Điều hòa vận động: vai trò của phản xạ gân

2021-09-27 09:41 AM

Các thụ thể ở gân cũng có đáp ứng động và đáp ứng tĩnh giống như suốt cơ, đáp ứng mạnh mẽ với sự thay đổi đột ngột trương lực cơ rồi ngay sau đó giảm xuống, đáp ứng một cách yếu hơn nhưng bền vững hơn để duy trì trạng thái trương lực cơ mới.

Biên tập viên: Trần Tiến Phong

Đánh giá: Trần Trà My, Trần Phương Phương

Để điều hòa vận động một cách thích hợp không chỉ cần sự kích thích cơ vân đến từ các neuron vận động, mà còn cần sự phản hồi liên tục thông tin cảm giác từ cơ vân lên tủy sống, từ đó ngay lập tức điều chỉnh trạng thái của mỗi sợi cơ một cách phù hợp. Điều này phụ thuộc vào chiều dài và trương lực tức thời của cơ vân cũng như tốc độ thay đổi của chúng. Để thực hiện chức năng này, trên cơ vân có rất nhiều receptor được chia làm 2 loại: (1) suốt cơ được phân bố ở phần bụng cơ và gửi các thông tin về chiều dài hoặc mức độ thay đổi chiều dài của cơ lên tủy sống. (2) thụ cảm thể golgi được phân bố ở vùng gân cơ, dẫn truyền thông tin về trương lực hoặc mức độ thay đổi trương lực.

Các sợi cảm giác ngoại vi và tế bào thần kinh vận động

Hình. Các sợi cảm giác ngoại vi và tế bào thần kinh vận động phía trước kích hoạt cơ xương.

Các thông tin từ 2 loại receptor này hầu như được phân tích một cách không ý thức (dưới vỏ), dùng để điều hòa độ dài và trương lực cơ. Ngay cả khi như thế, chúng cũng truyền một lượng lớn thông tin không chỉ tới tủy sống mà còn tới tiểu não và ngay cả vỏ não, để mỗi cơ quan này lại góp phần điều hòa sự co cơ.

Thụ cảm thể Golgi giúp điều hòa trương lực cơ

Thụ cảm thể Golgi, nằm ở đầu gân, là receptor cảm giác. Trung bình có khoảng 10-15 sợi cơ được nối với một thụ cảm thể Gogi, được kích thích khi các bó sợi cơ này căng lên khi co lại hay giãn ra khi nghỉ ngơi. Như vậy, sự khác biệt giữa thụ cảm thể Golgi và suốt cơ đó là suốt cơ thì xác định chiều dài sợi cơ và mức độ thay đổi chiều dài đó, còn thụ cảm thế Golgi thì xác định trương lực cơ phản ánh qua trương lực của chính nó.

Phản xạ gân Golgi

Hình. Phản xạ gân Golgi. Sự căng cơ quá mức sẽ kích thích các thụ thể cảm giác trong cơ quan gân Golgi. Tín hiệu từ các thụ thể được truyền qua sợi thần kinh hướng cảm giác kích thích interneuron ức chế trong tủy sống, ức chế hoạt động của neuron vận động phía trước, gây giãn cơ và bảo vệ cơ chống lại sự căng thẳng quá mức.

Các thụ thể ở gân cũng có đáp ứng động và đáp ứng tĩnh giống như suốt cơ, đáp ứng mạnh mẽ với sự thay đổi đột ngột trương lực cơ (đáp ứng động) rồi ngay sau đó giảm xuống, đáp ứng một cách yếu hơn nhưng bền vững hơn để duy trì trạng thái trương lực cơ mới (đáp ứng động). Như vậy, thụ cảm thể Golgi cung cấp cho hệ thần kinh trung ương những thông tin tức thời về trạng thái trương lực cơ của từng đoạn cơ.

