Đặc tính của cơ

Cơ có các đặc tính chủ yếu sau:

+ Tính đàn hồi: là khả năng cơ có

thể bị kéo dài ra sau đó phục hồi trở lại trạng thái ban đầu. Tính đàn hồi của cơ

phụ thuộc vào:

- Các loại cơ: cơ trơn  đàn hồi lớn nhất, cơ vân đàn hồi tương đối nhỏ và cơ

tim là nhỏ nhất.

- Trạng thái sinh lý của cơ: có thể trương to, giãn rộng như dạ dày phình to để

đựng thức ăn, hoặc co hẹp như bóng đái ép lại để đẩy nước tiểu ra ngoài. 

+ Tính hưng phấn: là khả năng chuyển từ trạng thái nghỉ sang trạng thái hoạt

động dưới tác dụng của xung động thần kinh. Tính hưng phấn này phụ thuộc vào::

-Vị trí kích thích: nếu kích thích trực tiếp vào cơ thì hưng phấn xảy ra ngay lập

tức còn nếu gián tiếp (kích thích vào dây thần kinh đến cơ) thì hưng phấn xảy ra chậm hơn vì phải mất thời gian cho xung động chạy trên dây thán kinh.

- Các loại cơ: cơ vân hưng phấn nhanh nhất, tiếp đến là cơ tim và chậm nhất là cơ

trơn.

+ Tính co rút: là khả năng co ngắn, giảm chiều dài của cơ. Tính co rút này cũng

có sự khác nhau tuỳ từng loại cơ:

- Cơ vân co rút nhanh và mạnh: mỗi lần co giãn hết 0,ls; mỗi khi co có thể rút

ngắn 30-40% độ dài ban đầu. Tuy nhiên vì co rút nhanh và mạnh nên cơ vân chóng mệt mỏi.

- Cơ trơn co rút chậm, yêu và kéo dài: mỗi lần co giãn hết 3-180s, mỗi khi co có

thể rút ngắn 75% độ dài ban đầu. Vì co rút chậm, yếu nên cơ trơn có thể co giãn trong nhiều giờ liền.

Các hình thức co cơ Co cơ là hiện tượng thay đổi trương lực (sức căng) của cơ dưới tác động của kích thích.

Tuỳ thuộc vào cường độ của lực tác động mà có các hình thức co cơ sau:  

 + Co cơ đẳng trương: không thay đổi trương lực khi cơ co.

- Co cơ hướng tâm: xuất hiện khi lực tác động từ bên ngoài nhỏ hơn sức căng của

cơ nên cơ co ngắn lại và gây ra chuyển động.

- Co cơ ly tâm: xuất hiện khi lực tác động từ bên ngoài lớn hơn sức căng của cơ

nên cơ giãn ra.

- Co cơ hướng tâm và co cơ ly tâm còn được gọi là co cơ động vì chiều dài của

cơ thay đổi và gây ra chuyển động.

+ Co cơ đẳng trường: không thay đổi độ dài của cơ (không co ngắn lại) nhưng

tăng sức căng. Ví dụ: cơn vật đứng yên mà trên lưng tải bao hàng nặng. Co cơ đẳng trường còn được gọi là co cơ tĩnh vkhông gây ra chuyển động. 

Trong thực tế hầu như không có sự co cơ hoàn toàn đẳng trương hay đẳng trường

mà thường gặp hình thức co hỗn hợp trong đó có sự giảm độ dài và tăng sức căng của cơ.

Lý sinh học của sự co cơ   

Trong trạng thái yên tĩnh, tơ cơ dày chứa miozin và tơ cơ mảnh chứa actin nằm cách biệt nhau vì tơ cơ mảnh còn có những protein phụ là troponin, và tropomiozin.

Các protein phụ này nằm dọc theo tơ actin và phủ lên các vị trí kết hợp với miozin nên các cầu nối ngang giữa miozin và actin không được tạo thành.

+ Phân tử actin gồm các protein, chúng kết lại với nhau tạo thành một dải gồm 2

sợi. Mỗi phân tử actin có một vị trí đặc hiệu để gắn với đầu của miozin. 

+ Phân tử miozin có đầu hình cầu để gắn với vị trí đặc hiệu của actin và một đuôi

dài hình sợi chứa vùng “bản lề” rất đàn hồi.

 Khi có xung chạy trên sợi thần kinh vận động đến cơ:

+  Màng trước sinap thần kinh - cơ giải phóng chất hoá học trung gian-

acetylcholine từ các bọng môi giới, chất này tràn qua khe sinap tới màng sợi cơ. +

Màng sợi cơ (sarcolem) thay đổi tính thấm đối với các con, gây ra khử cực và tạo điện thế hoạt động (hưng phấn). Điện thế này lan truyền nhanh từ màng sợi qua các ống T (nằm sát màng) đến mạng lưới nội chất nơi chứa nhiều Ca+.

