Lượng sợi actin và myosin chồng lên nhau quyết định tăng lực co bóp khi co cơ

2020-07-27 01:22 PM

Toàn bộ cơ có một lượng lớn của mô liên kết ở trong nó; ngoài ra, các đơn vị co cơ trong các phần khác nhau của cơ không phải luôn luôn co bóp với cùng số lượng.

Biên tập viên: Trần Tiến Phong

Đánh giá: Trần Trà My, Trần Phương Phương

Hình cho thấy ảnh hưởng của chiều dài đơn vị co cơ và lượng sợi myosin-actin chồng lên nhau trên kích hoạt sự tăng lực co bóp bởi một sợi cơ co. Bên phải là mức độ khác nhau của sự chồng lên nhau của các sợi myosin và actin ở các chiều dài khác nhau đơn vị co cơ.

Tại điểm D trên biểu đồ, sợi actin đã được kéo hoàn toàn ra khỏi đầu của sợi myosin, không co actin-myosin chồng lên nhau. Tại điểm này, sự tăng lực co bóp bởi hoạt động cơ là bằng không. Sau đó, khi đơn vị co cơ rút ngắn và sợi actin bắt đầu chồng lên sợi myosin, lực co bóp tăng dần cho đến khi chiều dài đơn vị co cơ giảm đến khoảng 2,2μm. Tại điểm này, sợi actin đã chồng lên tất cả các cầu nối chéo của sợi myosin nhưng vẫn chưa đạt đến trung tâm của sợi myosin. Với sự rút ngắn hơn nữa, đơn vị co cơ duy trì nguyên lực co bóp cho đến khi đạt đến điểm B, ở đây một đơn vị co cơ có chiều dài khoảng 2μm. Tại điểm này, các đầu của hai sợi actin bắt đầu chồng lên nhau bên cạnh sự chồng lên các sợi myosin. Khi chiều dài đơn vị co cơ giảm từ 2μm xuống khoảng 1,65μm, tại điểm A, cường độ của co bóp giảm nhanh. Tại điểm này, hai đĩa Z của đơn vị co cơ tiếp xúc đầu của các sợi myosin. Sau đó, khi co bóp vẫn còn tiến hành với chiều dài đơn vị co cơ ngắn hơn, các đầu của các sợi myosin bị dúm lại và, như thể hiện trong hình, cường độ của co bóp tiến gần về không, nhưng đơn vị co cơ bây giờ đã co bóp đến chiều dài ngắn nhất của nó.

Sơ đồ kéo dài - lực co bóp đầy đủ

Hình. Sơ đồ kéo dài - lực co bóp đầy đủ, cho thấy cường độ co tối đa khi đơn vị co có chiều dài từ 2,0 đến 2,2 micromet. Ở phía trên bên phải là các vị trí tương đối của các sợi Actin và myosin ở các độ dài đơn vị co khác nhau từ điểm A đến điểm D.

Ảnh hưởng của chiều dài cơ trên lực co bóp trong cơ nguyên vẹn toàn bộ

Đường cong mô tả lực co bóp của cơ nguyên vẹn, toàn bộ cơ chứ không phải của một sợi cơ duy nhất.

Toàn bộ cơ có một lượng lớn của mô liên kết ở trong nó; ngoài ra, các đơn vị co cơ trong các phần khác nhau của cơ không phải luôn luôn co bóp với cùng số lượng. Do đó, đường cong có chiều hơi khác so với các thể hiện cho sợi cơ riêng lẻ, nhưng nó thể hiện cùng một dạng tổng quát cho sườn dốc trong phạm vi bình thường của co bóp, như đã nêu.

Lưu ý trong rằng khi cơ ở chiều dài nghỉ bình thường của nó, đó là tại một đơn vị co cơ co chiều dài khoảng 2μm, nó co vào lúc hoạt động với lực co bóp xấp xỉ tối đa. Tuy nhiên, sự tăng trong lực co bóp xảy ra trong suốt co bóp, gọi là lực co bóp hoạt động, giảm khi cơ bị kéo căng quá chiều dài bình thường của nó - đó là, đến một chiều dài của đơn vị co cơ lớn hơn khoảng 2,2μm. Hiện tượng này được chứng minh bởi sự giảm chiều dài của mũi tên trong hình tại chiều dài lớn hơn cơ bình thường.