Quá trình truyền xung động từ thụ cảm thể Golgi đến thần kinh trung ương

Các tín hiệu thần kinh từ các thụ cảm thể ở gần được truyền đi nhanh chóng thông qua các sợi thần kinh lớn type Ib (đường kính 16µm), chỉ nhỏ hơn một chút so với sơ cấp ở suốt cơ. Cũng giống như ở sợi sơ cấp, các tín hiệu được truyền đến neuron sừng sau tủy sống, rồi từ đây theo bó tủy tiểu não lên đến tiểu não hoặc theo các bó chêm và bó thon lên vỏ não. Các neuron ở sừng sau tủy sống sau khi được kích thích, sẽ gửi tín hiệu kích thích các neuron liên hợp, các neuron này lại ức chế các neuron vận động sừng trước tủy. Liên kết cục bộ này chỉ ức chế trực tiếp từng sợi cơ riêng lẻ mà không ảnh hưởng đến các sợi xung quanh.

Phản xạ gân xương giúp phòng ngừa sợi cơ tăng trương lực quá mức

Khi cơ tăng trương lực, các thụ thể Golgi ở cơ đó bị kích thích sẽ truyền tín hiệu về tủy sống và gây ra phản xạ gân xương. Phản xạ này hoàn toàn là ức chế, có nghĩa là, phản xạ này đã gây ra một feedback âm tính để ngăn chặn việc tăng trương lực cơ quá mức.

Khi trương lực gân cơ tăng quá cao, các thụ thể ở gần sẽ hoạt động rất mạnh, gửi thông tin lên tủy sống và gây ra một phản xạ ngay lập tức làm giãn toàn bộ cơ. Hiệu ứng này được gọi là phản ứng kéo giãn (lengthening reaction), có thể đóng vai trò là một cơ chế bảo vệ tránh làm rách cơ hoặc bong gân.

Vai trò phản xạ gân trong việc cân bằng lực co cơ giữa các sợi cơ

Phản xạ gân xương dường như còn có vai trò trong việc cân bằng lực co cơ giữa các sợi cơ. Các sợi cơ căng quá mức sẽ bị phản này xạ ức chế lại làm cho trùng xuống, trong khi các sợi quá trùng lại căng ra do không bị ức chế. Điều này giúp phân bố đều các lực tác động lên tất cả sợi cơ, tránh một phần nào đó phải làm việc quá tải dẫn đến chấn thương.

Vai trò của suốt cơ và thụ cảm thể Golgi trong điều hòa hoạt động bởi các trung tâm cao hơn ở não

Mặc dù có thể coi như hoạt động của suốt cơ và thụ cảm thể Golgi chịu sự chi phối chủ yếu từ tủy sống, 2 cơ quan này cũng đồng thời gửi tín hiệu về tư thế tức của cơ về các trung tâm cao hơn. Ví dụ, các thông tin từ suốt cơ và thụ thể Golgi được truyền qua dải tủy tiểu não sau đến thẳng tiểu não với với tốc độ 120m/s, tốc độ nhanh nhất so với bất cứ đâu ở não và tủy sống. Thêm vào đó, các thông tin này cũng được truyền đến cấu tạo lưới ở thân não, rồi sau đó truyền lên vùng vận động vỏ não. Các thông tin này là vô cùng thiết yếu cho quá trình feedback điều hòa thông tin vận động ở tất cả các vùng.

Bài viết cùng chuyên mục

Duy trì huyết áp động mạch bình thường: vai trò của hệ thống Renin-Angiotensin mặc dù có biến đổi lớn lượng muối vào

Hệ thống renin-angiotensin có lẽ là hệ thống mạnh mẽ nhất của cơ thể, làm thay đổi nhỏ huyết áp động mạch khi có lượng muối nhập vào dao động lớn.

Sinh lý thần kinh tủy sống

Do trong quá trình phát triển, cột sống phát triển nhanh hơn tủy sống nên phần thấp nhất của tủy sống chỉ ngang gian đốt sống thắt lưng 1-2 (L1-L2). Vì vậy, khi chọc dò dịch não tủy, để tránh gây tổn thương tủy sống, ta thường chọc ở vị trí thắt lưng 4-5 (L4-L5).

