Hệ cơ

Có 3,519 lượt xem

HỆ CƠ

 

Mỗi cử động của cơ thể, từ cái chớp mắt của mí mắt cho đến cú nhảy lên trên không đều có thể thực hiện nhờ các cơ và gân – những cái duỗi cơ đóng một vai trò rất quan trọng trong việc truyền năng lương từ một cơ đến xương nó chuyển động. Đằng sau các hoạt động của chúng là các cơ cấu tinh vi phức tạp mà ngay cả khi thực hiện một động tác tưởng chừng đơn giản như quay đầu, lại là một loạt hoạt động phức tạp có liên quan đến não, các dây thần kinh và các cơ quan cảm giác.

CÁC CƠ

Có ba loại cơ khác nhau trong cơ thể. Thứ nhất là cơ xương hay cơ chủ động. Cùng với các cơ xương và gân, chịu trách nhiệm về mọi hình thái hoạt động có ý thức, chẳng hạn như chạy lên một dãy cầu thang và còn liên quan đến các phản ứng tự động được gọi là các phản xạ. Thứ hai là cơ trơn ( gọi như thế vì cách thức nó làm việc dưới kính hiển vi) đề cập đến chuyển động vô thức của các cơ quan bên trong như ruột, bàng quang…Thứ ba là cơ tim tạo nên kích thước chính của tim.

Các cơ chủ động còn được gọi là cơ vân (sợi) bởi vì cách sắp xếp các sợi tạo thành chúng làm cho chúng có sọc bên ngoài khi nhìn dưới kính hiển vi. Chúng tạo ra các tác động bằng cách làm rút ngắn chiều dài, một quy trình được gọi là sự co thắt. Chúng phải có khả năng tạo ra sự co thắt đột ngột, chớp nhoáng của da mà các cơ của chân tạo ra khi người nào đó nhảy lên trên không và để duy trì sự co thắt cố định nằm giữa cơ thể theo một tư thế riêng biệt.

Các cơ chủ động được phân bố khắp cơ thể, tạo nên một tỷ lệ rất lớn về trọng lượng của nó lên đến 25 % một em bé mới sinh. Chúng khá giống các lò xo được gắn ở nhiều điểm khác nhau của bộ xương và điều khiển sự chuyển động của các xương khác nhau, từ một cơ bàn đạp tí xíu hoạt động trên xương bàn đạp, một xương nhỏ bé trong tai giữa, cho đến cơ mông lớn khổng lồ tạo nên kích thước của mông và điều khiển khớp mông.

Ở cơ trơn hay cơ vô thức, mỗi sợi là một tế bào dài hình thoi. Cơ trơn không nằm trong ý thức kiểm soát của não, nhưng chịu trách nhiệm về co thắt cơ cần thiết trong các quá trình như tiêu hóa, nơi mà nhịp co bóp của ruột (nhu động) di chuyển thức ăn được tạo nên nhờ sự co thắt cơ trơn.

Cơ tim có một cấu trúc rất giống với cơ chủ động, nhưng các sợi thì ngắn và to tạo thành một tấm lưới dày đặc.

A. CẤU TRÚC CỦA CÁC CƠ :

Cơ chủ động có thể hình dung như một chuỗi bó sợi song song được gộp lại để tạo thành một đơn vị trọn vẹn. Nhỏ nhất trong các sợi này – đơn vị hoạt động cơ bản của cơ là các sợi actin và myosin, chúng quá nhỏ đến nỗi chỉ có thể nhìn thấy với sự trợ giúp của kính hiển vi điện tử. Chúng được tạo nên bằng các protein và đôi khi được gọi là các protein cơ. Một cơ rút ngắn khi các sợi myosin và actin cùng nhau kéo dọc theo chiều dài của chúng.

Các sợi này kết lại thành bó gọi là sợi nguyên cơ. Ở giữa chúng là các chất lắng đọng của nhiên liệu cơ dưới hình thức glycogen (một carbohydrate thường được gọi là tinh bột) và các xưởng năng lượng thông thường của tế bào, các ty lạp thể, nơi mà oxy và nhiên liệu thức ăn được đốt để tạo ra năng lượng.

Các sợi nguyên cơ được kết lại thêm nữa thành bó gọi là sợi cơ. Các sợi này thực sự là các tế bào cơ, với các nhân tế bào dọc theo mép bên ngoài của chúng. Mỗi sợi cơ có một sợi thần kinh đi vào , nó để gây nên tác động khhi cần thiết. Các sợi cơ tự chúng được kết hợp với nhau thành bó, trong một bao mô liên kết, khá giống chất cách điện bao quanh các sợi đồng của một dây cáp điện. Một cơ nhỏ có thể chỉ có một ít bó sợi, trong khi đó một cơ lớn như cơ mông lớn được tạo nên bởi hàng trăm bó.

