Hoạt động điện của lớp cơ trơn ống tiêu hóa

2022-02-25 11:37 AM

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.

Biên tập viên: Trần Tiến Phong

Đánh giá: Trần Trà My, Trần Phương Phương

Lớp cơ trơn ống tiêu hóa được kích thích chậm, liên tục bởi hoạt động điện nội tại của màng sợi cơ. Hoạt động điện này có 2 loại sóng cơ bản: (1) sóng chậm và (2) sóng nhọn. Thêm vào đó hiệu điện thế nghỉ của màng tế bào cơ trơn ống tiêu hóa có thể thay đổi tới các mức độ khác nhau, điều này có thể có vai trò quan trọng trong kiểm soát vận động của ống tiêu hóa.

Điện thế màng trong cơ trơn ruột

Hình. Điện thế màng trong cơ trơn ruột. Mô tả sóng chậm, điện thế tăng vọt, khử cực toàn phần và siêu phân cực, tất cả đều xảy ra trong các điều kiện sinh lý khác nhau của ruột.

Sóng chậm

Phần lớn vận động co bóp của ống tiêu hóa xuất hiện theo nhịp điệu, và nhịp điệu này được xác định chủ yếu bởi tần số sóng chậm của điện thế màng lớp cơ trơn. Những sóng này, chúng không phải điện thế hoạt động. Thay vào đó là những khoảng thay đổi chậm, dạng gợn sóng trong giai đoạn điện thế nghỉ. Cường độ của chúng dao động trong khoảng 5-15 milivolts và dải tần số ở các phần khác nhau của bộ máy tiêu hóa là 3-12 lần/phút. Tại thân vị là 3 lần/phút, nhiều nhất là 12 lần/phút ở tá tràng và trung bình 8-9 lần/phút ở cuối hồi tràng. Bởi vậy nhịp co bóp ở các phần thân vị, tá tràng, hồi tràng lần lượt là 3 lần/phút, 12 lần/phút và 8-9 lần/phút.

Nguyên nhân chính xác gây ra sóng chậm chưa được tìm hiểu rõ ràng, mặc dù chúng xuất hiện bởi sự tương tác phức tạp giữa các tế bào cơ trơn và tế bào đặc biệt còn được gọi là tế bào kẽ Cajal, chúng được cho là hoạt động như yếu tố dẫn nhịp điện thế cho tế bào cơ trơn. Những tế bào kẽ này hình thành nên 1 mạng lưới nằm xen giữa các lớp cơ trơn và tiếp xúc kiểu synap với tế bào cơ trơn. Tế bào kẽ Cajal trải qua vòng biến đổi tuần hoàn ở điện thế màng bởi các kênh ion duy nhất này chỉ mở theo chu kì và sinh ra luồng ion hướng tâm có khả năng phát ra sóng chậm.

Các sóng chậm thường không tự gây ra vận động co cơ tại phần lớn các cơ quan của đường tiêu hóa, có thể ngoại trừ dạ dày. Thay vào đó chúng chủ yếu kích thích sự xuất hiện của điện thế nhọn, và điện thế nhọn kích thích trở lại vận động co cơ.

Điện thế nhọn

Điện thế nhọn là điện thế hoạt động thực. Chúng tự xuất hiện khi điện thế nghỉ màng của hệ thống cơ trơn đường tiêu hóa lớn hơn -40 milivolts (điện thế nghỉ màng bình thường của hệ cơ trơn tại ruột non khoảng -50 đến -60 milivolts). Mỗi lần đỉnh sóng chậm tạm thời dương hơn -40 milivolts thì xuất hiện điện thế nhọn ở đỉnh đó. Mức tăng của điện thế sóng chậm càng cao thì tần số của điện thế nhọn càng lớn, thường trong khoảng 1-10 sóng/giây điện thế nhọn kéo dài 10-40 lần chạy dọc theo chiều dài hệ cơ đường tiêu hóa như điện thế hoạt động trong các sợi thần kinh lớn, trong đó mỗi điện thế nhọn đường tiêu hóa kéo dài 10-20 miliseconds.

Sự khác biệt quan trọng khác giữa điện thế hoạt động của hệ cơ trơn đường tiêu hóa và các rễ thần kinh của chúng là cách chúng được phát sinh. Ở các rễ thần kinh, điện thế hoạt động được gây ra chủ yếu bởi quá trình nhập nhanh ion Natri qua kênh Natri vào trong các sợi thần kinh.

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. Những kênh này mở chậm và hẹp hơn kênh Natri nhanh của các sợi thần kinh lớn, đặc điểm đó giải thích cho sự kéo dài thời gian của điện thế hoạt động. Ngoài ta, sự chuyển động 1 lượng lớn ion Canxi tới mặt trong sợi cơ trong quãng điện thế hoạt động góp phần gây ra sự co cơ ở ruột như chúng ta vừa thảo luận.