Cung lượng tim: đánh giá qua lưu lượng kế điện tử hoặc siêu âm

Lưu lượng máu sẽ được tính thông qua tốc độ vận chuyển máu qua động mạch chủ, diện tích mặt cắt ngang động mạch chủ được đánh giá thông qua đo đường kính thành mạch dưới hướng dẫn siêu âm.

Vai trò của CO2 và Ion H+ điều hòa hô hấp: điều hòa hóa học trung tâm hô hấp

Nồng độ CO2 hay ion H+ quá cao trong máu tác động trực tiếp vào trung tâm hô hấp, làm tăng đáng kể lực mạnh của các tín hiệu vận động hít vào và thở ra tới các cơ hô hấp.

Hệ thần kinh trung ương: mức tủy sống mức dưới vỏ và mức vỏ não

Hệ thống thần kinh của con người được thừa hưởng những khả năng đặc biệt sau mỗi giai đoạn tiến hóa. Từ sự thừa hưởng này, 3 mức chính của hệ thần kinh trung ương có đặc điểm chức năng cụ thể là: (1) mức tủy sống; (2) mức dưới vỏ; và (3) mức vỏ não.

Áp lực thủy tĩnh mao mạch

Dịch đã được lọc vượt quá những gì được tái hấp thu trong hầu hết các mô được mang đi bởi mạch bạch huyết. Trong các mao mạch cầu thận, có một lượng rất lớn dịch.

Cortisol quan trọng trong chống stress và chống viêm

Mặc dù cortisol thường tăng nhiều trong tình trạng stress, một khả năng là glucocorticoid làm huy động nhanh acid amin và chất béo từ tế bào dự trữ.

Ảnh hưởng của tập luyện thể thao trên cơ và hiệu suất cơ

Ở tuổi già, nhiều người trở nên ít vận động do đó cơ của họ teo rất nhiều. Trong những trường hợp này, tuy nhiên, tập luyện cho cơ có thể tăng sức mạnh cơ bắp hơn 100 %.

Lưu lượng máu đến ruột chịu ảnh hưởng của hoạt động và tác nhân chuyển hóa ruột

Mặc dù các nguyên nhân chính xác gây tăng lượng máu khi đường tiêu hóa hoạt động vẫn chữa được biết rõ, nhưng một vài phần đã được làm sáng tỏ.

Bài tiết dịch tiêu hóa ruột bởi hang Lieberkuhn

Tế bào biểu mô nằm sâu trong các hang tuyến Lieberkuhn liên tục phân chia, và những tế bào mới di chuyển dọc theo màng đáy lên phía trên và ra ngoài tới đỉnh của các lông nhung.

Cơ chế phân tử của sự co cơ

Ở trạng thái co, các sợi actin này đã được kéo vào bên trong các sợi myosin, do đó hai đầu của chúng chồng lên nhau đến mức độ tối đa.

Giải phóng năng lượng cho cơ thể từ thực phẩm và năng lượng tự do

Năng lượng đòi hỏi cho hoạt động của cơ, sự bài tiết của các tuyến, duy trì điện thế màng ở sợi thần kinh và sợi cơ, sự tổng hợp vật chất trong tế bào, hấp thu thức ăn từ ống tiêu hóa và rất nhiều chức năng khác.

Trao đổi khí ở phổi: vật lý của sự khuếch tán khí và phân áp khí

Áp suất được gây ra bởi tác động của phân tử chuyển động chống lại bề mặt, do đó, áp lực của khí tác động lên bề mặt của đường hô hấp và các phế nang cũng tỷ lệ thuận với lực tác động mà tất cả các phân tử khí ở bề mặt ngoài.