 +  Ca++

 kết hợp với protein phụ: troponin và tropomiozin của actin làm

chúng xoắn lại và vị trí đặc hiệu của actin gắn với đầu miozin được lộ ra, do đó cầu nối ngang được hình thành.

+  Các cầu nối ngang chỉ  được hình thành với sự có mặt của ATP. Khi mà tơ cơ

mảnh xuyên vào khoảng trống giữa hai tơ cơ dày thì ATP ở đầu hình cầu của miozin đẩy đầu này ra và gắn vào vị trí đặc hiệu

của actin. Phản ứng thuỷ phân ATP làm biến đổi hình dạng của đầu miozin nên nó gắn lần lượt vào các vị trí đặc hiệu của actin khi tơ cơ mảnh càng xuyên sâu vào. 

 +  Khi tơ cơ mảnh trượt (xuyên) sâu vào trong  đĩa A thì

miền H (nằm giữa đĩa A) bị thuhẹp lại, đơn vị co cơ (khúc tơ cơ)

cũng thay đổi kích thước nhưng chiều dài của các tơ cơ không

thay đổi.

+ Sự trượt đã mô tả ở trên được gọi là thuyết trượt Huxley.

Chính sự trượt cửa các tơ cơ mảnh này đã làm độ dài ban đầu

của sợi cơ thu ngắn lại - cơ co.

+  Số lượng các cầu nối

ngang được tạo thành trong một đơn vị thời gian càng nhiều bao

nhiêu thì lực co cơ càng lớn bấy nhiêu. 

+ Hiện tượng co cơ sẽ kết thúc khi Ca++ bị đưa trở lại lưới nội chất và khi ATP

không được tái tổng hợp đầy đủ.

2. Hoá sinh học của sự co cơ

Nguồn năng lượng chủ yếu để duy trì hoạt động của cơ là sự phân huỷ ATP với

xúc tác của miozin-ATP-ase. Muốn cho cơ hoạt động được lâu dài thì quá trình phân huỷ và tái tổng hợp ATP phải ngang nhau. Hai quá trình đó muốn thực hiện được phải

có 3 hệ thống hoá học hoạt động trong cơ: hệ thống photphagen (ATP-CP), hệ gluco-phân (hệ lactin) và hệ oxy hoá- khử.

Hai hệ đầu hoạt động trong điều kiện không có O2 (pha yếm khí) còn hệ thứ ba

nhất thiết phải có sự tham gia của O2 (pha háo khí).

* Hệ photphagen (ATP-CP).

 + Hệ này bắt đầu hoạt động ngay sau khi ATP bị phân huỷ thành ADP dưới xúc

tác của miozin-ATP-ase:

+ Muốn tái tổng hợp được lượng ATP vừa mất đi phải sử dụng creatinphotphat

(CP) bằng cách:

- Creatin photphat phân huỷ thành creatìn và photphat tự do cùng năng lượng giải

phóng ra: CP Æ creatin + H3PO4+ năng lượng.

- Photphat tự do cùng ADP lại được dùng để tái tổng hợp ATP: 

H3PO4 + ADP Æ ATP. 

 + Creatinphotphat được coi là nguồn dự trữ năng lượng hàng đầu của ATP.

* Hệ gluco- phân (hệ đường phân):

+ Hệ này sử dụng các phản ứng phân giải glycogen và glucose để tái tổng hợp

ATP và CP: mỗi phân tử glucose khi phân giải sẽ cung cấp năng lượng để tái tổng hợp 3 phân tử ATP và tạo ra 2 phân tử axit lactic.

+ Công suất của hệ này tuy thấp hơn hệ photphagen 3 lần nhưng lại gấp 1,5 lần

so với hệ oxy hoá khử vì vậy nó có thể bảo đảm năng lượng cho sự co cơ kéo dài.

+ Axit lactic nêu trên nếu không được phân giải tiếp sẽ tích lại với hàm lượng

ngày càng cao trong các tế bào cơ  đang co  đưa  đến kìm hãm càng mạnh quá trình gluco-phân.

* Hệ oxy hoá-khử:

+ Hệ này sử dụng O2 liên tục đưa vào ty thể để tạo ATP. Nguyên liệu chủ yếu để

oxy hoá là tất cả các chất dinh dưỡng: glucose, axit amin, axit béo... 

+ Sự phân giải glucose trong hệ này diễn ra theo hai giai đoạn với hai điều kiện:

- Trong điều kiện yếm khí: glucose bị phân giải thành axit pyruvic. Đến đây nếu

vẫn không có O2 thì axit pyruvic sẽ được chuyển thành axti lactic với sự xúc tác của lactodohydrogelase (LDG):

 - Trong điều kiện háo khí: axit pyruvic bị oxy hoá và tạo nên sản phẩm cuối cùng

là CO2, H2O.

+Phản ứng tổng quát của sự phân giải glucose trong hệ này:

 Phản ứng này cho thấy trong phân giải hiếu khí một phân tử glucose sẽ cho ra 38

phân tử ATP.