Mối quan hệ của chiều dài cơ tới lực co bóp

Hình. Mối quan hệ của chiều dài cơ tới lực co bóp trong cơ ở cả trước và trong quá trình co cơ.

Sự liên quan của tốc độ của co bóp với mức tải

Một cơ vân co bóp nhanh chóng khi nó co mà không phải chống lại mức tải - đến một trạng thái co bóp đầy đủ trong khoảng trung bình 0,1s cho cơ. Khi mức tải được áp dụng, tốc độ của co bóp dần dần trở nên ít hơn khi tăng mức tải. Đó là, khi mức tải được tăng lên đến bằng với lực tối đa mà cơ có thể huy động, tốc độ của co bóp trở thành số không và co bóp không có kết quả, mặc dù co sự kích hoạt của sợi cơ.

Sự liên quan của mức tải đến tốc độ của co bóp trong một cơ vân

Hình. Sự liên quan của mức tải đến tốc độ của co bóp trong một cơ vân với một mặt cắt ngang của 1 centimet vuông và một chiều dài 8 cm.

Sự giảm tốc độ này của co bóp với mức tải gây ra bởi thực tế là một mức tải trên một cơ co bóp là một lực ngược lại mà đối kháng với lực co bóp gây ra bởi sự co cơ. Do đó, lực thực tế mà dùng được để gây ra tốc độ bị giảm ngắn lại vì lẽ đó.

Bài viết cùng chuyên mục

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.

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.

Điện thế hoạt động của tế bào thần kinh

Để tạo ra những tín hiệu thần kinh, điện thế hoạt động di chuyển dọc theo tế bào sợi thần kinh cho tới điểm kếtthúc của nó.

Sự phát triển của điện thế hoạt động

Yếu tố nào đó làm tăng đôi chút điện thế màng từ -90mV hướng tới mức bằng không, điện thế tăng cao sẽ gây ra việc mở một số kênh natri có cổng điện thế.

Kiểm soát lưu lượng mạch vành

Điều hòa lưu lượng máu. Lưu lượng máu trong động mạch vành thường được điều chỉnh gần như chính xác tương ứng với nhu cầu oxy của cơ tim.

Các bất thường của áp lực đẩy máu động mạch

Ở người hẹp van động mạch chủ, đường kính của van động mạch chủ khi mở bị hạn chế rõ ràng và áp lực mạch chủ đập cũng giảm rõ bởi vì dòng máu đi ra bị giảm khi qua van bị hẹp đó.

Hormon tuyến giáp làm tăng hoạt động chuyển hóa tế bào

Hormon tuyến giáp tăng hoạt động chuyển hóa ở hầu hết tất cả các mô trong cơ thể. Mức chuyển hóa cơ sở có thể tăng 100 phần trăm trên mức bình thường nếu hormon tuyến giáp được bài tiết nhiều.

Đo lưu lượng máu não và tác động của hoạt động não bộ trên lưu lượng máu não

Chứng minh tác động của hoạt động thần kinh tại chỗ trên lưu lượng máu não bằng cách chỉ ra sự gia tăng đặc hiệu lưu lượng máu vùng chẩm ghi lại trên não một con mèo khi chiếu ánh sáng mạnh vào mắt nó trong một phút rưỡi.

Chất co mạch: kiểm soát thể dịch của tuần hoàn

Khi hệ thống thần kinh giao cảm bị kích thích, tận cùng của hệ thống thần kinh giao cảm ở các mô riêng biệt giải phóng ra norepinephrine, kích thích tim và co tĩnh mạch và tiểu động mạch.

Hệ thống Purkinje tâm thất của tim: dẫn truyền nhanh

Sự truyền tải nhanh điện thế hoạt động bởi các sợi Purkinje được cho là gây ra bởi một tính thấm rất cao của các khoảng trống tiếp giáp ở các đĩa xen kẽ giữa các tế bào kế tiếp cấu tạo nên các sợi Purkinje.

