩa A, không có trong đĩa I Xơ cơ vân Xơ actin: được cấu tạo bởi 3 loại protein: actin, troponin, tropomyosin Protein actin có hình cầu, xếp với nhau thành chuỗi xoắn kép, mỗi phân tử actin có một vùng trên bề mặt mang hoạt tính kết hợp với myosin, có tính phân cực Phân tử troponin là một phức hợp gồm ba phần hình cầu: Troponin T (TnT), Troponin I (TnI) và Troponin C (TnC) Protein tropomyosin có dạng hình sợi, gồm hai chuỗi polypeptid bện vào nhau, nằm xen giữa chuỗi xoắn kép actin Xơ myosin: được cấu tạo chủ yếu bởi myosin, là protein dạng sợi, có phân tử lượng khoảng 500 kDa. Cấu trúc gồm một phần hình que mảnh gấp khúc và phần đầu hình cầu Phần hình que thuộc loại myosin nhẹ (LMN), phần đầu thuộc loại myosin nặng (HMN) Các phân tử myosin xếp thành bó so le nhau, đầu hình cầu hướng về phía vạch Z, đầu tự do hướng về phía vạch M Đầu hình cầu là nơi liên kết với xơ actin 5.2.2. Phân loại cơ vân Cơ vân màu đỏ: gồm những sợi cơ nhỏ, có màu đỏ thẫm (nhiều myoglobin) Cơ vân màu hồng nhạt: gồm những sợi cơ lớn, có màu trắng (ít myoglobin) Loại sợi I (nghèo ATPase): màu đỏ, kích thước nhỏ, co rút chậm nhưng mạnh và kéo dài Loại sợi II (giàu ATPase): đó là loại sợi cơ vân có màu trắng, giàu tơ cơ, co rút nhanh nhưng không dẻo dai Loại sợi III (sợi trung gian, giàu ATPase): màu đỏ, ít ti thể, co mạnh nhưng không kéo dài 5.2.3. Sự co cơ vân 5.2.3.1. Năng lượng khi co cơ Năng lượng hóa học chuyển đổi thành năng lượng cơ học Năng lượng được tích dưới dạng ATP và phosphocreatin Glucose là nguồn năng lượng quan trọng của cơ 5.2.3.2. Những thay đổi hình thái khi co cơ Tơ cơ ngắn lại làm chiều dài sợi cơ cũng thu lại Đoạn sáng (đĩa I và vạch H) hẹp lại, những đoạn tối không thay đổi. Xơ actin và myosin không thay đổi chiều dài, khi cơ co, xơ actin trượt sâu về phía vạch M Hai vạch Z của một đơn vị co cơ dịch lại gần nhau Nếu cơ co rút mạnh, đĩa I và vạch H biến mất co co cung_muscle_system_animation_-_Google_Video_-3.flv 5.2.3.3. Cơ chế phân tử của sự co cơ Có thể chia mỗi chu kỳ co cơ vân làm 4 kỳ: - Kỳ không có kích thích: màng phân cực, myosin không gắn với actin - Kỳ có kích thích tới ngưỡng:màng bị khử cực, Ca++ được giải phóng hoạt hóa ATPase, thủy phân ATP tạo năng lượng. Ca++ kết hợp với troponin C làm thay đổi cấu trúc troponin, bộc lộ nơi có họat tính với myosin Kỳ co cơ: đầu hình cầu của phân tử myosin tạo một góc 45° với phần que. Sự gắn phân tử myosin và actin gây lực kéo xơ actin trượt về phía vạch H Kỳ cơ dãn: ADP kết hợp với phosphocreatinin để tạo lại ATP; ATP tách actomysin thành actin và myosin _muscle_system_animation_-_Google_Video_-2.flv Sự dãn cơ Chiều rộng của vùng chứa hai loại xơ actin và myosin lồng vào nhau có ảnh hưởng đến sự dãn cơ. Khi cơ dãn mạnh, vùng lồng vào nhau của hai xơ giảm đi (có khi không còn nữa) 5.2.4. Tổ chức của cơ vân - Bắp cơ (bao bởi màng tam cấp) → Bó cơ (bao bởi màng thứ cấp) → Sợi cơ (bao bởi màng sơ cấp) Sự phân bố mạch và thần kinh trong cơ Các mạch (động mạch, tĩnh mạch, mạch bạch huyết)cùng dây thần kinh thường vào bắp cơ ở một vị trí, sau đó tỏa nhánh tiến sâu vào bắp cơ Sự tuần hoàn máu trong cơ đặc biệt phát triển, mạng lưới mao mạch phong phú Lưới sợi thần kinh phát triển, hình thành những cấu trúc đặc biệt tại những chỗ tiếp xúc giữa thần kinh và cơ: thoi thần kinh – cơ; tiểu thể thần kinh – gân; bản vận động Muscle.flv Sự phát triển và tái tạo cơ vân Sau khi trẻ ra đời, cơ phát triển cả chiều rộng, dài: sợi cơ to ra, lồng Krause được tăng