Những thay đổi điện áp của điện thế nghỉ màng

Bên cạnh điện thế của sóng chậm và sóng nhọn, đường biểu thị mức độ điện áp của điện thế nghỉ màng tại cơ trơn có thể thay đổi. Dưới điều kiện bình thường điện thế nghỉ màng trung bình khoảng -56 milivolts, nhưng có thể bị thay đổi bởi nhiều yếu tố. Khi điện thế trở nên ít âm hơn, hay còn gọi là sự khử cực của màng, thì sợi cơ trở nên dễ kích thích hơn. Khi điện thế càng âm hơn, hay còn gọi là sự phân cực, thì sợi cơ kém kích thích hơn.

Yếu tố gây ra sự khử cực của màng, hay là làm nó dễ kích thích hơn, bao gồm: (1) Sự kéo giãn cơ, (2) Sự kích thích bởi acetycholine giải phóng từ đầu tận của dây phó giao cảm, và (3) Sự kích thích bởi vài hormon tiêu hóa đặc hiệu.

Những yếu tố quan trọng làm điện thế màng âm hơn, hay là quá trình phân cực màng tế bào và làm sợi cơ kém bị kích thích hơn, bao gồm: (1) Sự ảnh hưởng của nor-epinephrine hoặc epinephrine ở màng tế bào và (2) Sự kích thích của các sợi giao cảm mà chủ yếu tiết ra nor-epinephrine ở đoạn cuối của chúng.

Quá trình nhập ion canxi gây ra sự co cơ trơn

Co cơ trơn xuất hiện để đáp ứng với quá trình nhập ion Canxi vào trong sợi cơ. Ion Canxi hoạt động như 1 hệ thống kiểm soát calmodulin, kích hoạt sợi myosin trong cơ, gây ra lực hút giữa sợi myosin và sợi actin làm cơ co.

Các nhịp sóng chậm không làm tăng nhập ion Canxi mà chỉ nhập ion Natri vào sợi cơ trơn. Bởi vậy, sóng chậm không tự chúng gây ra co cơ. Thay vào đó, trong suốt khoảng điện thế nhọn được phát ra tại đỉnh các sóng chậm, số lượng đáng kể các ion Canxi nhập vào sợi cơ đã gây ra sự co cơ.

Sự tăng trương lực của một số vùng cơ trơn đường tiêu hóa. Một vài vùng cơ trơn đường tiêu hóa có biểu hiện tăng trương lực, tương đương hoặc thay cho sự co bóp theo nhịp điệu.

Tăng trương lực diễn ra liên tục, nó không liên quan tới nhịp điện học cơ bản của sóng chậm nhưng thường kéo dài vài phút, thậm chí vài giờ. Quá trình tăng trương lực thường thay đổi cường độ nhưng diễn ra liên tục.

Hiện tượng tăng trương lực đôi khi gây ra bởi các điện thế nhọn lặp đi lặp lại liên tục, tần số càng tăng thì mức độ co bóp càng mạnh. Đôi khi hiện tượng này gây ra bởi các hormon hoặc các yếu tố khác gây ra sự khử cực cục bộ tái diễn của lớp màng cơ trơn mà không phát sinh điện thế hoạt động. Nguyên nhân thứ 3 gây ra tăng trương lực là sự tăng nhập tái diễn ion Canxi vào trong tế bào bằng nhiều con đường mà không liên quan tới thay đổi điện thế màng. Cơ chế cụ thể của quá trình này chưa được làm rõ.

Bài viết cùng chuyên mục

Áp suất thủy tĩnh của dịch kẽ

Trong hầu hết các hốc tự nhiên của cơ thể, nơi có dịch tự do ở trạng thái cân bằng động với chất lỏng xung quanh, những áp lực đo được là âm.

Sóng vận mạch huyết áp: dao động của hệ thống điều chỉnh phản xạ huyết áp

Khoảng thời gian cho mỗi chu kỳ là 26 giây đối với chó đã gây mê, 7-10 giây ở người không gây mê. Sóng này được gọi là sóng vận mạch hay sóng Mayer.

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.

Thay đổi tuần hoàn của trẻ khi sinh

Những thay đổi cơ bản ở tuần hoàn thai nhi lúc sinh được mô tả trong mối liên quan với những bất thường bẩm sinh của ống động mạch và lỗ bầu dục mà tồn tại trong suốt cuộc sống của một ít người.

Bệnh thiếu máu cơ tim

Tắc động mạch vành cấp tính thường xuyên xảy ra người có tiền sử bệnh tim mạch, xơ vữa động mạch nhưng hầu như không bao giờ ở một người với một tuần hoàn mạch vành bình thường.

Tiêu cự của thấu kính: nguyên lý quang học nhãn khoa

Các tia sáng đi đến thấu kính hội tụ không phải là một chùm tia song song mà là phân kì bởi vì nguồn phát các tia sáng không đặt xa thấu kính đó.

Cử động định hình của mắt: cử động làm cho mắt tập trung

Vận động chú ý tự ý được điều hòa bởi một vùng vỏ não ở hai bên vùng tiền vận động của thùy trán. Mất chức năng hai bên hoặc tổn thương vùng này gây khó khăn cho việc mở khóa mắt.

