Đặc điểm của sự co bóp cơ toàn bộ

Nhiều đặc tính của sự co cơ có thể được chứng minh bằng gợi ra co giật cơ đơn độc. Điều này có thể được thực hiện bởi kích thích điện tức thời của thần kinh đến cơ hay bằng cách thông qua một kích thích điện ngắn thông qua chính cơ đó, hình thành nên một co bóp duy nhất, co bóp đột ngột kéo dài một phần nhỏ của một giây.

Co bóp đẳng trường không làm rút ngắn cơ, trong khi co bóp đẳng trương rút ngắn cơ tại một sức căng không đổi

Cơ co bóp được nói là đẳng trường khi cơ không bị rút ngắn trong suốt sự co bóp và là đẳng trương khi nó bị rút ngắn nhưng sức căng trên cơ vẫn không đổi trong suốt sự co bóp.

Trong hệ thống đẳng trường, cơ co bóp chống lại một bộ chuyển đổi lực mà không làm giảm chiều dài cơ, như thể hiện trong bảng phía dưới của hình.

Trong hệ thống đẳng trương, cơ rút ngắn chống lại một mức tải cố định, mà được minh họa trong bảng trên cùng của hình, cho thấy một cơ đang nâng một trọng lượng. Các đặc điểm của co bóp đẳng trương phụ thuộc vào mức tải chống lại cái cơ co bóp, cũng như quán tính của mức tải. Tuy nhiên, hệ thống đẳng trường ghi lại những thay đổi trong lực của co cơ độc lập với quán tính mức tải. Do đó, hệ thống đẳng trường thường được sử dụng khi so sánh đặc điểm chức năng của các loại cơ khác nhau.

Hình. Các hệ thống đẳng trương và đẳng trường cho ghi lại co bóp cơ. Co bóp đẳng trương xảy ra khi lực của sự co cơ lớn hơn mức tải và sức căng trên cơ vẫn không đổi trong suốt sự co bóp; khi cơ co bóp, nó rút ngắn và di chuyển mức tải. Co bóp đẳng trường xảy ra khi mức tải lớn hơn lực của sự co cơ; cơ tạo ra sức căng khi nó co, nhưng chiều dài tổng thể của cơ không thay đổi.

Đặc điểm của co giật đẳng trường ghi từ các cơ khác nhau

Cơ thể người có nhiều kích thước của các cơ vân - từ cơ bàn đạp nhỏ trong tai giữa, đo được chỉ dài một vài mm và một mm hay như vậy trong đường kính, lên đến lớn là cơ tứ đầu, lớn đến mức bằng một nửa triệu lần cơ bàn đạp. Hơn nữa, các sợi có thể nhỏ đến mức 10μm đường kính hoặc lớn đến 80μm. Cuối cùng, năng lượng của sự co cơ thay đổi đáng kể từ một cơ đến cơ khác. Vì vậy, không có gì ngạc nhiên rằng các đặc điểm cơ học của sự co cơ khác nhau giữa các cơ.

Hình. Khoảng thời gian của co bóp đẳng trường đối với các loại khác nhau của các cơ vân ở động vật có vú, cho thấy một thời kỳ tiềm ẩn giữa điện thế hoạt động (sự khử cực) và sự co cơ.

Hình cho thấy bản ghi của co bóp đẳng trường của ba loại cơ vân: một cơ mắt, trong đó có một khoảng thời gian của co bóp đẳng trường ít hơn 1/50 giây; cơ sinh đôi cẳng chân, trong đó có một khoảng thời gian của co bóp khoảng 1/15 giây; và cơ dép, trong đó có một khoảng thời gian của co bóp khoảng 1/5 giây. Điều thú vị là những khoảng thời gian này của sự co bóp là để thích ứng với chức năng của từng cơ. Chuyển động mắt phải cực kỳ nhanh chóng để duy trì sự cố định của mắt vào đối tượng cụ thể để cung cấp chính xác về thị giác. Cơ sinh đôi cẳng chân phải co bóp nhanh chóng vừa phải để cung cấp đủ tốc độ của chuyển động chân tay cho chạy và nhảy, và cơ dép có liên quan chủ yếu với co bóp chậm mà liên tục, hỗ trợ lâu dài cho cơ thể chống lại trọng lực.

Các sợi cơ nhanh và chậm

Mọi cơ bắp của cơ thể bao gồm của một hỗn hợp của cái gọi là các sợi cơ nhanh và chậm, với các sợi khác vẫn sắp xếp giữa hai thái cực này. Các cơ bắp mà phản ứng nhanh chóng, bao gồm các cơ trước xương chày, được cấu tạo chủ yếu từ các sợi “nhanh” với chỉ số lượng nhỏ của loại chậm. Ngược lại, các cơ như cơ dép mà đáp ứng chậm, nhưng với sự co bóp kéo dài được cấu tạo chủ yếu từ các sợi “chậm”. Sự khác biệt giữa hai loại sợi được mô tả trong các phần sau đây.

Các sợi chậm (loại 1, cơ đỏ)

Sau đây là những đặc điểm của các sợi chậm:

1. Các sợi chậm thì nhỏ hơn các sợi nhanh.

2. Các sợi chậm cũng được phân bố bởi các sợi thần kinh nhỏ.

3. So với các sợi nhanh, các sợi chậm có một hệ thống mạch máu phong phú hơn và nhiều các mao mạch hơn để cung cấp thêm lượng oxy.

4. Các sợi chậm đã tăng lên rất nhiều số lượng của ty thể để hỗ trợ mức độ cao của quá trình chuyển hóa oxy hóa.

5. Các sợi chậm có chứa một lượng lớn của myoglobin, một loại protein có chứa sắt tương tự với hemoglobin trong các tế bào hồng cầu. Myoglobin kết hợp với oxy và dự trữ cho tới khi cần thiết, nó còn tăng đáng kể tốc độ vận chuyển oxy đến ty thể. Myoglobin cung cấp cho cơ chậm một sự xuất hiện màu đỏ và do đó có tên cơ đỏ.

Các sợi nhanh (loại II, cơ trắng)

Sau đây là những đặc điểm của các sợi nhanh:

1. Các sợi nhanh lớn cho cường độ lớn của co bóp.

2. Một lưới cơ tương phong phú có mặt cho sự giải phóng nhanh chóng của các ion canxi để bắt đầu co bóp.

3. Một lượng lớn của các enzym phân giải đường có mặt để giải phóng năng lượng bằng quá trình đường phân.

4. Các sợi nhanh có nguồn cung máu ít phong phú hơn so với các sợi chậm vì quá trình chuyển hóa oxy hóa có tầm quan trọng là thứ yếu.

5. Các sợi nhanh có ty thể ít hơn so với các sợi chậm, cũng bởi vì quá trình chuyển hóa oxy hóa là thứ yếu. Một thiếu hụt của myoglobin màu đỏ trong cơ nhanh cho nó có tên cơ trắng.