Cặp kích thích co cơ tim: chức năng của ion canxi và các ống ngang

2020-07-31 03:52 PM

Sức co bóp của cơ tim phụ thuộc rất lớn vào nống độ ion canxi trong dịch ngoại bào, một quả tim đặt trong một dung dịch không có canxi sẽ nhanh chóng ngừng đập.

Biên tập viên: Trần Tiến Phong

Đánh giá: Trần Trà My, Trần Phương Phương

Thuật ngữ “cặp kích thích - co cơ” muốn nói đến cơ chế mà nhờ đó điện thế hoạt động làm cho các tơ cơ trong cơ co lại. Một lần nữa, có sự khác biệt trong cơ chế này ở cơ tim ảnh hưởng quan trọng đến đặc trưng co bóp của cơ tim.

Giống như cơ vân, khi một điện thế hoạt động đi qua màng cơ tim, điện thế hoạt động lan rộng bên trong các sợi cơ tim theo suổt màng của các ống ngang (T). Điện thế hoạt động ở ống T lan truyền đến màng của các ống dọc cơ tương làm giải phóng ion canxi vào cơ tương từ các mạng nội cơ tương. Trong vài 1/1000 s khác, các ion canxi này khuếch tán vào các tơ cơ và xúc tác các phản ứng hóa học xúc tác cho sự trượt của các tơ actin và myosin dọc theo tơ cơ, làm cho cơ co.

Như vậy, cơ chế này của cặp kích thích - co cơ giống như ở cơ vân, nhưng có một tác dụng khá khác biệt. Hơn nữa để ion canxi được giải phóng vào cơ tương từ các túi của mạng nội cơ tương, ion canxi cũng tự khuếch tán vào cơ tương từ ống T trong thời gian xuất hiện điện thế hoạt động, khi mà kênh canxi phụ thuốc điện thế mở ra trong màng của ống T. Canxi đi vào tế bào sau đó hoạt hóa kênh giải phóng canxi, còn được gọi là kênh receptor ryanodin, trong màng của mạng nội cơ tương, làm giải phóng canxi vào cơ tương. Ion canxi trong cơ tương sau đó tác động qua lại với troponin để bắt đầu hình thành cầu nối và co lại.

Nếu không có canxi từ ống T, sức co bóp của cơ tim sẽ giảm đáng kể do mạng nội cơ tương của cơ tim phát triển kém hơn nhiều so với ở cơ vân và không dự trữ đu canxi để cung cấp cho toàn bộ sự co cơ. Tuy nhiên, các ống T của cơ tim có chu vi gấp 5 lần các ống ở cơ vân, có nghĩa là thể tích sẽ gấp 25 lần. Ngoài ra, mặt trong ống T có một lượng lớn mucopolysaccharid tích điện âm và bắt giữ một lượng dự trữ ion canxi dồi dào, để sẵn sàng khuếch tán vào trong các sợi cơ tim khi một ống T xuất hiện điện thế hoạt động.

Sức co bóp của cơ tim phụ thuộc rất lớn vào nống độ ion canxi trong dịch ngoại bào. Trong thực tế, một quả tim đặt trong một dung dịch không có canxi sẽ nhanh chóng ngừng đập. Lý do là lỗ mở của ống T mở trực tiếp qua màng tế bào cơ tim để vào khoảng gian bào, cho phép dịch ngoại bào ở kẽ cơ tim thấm qua ống T. Do đó, lượng ion canxi trong hệ thống ống T (ion canxi sẵn sàng cho cơ tim co bóp) phụ thuộc phần lớn vào nồng độ ion canxi ở dịch ngoại bào.

Ngược lại, sức co của cơ vân hầu như không chịu ảnh của sự thay đổi một cách vừa phải nồng độ canxi trong dịch ngoại bào bởi sức co cơ vân được tạo ra gần như toàn bộ nhờ ion canxi giải phóng từ mạng nội cơ tương bên trong sợi cơ vân.

Kết thúc giai đoạn cao nguyên của điện thế hoạt động ở tim, dòng canxi đi vào trong sợi cơ đột ngột ngừng lại, và ion canxi trong cơ tương nhanh chóng được bơm ra khỏi sợi cơ vào mạng nội cơ tương và khoảng dịch ngoại bào ở ống T. Sự vận chuyển canxi trở lại mạng nội cơ tương là nhờ sự hỗ trợ của một bơm canxi - adenosin photphat (ATPase). Ion canxi cũng được đẩy ra khỏi tế bào nhờ vận chuyển ngược chiều natri - canxi. Natri đi vào tế bào trong vận chuyển ngược này sau đó sẽ được đẩy ra ngoài tế bào bởi bơm natri - kali ATPase. Kết quả là sự co bóp ngừng lại cho đến khi có một điện thế hoạt động mới xuất hiện.