thêm Khi bị tổn thương, có sự phân chia tại các hợp bào cơ vân mới từ các nguyên bào cơ 5.3: Cơ tim 5.3.1. Tế bào cơ tim Tế bào dạng sợi, có chia nhánh Có từ một đến hai nhân hình trứng, nằm ở trung tâm tế bào Tế bào được bao bọc bởi 3 lớp màng: trong cùng là màng lipoprotein, tiếp theo là màng đáy (trừ phần đầu liên kết giữa hai tế bào), ngoài cùng là lớp liên kết thưa mỏng chứa mao mạch Tế bào chất chứa nhiều tơ cơ. Tơ cơ cũng được cấu tạo từ các xơ cơ. Sự xắp xếp xen kẽ nhau của các xơ cơ cũng tạo nên các vân ngang trên sợi cơ tim. Nhiều ti thể, lưới nội bào không hạt tạo thành các ống bao quanh các xơ cơ; hệ vi quản T phát triển nằm ở vị trí của vạch Z; Hệ vi quản và lưới nội bào liên kết tạo thành các bộ đôi sắc tố myoglobin Vách bậc thang Phần tiếp gáp giữa hai đầu tế bào cơ tim tạo thành những vạch bậc thang Vạch bậc thang gồm hai phần: phần ngang và phần dọc. Phần dọc có chiều dài bằng đúng một đơn vị co cơ. Tại phần ngang, màng hai tế bào liên kết với nhau bằng liên kết dải bịt hoạc thể liên kết. ở phần dọc có mối liên kết khe. Đĩa I Đĩa A Vạch Z Mô cơ tim: Các tế bào liên kết với nhau ở vách bậc thang và liên kết bằng các nhánh nối tạo thành lưới sợi cơ. Xen kẽ giữa các tế bào là mô liên kết thưa chứa mao mạch, mạch bạch huyết và những sợi thần kinh Mặt trong của thành cơ tim được lợp bởi màng trong tim, mặt ngoài bởi màng ngoài tim. Mô nút: Mô nút là tập hợp các tế bào cơ tim có khả năng co bóp tự động và nhịp nhàng. Mô nút bao gồm: nút xoang, nút nhĩ thất; Bó His; các nhánh của bó His; và lưới sợi Purkinje. Mô nút giữ vai trò quan trọng trong sự phát sinh và duy trì sự co bóp tự động và nhịp nhàng của tim ..\film co van\BEATING_OF_HEART_CELL_.flv ..\film co van\co tim_muscle_system_animation_-_Google_Video_-3.flv 5.4. Cơ trơn 5.4.1. Tế bào cơ trơn Tế bào thường có hình sợi, đa dạng về kích thước. Có một nhân, nằm ở giữa tế bào,tại phần phình ra. Nhân thường có hình trứng hoặc hình que gẫy khúc. Màng tế bào gồm lớp màng cơ tương và màng đáy. Tế bào chất có chứa nhiều ty thể, myoglobin và hạt glycogen. Lưới nội bào kém phát triển, Trong tế bào cơ trơn có các tấ đặc và thể đặc. Đây là nơi đính các xơ cơ Xơ cơ trơn: Có ba loại xơ: xơ actin, xơ myosin và xơ trung gian (desmin hoặc vimentin) Các xơ xếp với nhau thành bó, chạy dọc theo chiều dài của sợi cơ, đính vào các thể đặc hoặc tấm đặc, tạo thành bộ khung vững chắc cho tế bào cơ trơn khi co rút. Số lượng xơ actin lớn hơn nhiều so với xơ myosin. Xơ actin không có phân tử troponin. Đầu hình cầu của xơ myosin liên kết với phân tử actin. Mô cơ trơn: Những sợi cơ trơn họp lại với nhau thành từng bó, hoặc từng lớp lồng vào nhau Giữa các tế bào là khoảng gian bào chứa sợi collagen, sợi võng và chất gian bào, làm nhiệm vụ gắn kết các sợi cơ với nhau Những sợi cơ trơn bao quanh cơ quan rỗng thường xếp thành hai lớp: lớp cơ vòng và lớp cơ dọc. Ở một số cơ quan có lớp cỡ xiên như mạch máu, dạ dày… Xen kẽ giữa các bó sợi cơ trơn là mô liên kết, mạch máu, mạch bạch huyết và thần kinh. Cơ trơn có khả năng tái sinh khi bị tổn thương Sự co cơ trơn: Sự co của cơ trơn cũng phụ thuộc vào sự lồng vào nhau của xơ myosin và actin: Ca++ khi được giải phóng gắn với enzym calmodulin để hoạt hóa ATPase ở đầu hình cầu của myosin, hình thành nên phức hợp actomyosin. Kết quả là các xơ actin lồng vào xơ myosin Do không có hệ thống ống T nên cơ trơn co rút chậm chạp Khi cơ co, nhờ hệ thống các thể đặc và tấm đặc, toàn bộ lưới xơ cơ trong tế bào cũng co rút.