Kích thích: quá trình khởi đầu cho điện thế màng tế bào hoạt động

Kích thích điện âm yếu có thể không có khả năng kích thích một sợi. Tuy nhiên, khi điện áp của sự kích thích được tăng lên, tới một điểm mà tại đó sự kích thích không diễn ra.

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.

Điều hòa thần kinh của lưu lượng máu ống tiêu hóa

Sự kích thích hệ thần kinh phó giao cảm dẫn truyền tới dạ dày và đại tràng làm tăng lượng máu tại chỗ trong cùng một lúc và làm tăng hoạt động bài tiết của tuyến.

Sinh lý tiêu hóa ở miệng và thực quản

Nhai là hoạt động cơ học của miệng có tác dụng nghiền xé thức ăn và trộn đều thức ăn với nước bọt. Nhai là một động tác nửa tự động, có lúc nhai được thực hiện tự động nhưng có khi được thực hiện chủ động.

Chức năng của progesterone

Progesteron cũng làm gia tăng chế tiết ở niêm mạc lót bên trong vòi Fallope. Những sự chế tiết này rất quan trọng trong việc cung cấp dinh dưỡng cho noãn tồn tại và phân chia khi nó di chuyển trong vòi Fallope trước khi làm tổ ở tử cung.

Vận chuyển hormone trong máu

Các hormone tan trong nước được hòa tan vào huyết tương và được vận chuyển từ nơi chúng được tạo ra đến các mô đích, tại đó chúng sẽ khuếch tán khỏi lòng mao mạch, đi vào khoang dịch kẽ.

Các receptor ở các cơ quan đích hệ giao cảm và phó giao cảm

Các receptor nằm ở mặt ngoài của màng tế bào. Sự bám của các chất dẫn truyền thần kinh vào các receptor gây ra sư thay đổi về hình dạng trong cấu trúc của phân tử protein. Kế tiếp, phân tử protein bị biến đổi sẽ kích thích hoặc ức chế tế bào.

Chức năng hành vi của vùng dưới đồi và cấu trúc liên kết với hệ limbic

Cùng với chức năng thực vật và nội tiết, sự kích thích hay thương tổn vùng dưới đồi cũng gây ảnh hưởng lớn đến hành vi cảm xúc của động vật và con người. Một số ảnh hưởng  hành vi do sự kích thích vùng dưới đồi.

Trở kháng thành mạch với dòng máu của hệ tuần hoàn

Trở kháng là sự cản trở với dòng máu trong mạch, không thể đo bằng phương tiện trực tiếp, chỉ được tính từ những công thức, phép đo của dòng máu và sự chênh lệch áp lực giữa 2 điểm trên mạch.

Cảm giác thân thể: con đường dẫn truyền vào hệ thần kinh trung ương

Các thông tin cảm giác từ các phân đoạn thân thể của cơ thể đi vào tủy sống qua rễ sau của dây thần kinh sống. Từ vị trí đi vào tủy sống và sau là đến não, các tín hiệu cảm giác được dẫn truyền qua một trong 2 con đường thay thế.

Chuyển hóa khoáng chất trong cơ thể

Số lượng trong cơ thể của các khoáng chất quan trọng nhất, và nhu cầu hằng ngày được cung cấp gồm magnesium, calcium, phosphorus, sắt, những nguyên tố vi lượng.

Chức năng của Lipoproteins trong vận chuyển Cholesterol và Phospholipids

Hầu hết các lipoprotein được hình thành ở gan, đó cũng là nơi mà hầu hết các cholesterol huyết tương, phospholipid và triglycerides được tổng hợp.

Cơ bắp trong tập thể thao: sức mạnh, năng lượng và sức chịu đựng

Người đàn ông được cung cấp đầy đủ testosterone hoặc những người đã tăng cơ bắp của mình thông qua một chương trình tập luyện thể thao sẽ tăng sức mạnh cơ tương ứng.

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.

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.

Vai trò của ion canxi trong co cơ

Nồng độ Ca nội bào tăng khi Ca++ đi vào trong tế bào qua kênh Ca trên màng tế bào hoặc được giải phóng từ lưới cơ tương. Ca++ gắn với camodulin (CaM) trở thành phức hợp Ca++-CaM, hoạt hóa chuỗi nhẹ myosin kinase.

Sinh lý thần kinh bán cầu đại não

Để nghiên cứu các vùng chức năng của vỏ não, người ta phân chia vỏ não theo nhiều cách khác nhau. Trong đó, cách phân chia vỏ não thành 50 vùng đánh số từ 1 đến 50 của Brodmann là thông dụng hơn cả.

Phức bộ QRS: trục điện thế trung bình của tâm thất và ý nghĩa

Trục điện thế của tim thường được ước lượng từ chuyển đạo lưỡng cực chi hơn là từ vector điện tim. Hình dưới là phương pháp ước lượng trục điện thế của tim.