Thời gian co bóp

Cơ tim bắt đầu co một vài mili giây sau khi điện thế hoạt động bắt đầu và tiếp tục co đến một vài mili giây sau khi điện thế hoạt động kết thúc. Do đó, thời gian của sự co bóp cơ tim phần lớn là thời gian của điện thế hoạt động, bao gồm cả cao nguyên khoảng 0.2 s của cơ tâm nhĩ và 0.3 s của cơ tâm thất.

Các cơ chế của khớp nối kích thích-co thắt và thư giãn trong cơ tim

Hình. Các cơ chế của khớp nối kích thích-co thắt và thư giãn trong cơ tim. ATP, adenosine triphosphate.

Bài viết cùng chuyên mục

Cơ chế Triglycerides giải phóng tạo năng lượng

Cân bằng ổn định giữa acid béo tự do và triglycerides thoái hóa thông qua triglycerides dự trữ, do đó, chỉ một lượng nhỏ acid béo có sẵn được dùng để tạo năng lượng.

Cơn nhịp nhanh nhĩ: rối loạn nhịp tim

Nhanh nhĩ hay nhanh bộ nối (nút), cả hai đều được gọi là nhịp nhanh trên thất, thường xảy ra ở người trẻ, có thể ở người khỏe mạnh, và những người này thông thường có nguy cơ nhịp nhau sau tuổi vị thành niên.

Sinh lý tiêu hóa ở ruột già (đại tràng)

Ruột già gồm có manh tràng, đại tràng lên, đại tràng ngang, đại tràng xuống, đại tràng sigma và trực tràng. Quá trình tiêu hóa ở ruột già không quan trọng, bởi vì khi xuống đến ruột già, chỉ còn lại những chất cặn bả của thức ăn.

Hoạt động điện của lớp cơ trơn ống tiêu hóa

Ở sợi cơ trơn đường tiêu hóa, các kênh chịu trách nhiệm cho điện thế hoạt động lại hơi khác, chúng cho phép 1 lượng lớn ion Canxi cùng 1 lượng nhỏ ion Natri đi vào, do đó còn gọi là kênh Canxi - Natri.

Nồng độ canxi và phosphate dịch ngoại bào liên quan với xương

Tinh thể xương lắng đọng trên chất căn bản xương là hỗn hợp chính của calcium và phosphate. Công thức chủ yếu của muối tinh thể, được biết đến như là hydroxyapatit.

Cơ chế của chất truyền tin thứ hai trong chức năng nội tiết trung gian nội bào

Một trong những cơ chế hormone tác động trong môi trường nội bào là kích thích sự hình thành chất truyền tin thứ hai cAMP phía trong màng tế bào.

Tổng hợp ATP do oxy hóa Hydrogen - Sự Phosphoryl-Oxy hóa

Oxy hóa hydro được thực hiện, bởi một chuỗi các phản ứng được xúc tác bởi các enzym trong ty thể, biến mỗi nguyên tử hydro thành ion H+ cùng với một electron và sau đó dùng electron này gắn với oxy hòa tan.

Hấp thu nước và các ion ở ruột non

Nước vận chuyển qua màng tế bào ruột bằng cách khuếch tán, sự khuếch tán này thường tuân theo áp lực thẩm thấu, khi nhũ trấp đủ loãng, nước được hấp thu qua niêm mạc ruột vào máu hầu như hoàn toàn bằng áp lực thẩm thấu.

Điều hòa bài tiết Aldosterol

Điều hòa bài tiết aldosterol ở tế bào lớp cầu gần như độc lập hoàn toàn với điều hòa bài tiết cảu costisol và androgen ở lớp bó và lớp lưới.

Tế bào ung thư ở cơ thể người

Xét rằng hàng nghìn tỷ tế bào mới được hình thành mỗi năm ở người, một câu hỏi hay hơn có thể được hỏi tại sao tất cả chúng ta không phát triển hàng triệu hay hàng tỷ tế bào đột biến ung thư.

Đại cương sinh lý học gan mật

Giữa các tế bào gan và lớp tế bào nội mô xoang mạch có một khoảng gọi là khoảng Disse, đây là nơi xuất phát hệ bạch huyết trong gan.

