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

Cấu trúc vi tuần hoàn và hệ mao mạch

Tại nơi mỗi mao mạch bắt nguồn từ một tiểu động mạch, chỉ còn một sợi cơ trơn thường vòng từng quãng quanh các mao mạch. Cấu trúc này được gọi là cơ thắt trước mao mạch.

Block nhĩ thất không hoàn toàn: chặn đường truyền tín hiệu điện tim

Một điện tâm đồ có P-R kéo dài khoảng 0.3s thay vì bình thường khoảng 0,2s hoặc ít hơn. Do đó, block độ 1 được định nghĩa là sự chậm dẫn truyền từ nhĩ đến thất chứ không phải mất hẳn dẫn truyền.

Chất kháng giáp ức chế bài tiết của tuyến giáp

Thuốc kháng giáp được biết đến nhất là thyocyanate, propyl-thiouracil, và nồng độ cao iod vô cơ, những thuốc này ngăn chặn bài tiết hormon giáp theo những cơ chế khác nhau.

Áp suất thẩm thấu keo của huyết tương

Chỉ có các phân tử hoặc ion không đi qua các lỗ của màng bán thấm gây áp lực thẩm thấu. Các protein là thành phần không dễ dàng đi qua các lỗ mao mạch, chịu trách nhiệm về áp lực thẩm thấu ở hai bên của màng mao mạch.

Nhịp tim chậm: nhịp xoang không bình thường

Định nghĩa “Nhịp tim đập chậm” là tốc độ nhịp tim chậm, thường là dưới 60 nhịp/ phút.

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.

Điều hòa lưu lượng máu bằng cách phát triển tuần hoàn bàng hệ

Sự mở các tuần hoàn bàng hệ sau đó trong vòng nhiều giờ kế tiếp, sao cho trong vòng 1 ngày, một nửa mô cần máu có thể được đáp ứng, và trong vòng 1 vài ngày dòng máu thường đủ để đến các mô.

Kiểm soát lưu lượng máu đến cơ vân

Ngoài cơ chế giãn mạch mô cục bộ, các cơ xương còn được cung cấp các dây thần kinh co mạch giao cảm và (ở một số loài động vật) cũng như các dây thần kinh giãn mạch giao cảm.

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 %.

Loại dịch trong cơ thể người: đo bằng chỉ thị mầu

Dựa trên nguyên tắc bảo toàn vật chất, có nghĩa là tổng lượng vật chất sau khi hòa vào dịch bằng với tổng lượng vật chất trước khi được bơm vào.

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.

Hormon điều hòa hoạt động của não

Bên cạnh điều khiển điều hòa hoạt động của não bởi xung động thần kinh, còn cơ chế sinh lý khác. Cơ chế này là tiết các hormon kích thích hay ức chế chất dẫn truyền thần kinh đến bề mặt não.

Chuyển hóa của thai nhi

Thai có khả năng dự trữ chất béo và protein, hầu hết chất béo được tổng hợp từ đường. Những vẫn đề đặc biệt chuyển hóa của thai liên quan đến calci, phosphate, sắt và một số vitamin.

Ảnh hưởng của gia tốc tuyến tính lên cơ thể

Vấn đề cũng xẩy ra trong quá trình giảm tốc, khi tàu không gian trở vào khí quyển. Một người di chuyển ở Mach 1 (tốc độ âm thanh và của máy bay nhanh) có thể giảm tốc an toàn trong khoảng cách tầm 0.12 dặm.

Huyết áp: cơ chế cảm nhận và phản xạ để duy trì huyết áp bình thường

Đây là phản xạ được bắt đầu từ sự căng receptor, phân bố ở ở những vùng đặc biệt ở thành của một vài động mạch lớn. Sự tăng huyết áp làm căng receptor áp suất và gây ra sự dẫn truyền tín hiệu vào hệ thần kinh trung ương.

Sự bài tiết cholesterol của gan và sự hình thành sỏi mật

Muối mật được hình thành trong các tế bào gan từ cholesterol trong huyết tương. Trong quá trình bài tiết muối mật, mỗi ngày khoảng 1 - 2 gam cholesterol được loại bỏ khỏi huyết tương và bài tiết vào trong mật.

Duy trì thăng bằng tĩnh: chức năng của soan nang và cầu nang

Khi cơ thể đột ngột bị đẩy mạnh ra trước - là khi cơ thể tăng tốc-đá tai, thứ có quán tính lớn hơn dịch xung quanh, đổ ra phía sau và chạm các nhung mao của tế bào có lông, và thông tin về sự mất thăng bằng được gửi về thần kinh trung ương.

Tăng vận chuyển ô xy đến mô: CO2 và H+ làm thay đổi phân ly oxy-hemoglobin (hiệu ứng bohr)

Khi máu đi qua các mô, CO2 khuếch tán từ tế bào ở mô vào máu, sự khuếch tán này làm tăng PCO2 máu, do đó làm tăng H2CO3 máu (axit cacbonic) và nồng độ ion H+. Hiệu ứng này sẽ làm chuyển dịch đồ thị phân ly oxy- hemoglobin sang bên phải và đi xuống.

Đại cương thân nhiệt cơ thể người

Tất cả các phản ứng tế bào, sinh hoá và enzyme đều phụ thuộc nhiệt độ. Vì thế, sự điều hoà thân nhiệt tối ưu là cần thiết cho các hoạt động sinh lý ở động vật hằng nhiệt.

Các chất giải phóng từ tế bào hình sao điều hòa lưu lượng máu não

Các chất trung gian chưa được biết rõ, nitric oxit, các chất chuyển hóa của acid arachidonic, ion kali, adenosin và các chất khác tạo ra bởi tế bào hình sao dưới kích thích của các neuron gần kề là các chất trung gian giãn mạch quan trọng.

Dịch cơ thể và muối trong tập luyện thể thao

Kinh nghiệm đã chứng minh vẫn còn vấn đề điện giải khác ngoài natri, là mất kali. Mất kali kết quả một phần từ sự tiết tăng aldosterone trong thích nghi với khí hậu nhiệt, làm tăng mất kali trong nước tiểu, cũng như mồ hôi.

Nút xoang tạo nhịp bình thường của tim: điều chỉnh kích thích và dẫn truyền

Nút xoang kiểm soát nhịp của tim bởi vì tốc độ phóng điện nhịp điệu của nó nhanh hơn bất kỳ phần nào khác của tim. Vì vậy, nút xoang gần như luôn luôn tạo nhịp bình thường của tim.

Hormon điều hòa chuyển hóa Protein trong cơ thể

Hormon tăng trưởng làm tăng tổng hợp protein tế bào, Insulin là cần thiết để tổng hợp protein, Glucocorticoids tăng thoái hóa hầu hết protein mô, Testosterone tăng lắng động protein mô.

Hormon điều hòa vận động đường tiêu hóa

Phần lớn hormone điều hòa sự bài tiết ở đường tiêu hóa cũng tác động lên sự vận động một số vùng của đường tiêu hóa. Mặc dùng tác dụng vận động thường ít quan trọng hơn tác dụng bài tiết.

Sự đào thải các sản phẩm chuyển hóa của cơ thể

Nhiều cơ quan được liên kết gián tiếp loại bỏ chất thải trao đổi chất, hệ thống bài tiết chỉ các cơ quan được sử dụng để loại bỏ và bài tiết các thành phần phân hủy.