Toàn bộ cơ được chứa trong một mang mô sợi. Nó có một chỗ phình to ở giữa và hai đầu thon dần, hoặc gân, mỗi đầu của nó được gắn vào một xương.

Cấu trúc của cơ trơn cho thấy sự sắp xếp của các sợi nhỏ và sợi cơ không theo thứ tự giống nhau, cơ trơn được tạo thành kiểu hình học phức tạp, nó gồm có các tế bào hình thoi được sắp xếp lỏng lẻo, mặc dù sự co thắt của nó vẫn phụ thuộc vào hoạt động của các sợi nhỏ actin và myosin.

Tuy nhiên, cấu trúc của cơ tim, khi được xem dưới kính hiển vi thì tương tự như cấu trúc của cơ chủ động, ngoại trừ các sợi hình thành một kiểu đan chéo nhau.

Trong cơ chủ động, các sợi nhỏ actin và myosin được kết lại thành các bó gọi là các sợi cơ lớn hơn. Các bó này là tế bào cơ có nhân dọc theo mép ngoài của chúng và chúng được bao bọc một màng mô liên kết.

B. CÁC CƠ HOẠT ĐỘNG NHƯ THẾ NÀO :

Các cơ xương hay cơ chủ động được làm cho hoạt động nhờ các dây thần kinh vận động trong dây cột sống – bó sợi thần kinh chạy xuống từ não qua một rãnh trong cột sống. Các dây thần kinh vận động này tách ra thành một số dây nhỏ, ở nơi mà chúng đi vào, hay phân bố thần kinh một cơ chủ động. Sau đó, mỗi dây nhỏ với một tế bào cơ khác nhau. Một xung lực điện chạy xuống dây thần kinh từ bộ não và đi đến đầu dây thần kinh cho phép một số lượng nhỏ hóa chất acetylcholine tỏa ra từ các hoạt động nhỏ.

Acetylcholine vượt qua khoảng cách rất nhỏ giữa các đầu mút thần kinh và cơ sẽ hạ xuống đến các vùng đặc biệt của bề mặt cơ được gọi là các thụ thể. Ngay khi thụ thể bị acetylcholine chiếm giữ thì cơ co lại sau đó, và vẫn ở trạng thái này với điều kiện là hóa chất còn tiếp xúc với thụ thể. Để đảm bảo rằng các cơ có thể giãn ra, một enzyme trunng hòa acetylcholine được đưa vào hoạt động.

Các động tác phản xạ đơn giản nhất xảy ra thông qua sự kích hoạt trực tiếp các dây thần kinh vận động bằng các tín hiệu đi đến dây cột sống từ các thụ thể cảm giác. Thí dụ, trong phản xạ “giật đầu gối”. Khi ta gõ nhẹ một cái ngay bên dưới xương che đầu gối sẽ nhận được cảm giác bởi các thụ thể bên trong, một trong những gân chạy ngang qua khớp gối. Các thụ thể này truyền tín hiệu đến dây cột sống và lần lượt kích hoạt các dây thần kinh vận động từ dây cột sống đến các cơ đùi. Vì thế, cơ đùi co lại nhanh chóng và phần dưới của chân giật mạnh về phía trước.

Trái lại, các chuyển động có ý thức của các cơ chủ động được khởi phát do các tín hiệu truyền từ não bộ xuống dây cột sống. Một số tín hiệu này có nhiệm vụ kích thích các dây thần kinh vận động riêng biệt và số khác chịu trách nhiệm đi xuống các cơ,như vậy một mẫu hình được tính toán ra sẽ khiến một số cơ co lại và số cơ khác giãn ra.

 

 

Các hoạt động của sợi nhỏ myosin và actin trong lúc co cơ là một quy trình phức tạp, trong đó một loạt các liên kết hóa học giữa chúng được liên tục hình thành và phá vỡ. Điều này đòi hỏi năng lượng được cung cấp do sự đốt oxy và nhiên liệu thức ăn trong các thy lạp thể và lưu trữ chuyển đổi như một hợp chất gọi là ATP (adenosine triphosphate) một chất rất giàu phosphate năng lượng cao. Quy trình co cơ được bắt đầu bằng một lưu lượng chất vôi (một trong những chất khoáng trong cơ thể) đi vào các tế bào cơ qua một chuỗi toàn bộ các ống nhỏ chạy giữa các sợi nguyên cơ được gọi là các vi tiểu quản.