Sự tổng hợp Carbohydrates từ Proteins và chất béo - Quá trình tân tạo glucose

Khi kho dự trữ carbohydrates của cơ thể giảm xuống dưới mức bình thường, một lượng vừa phải glucose có thể được tổng hợp từ amino acids và phần glycerol của chất béo.

Một số rối loạn sinh lý thân nhiệt

Sốt là trạng thái tăng thân nhiệt xảy ra do điểm chuẩn bị nâng lên cao hơn bình thường. Khi đó, các đáp ứng tăng thân nhiệt xuất hiện và đưa thân nhiệt tăng lên bằng điểm chuẩn mới gây nên sốt.

Trạm thần kinh: sự chuyển tiếp các tín hiệu

Một số lượng lớn các tận cùng thần kinh từ mỗi sợi đến nằm trên các nơ-ron gần nhất trong “vùng” của nó, nhưng một số lượng nhỏ hơn các tận cùng thần kinh thì nằm trên các nơ-ron cách rất xa.

Các kích thích: sự nhận định cường độ

Nguyên lý Weber-Fechner chỉ chính xác về số lượng cho những cường độ cao hơn của những thí nghiệm cảm giác về thị giác, thính giác và da và kém phù hợp với đa số các loại thí nghiệm cảm giác khác.

Vận chuyển thụ động qua màng bào tương

Khuếch tán đơn giản, là hình thức khuếch tán trong đó các phân tử vật chất được vận chuyển, từ nơi nồng độ cao đến nồng độ thấp.

Nhiệt độ bình thường của cơ thể

Nhiệt độ cơ thể tăng lên khi tập thể dục và thay đổi theo nhiệt độ khắc nghiệt của môi trường xung quanh vì cơ chế điều chỉnh nhiệt độ không hoàn hảo.

Ảnh hưởng của ion kali và canxi trong hoạt động của tim

Khi có nồng độ cao kali trong dịch ngoại bào sẽ một phần khử cực màng tế bào, làm điện thế màng bớt âm. Khi điện thế màng giảm, cường độ điện thế hoạt đọng cũng giảm, làm cho sự co bóp cơ tim yếu dần.

Sinh lý hệ thần kinh tự động

Receptor tiếp nhận norepinephrin của hệ giao cảm được gọi là noradrenergic receptor, bên cạnh norepinephrin, các receptor này cũng đáp ứng với epinephrin.

Vai trò của nước bọt trong việc vệ sinh răng miệng

Miệng luôn luôn phải chịu đựng một lượng lớn vi khuẩn gây bệnh có khả năng hủy hoại mô một cách dễ dàng và gây nên sâu răng. Nước bọt giúp ngăn cản quá trình có hại này theo một số cách.

Cơ chế bài tiết insulin

Bên trong tế bào, glucose được phosphoryl hóa thành glucose-6-phosphate bởi glucokinase. Sự phosphoryl hóa này có một ngưỡng cho chuyển hóa glucose ở tế bào beta, được cho là cơ chế chính của sự nhạy cảm với glucose gây tiết insulin.

Nhịp nhanh thất: rối loạn nhịp tim

Nhịp nhanh thất thường gây ra bởi tổn thương thiếu máu cục bộ, nhịp nhanh thất cũng thường là vấn đề gây ra rung thất, bởi vì nhịp kích thích cơ tim lặp lại nhanh và liên tục.

Ảnh hưởng của hormon tuyến giáp lên sự phát triển

Ảnh hưởng quan trọng của hormon tuyến giáp là thúc đẩy trưởng thành và phát triển của não trong thời kỳ bào thai và những năm đầu sau sinh.

Dịch ngoại bào: môi trường trong cơ thể

Dịch ngoại bào và máu luôn có quá trình trao đổi qua lại với nhau nhờ quá trình khuếch tán dịch và chất tan qua thành các mao mạch, dịch ngoại bào chứa các ion và các chất dinh dưỡng và là môi trường.

Cung lượng tim và áp lực nhĩ phải: đánh giá qua đường cong cung lượng tim và tuần hoàn tĩnh mạch

Hệ giao cảm tác động đến cả tim và tuần hoàn ngoại vi, giúp tim đập nhanh và mạnh hơn làm tăng áp lực hệ thống mạch máu trung bình vì làm co mạch, đặc biêt là các tĩnh mạch và tăng sức cản tuần hoàn tĩnh mạch.