Các hormone điều hòa tuyến sinh dục và những ảnh hưởng lên buồng trừng

Cả hai FSH và LH kích thích những tế bào đích tại buồng trứng bằng cách gắn đặc hiệu với các receptor FSH và LH trên màng các tế bào buồng trứng. Sau đó, những receptor được kích hoạt làm tăng khả năng bài tiết và thường kèm theo khả năng phát triển cũng như tăng sinh tế bào.

Phân ly ô xy hemoglobin thay đổi do BPG và lao động nặng

Trong khi lao động, một số yếu tố chuyển dịch đồ thị phân ly sang phải một cách đáng kể. Do đó cung cấp thêm O2 cho hoạt động, co cơ. Các cơ co sẽ giải phóng một lượng lớn khí CO2.

Đặc điểm phân tử của các sợi cơ co bóp

Một đặc tính của đầu myosin mà cần thiết cho sự co cơ là nó có chức năng như một enzyme adenosine triphosphatase (ATPase).

Phospholipids và Cholesterol trong cơ thể

Phospholipid được chi phối bởi yếu tố điều hòa kiểm soát tổng thể quá trình chuyển hóa chất béo. Cholesterol có ở trong khẩu phần ăn bình thường và nó có thể được hấp thu chậm từ hệ thống ruột vào các bạch huyết ruột

Sự trưởng thành và thụ tinh của trứng: quyết đinh giới tính thai nhi

Sau khi phóng tinh dịch vào trong âm đạo trong quá trình giao hợp, một số tinh trùng sẽ di chuyển trong vòng 5 đến 10 phút theo hướng đi lên từ âm đạo đến tử và vòi tử cung, đến đoạn bóng của vòi tử cung.

Đau thắt ngực trong bệnh mạch vành

Các chất có tính axit, chẳng hạn như axit lactic hoặc các sản phẩm làm giảm đau khác, chẳng hạn như histamine, kinin hoặc các enzym phân giải protein của tế bào, không bị loại bỏ đủ nhanh bởi dòng máu mạch vành di chuyển chậm.

Cấu trúc hóa học và sự tổng hợp insulin

Khi insulin được bài tiết vào máu, nó hầu như lưu thông ở dạng tự do. Bởi vì nó có thời gian bán hủy trung bình chỉ khoảng 6 phút nên phần lớn chúng bị loại bỏ khỏi tuần hoàn.

Sự vận chuyển O2 trong máu và mô kẽ

Các loại khí có thể di chuyển từ nơi này đến nơi khác bằng cách khuếch tán và nguyên nhân của sự vận chuyển này là sự chênh lệch về phân áp từ vị trí đầu tiên cho tới vị trí tiếp theo.

Tính chất hóa học của các hormone sinh dục

Cả estrogen và progesterone đều được vận chuyển trong máu nhờ albumin huyết tương và với các globulin gắn đặc hiệu. Sự liên kết giữa hai hormone này với protein huyết tương đủ lỏng lẻo để chúng nhanh chóng được hấp thu.

Bài tiết chất nhầy và gastrin ở tuyến môn vị

Tế bào bài tiết một lượng nhỏ pepsinogen, như đã nói ở trên, và đặc biệt là bài tiết một lượng lớn lớp chất nhày mỏng để giúp bôi trơn thức ăn khi di chuyển, cũng như bảo vệ thành của dạ dày khỏi sự phân hủy của các enzyme.

Điều chỉnh lượng thức ăn ăn vào và dự trữ năng lượng của cơ thể

Duy trì sự cung cấp năng lượng đầy đủ trong cơ thể quan trọng đến nỗi mà rất nhiều các cơ chế kiểm soát ngắn hạn và dài hạn tồn tại không chỉ điều chỉnh năng lượng hấp thu mà cả năng lượng tiêu thụ và năng lượng dự trữ.

Cuồng động nhĩ: rối loạn nhịp tim

Cuồng nhĩ gây ra nhịp dẫn truyền nhanh nhĩ thường là 200-350 nhịp/ phút. Tuy nhiên, bởi vì một phía của nhĩ co trong khi phía kia đang giãn, lượng máu nhĩ bơm rất ít.