Trí nhớ dài hạn của con người

Không có một ranh giới rõ ràng giữa loại kéo dài hơn của trí nhớ trung hạn và trí nhớ dài hạn thực sự. Sự khác biệt chỉ là một mức độ. Mặc dù, trí nhớ dài hạn thông thường được cho rằng là kết quả của sự thay đổi cấu trúc.

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.

Sự phát triển của hệ cơ quan thai nhi

Sự phát triển các tế bào trên mỗi cơ quan thường chưa được hoàn thiện và cần 5 tháng mang thai còn lại để phát triển hoàn toàn. Ngay cả lúc sinh, những cấu trúc nhất định, đặc biệt là hệ thần kinh, thận và gan, thiếu sự phát triển hoàn toàn, như được mô tả sau.

Hormone tăng trưởng (GH) thực hiện các chức năng thông qua các chất trung gian somatomedin

GH kích thích gan tạo ra các protein phân tử nhỏ gọi là somatomedin tác dụng mạnh làm tăng mọi phương diện phát triển của xương, một số tác dụng của somatomedin lên sự phát triển tương tự như các tác dụng của insulin lên sự phát triển.

Các phản xạ tự chủ của hệ thần kinh

Nhiều chức năng nội tạng của cơ thể được điều chỉnh bởi các phản xạ tự chủ. Một vài phản xạ của hệ tim mạch giúp kiểm soát huyết áp động mạch và tần số tim. Một trong nhưng phản xạ đó là phản xạ baroreceptor.

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

Cung lượng tim: chỉ số khi nghỉ ngơi và khi gắng sức

Cung lượng tim được điều chỉnh suốt cuộc đời thông qua chuyển hóa cơ bản chung của cơ thể. Vì vậy chỉ số cung lượng tim giảm biểu thị sự giảm hoạt động thể chất hay giảm khối cơ tương ứng với tuổi.

Cơ quan tiền đình: duy trì sự thăng bằng

Phần trên của hình biểu diễn mê đạo màng. Nó bao gồm phần lớn ốc tai màng (cochlea), 3 ống bán khuyên, 2 buồng lớn, soan nang (bầu tiền đình) và cầu nang (túi tiền đình).

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.

Adenosine Triphosphate: chất mang năng lượng trong chuyển hoá

Carbohydrat, chất béo, and protein đều được tế bảo sử dụng để sản xuất ra một lượng lớn adenosine triphosphate, là nguồn năng lượng chính cho mọi hoạt động của tế bào. Vì vậy, ATP được gọi là “chất mang năng lượng” trong chuyển hoá tế bào.

Tĩnh mạch: kho chứa máu chuyên biệt

Một phần nhất định của hệ tuần hoàn rất lớn và phức tạp đến nỗi chúng được gọi là các bể chứa máu chuyên biệt, các bể chứa này bao gồm lách, gan, tĩnh mạch chủ bụng, các mạng lưới đám rối tĩnh mạch.

Cảm giác tư thế: cảm giác cảm thụ bản thể

Sự nhận thức về tư thế, gồm cả động và tĩnh, phụ thuộc vào nhận biết về mức độ gập góc của tất cả các khớp trong các mặt phẳng và sự thay đổi tốc độ của chúng.

Phân ly oxy - hemoglobin: các yếu tố thay đổi và tầm quan trọng tới sự vận chuyển ô xy

pH giảm hơn giá trị bình thường từ 7,4 xuống tới 7,2; đồ thị phân ly Oxy- hemoglobin chuyển sang phải trung bình khoảng 15 %. Ngược lại, sự gia tăng pH từ bình thường 7,4 lên tới7,6 đường cong cũng chuyển sang trái một lượng tương tự.

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.

Tái nhận xung vòng vào lại: nền tảng của rung thất rối loạn điện tim

Đường đi dài gặp trong giãn cơ tim, giảm tốc độ dẫn truyền gặp trong block hệ thống Purkinje, thiếu máu cơ tim, tăng kali máu, thời gian trơ ngắn thường diễn ra trong đáp ứng với vài thuốc như epinephrine hoặc sau kích thích điện.