Vào một thời điểm nhất định, một vài tế bào trong một cơ sẽ co, tạo cho cơ một mức độ căng thẳng hoặc trương lực. Khi các sợi cơ co đủ, toàn bộ cơ rút ngắn lại, làm giảm khoảng cách giữa các điểm gắn của nó – chúng có thể kéo nhưng không thể đẩy. Đối với chuyển động theo hướng đối ngược, một cơ khác phải được kích hoạt. Thí dụ, cơ hai đầu trong cánh tay trên có thể làm cong cùi chỏ, nhưng duỗi thẳng cánh tay được gây ra bởi một cơ khác, cơ ba đầu, ở mặt dưới của cánh tay trên. Các cơ như cơ hai đầu và cơ ba đầu được gọi là cơ đối kháng – chúng” hoạt động chống lại nhau”.

Cơ trơn cũng được cung cấp các dây thần kinh vận động. Tuy nhiên, thay vì một dây thần kinh vận động kích thích một tế bào cơ, nhưng sự kích thích lại lan đi theo một làn sóng trên một số tế bào. Ví dụ, tác động như làn sóng này giúp di chuyển thức ăn đi qua ruột.

Sự cơ co tim không phải do các dây thần kinh vận động tạo nên mà do các mạch từ một mô điều hòa nhịp đập đặc biệt bên trong tim. Các mạch nay đi qua tim khoảng 72 lần mỗi phút, khiến cho tim co lại và tống máu ra.

GÂN

Gân đóng một vài trò quan trọng trong nhiều chuyển động khác nhau. Về căn bản, một gân nối phần hoạt động hay thân của một cơ vào bộ phận thường là xương – có mục đích di chuyển. Sức mạnh của các sợi cơ co lại được tập trung vào và truyền qua gân, đạt được lực kéo trên bộ phận có liên quan và thế làm nó chuyển động.

Các gân chuyên về các động tác duỗi ra hay kéo dài các cơ và chúng được tạo nên bởi mô liên kết, kết các bó sợi cơ lại với nhau, nối liền và kéo dài cơ xa hơn như một dây không đàn hồi, rất cứng. Chúng có rất ít các đầu mút thần kinh và về cơ bản chúng là các mô không hoạt động, một ít ở trên đường cung cấp máu. Ở đầu này chúng được hình thành từ bụng cơ (chỗ cơ phình ra) và ở đầu kia chúng được buộc rất chặt vào xương mục tiêu, một số sợi của chúng thật sự gắn vào cấu trúc xương.

Một số gân nằm sát với bề mặt xương và có thể sờ thấy dễ dàng. Thí dụ các gân khoeo (gân nhượng chân), điều khiển cho đầu gối cong xuống nằm ở phía sau đầu gối. Các gân cũng thường được thấy ở nơi mà có nhiều khớp để chuyển động như một khoảng cách tương đối nhỏ, vì chúng chiếm chỗ ít hơn nhiều so với các cơ “nhiều thịt”. Như vậy cả hai mặt sau và trước của hai bàn tay và chân chứa đựng đầy đủ các bộ phận gân khác nhau. Các cơ tác động gân này được đặt hợp lý ở phía sau cánh tay và cẳng chân.

Một gân đặc biệt được thấy có liên quan đến mô cơ tạo nên thành (vách) tim và làm xảy ra hoạt động bơm của nó. Ở đây các dải mô liên kết sợi dày đặc hình thành các dải dẻo dai bên trong cơ tim, vừa tạo cho nó một cấu trúc vững chắc hơn vừa tạo thành các vòng chống đỡ chắc chắn ở các điểm mà các mạch máu lớn nối tới tim.

*. BAO GÂN:

Mục đích để chúng có thể chuyển động nhẹ nhàng và không có ma sát hay sự mài mòn nguy hiểm, các gân ở mắt cá (cổ chân) và cổ tay được bao bọc trong các bao tại những điểm mà chúng giao nhau hay tiếp xúc chặt chẽ với các cấu trúc khác nhau. Bao gân là một ống bọc ngoài hai lớp được thiết kế để cô lập, bảo vệ và bôi trơn gân sao cho khả năng tổn hại từ sức ép hoặc mài mòn giảm đến mức tối thiểu, khoảng trống giữa hai lớp bao gân chứa chất dịch để cho các lớp này lướt qua nhau dễ dàng.

Nhưng bộ máy con người không thể chịu đựng các động tác lặp đi lặp lại cùng một kiểu mà không bị tổn hại dưới hình thức viêm. Điều này là do khoảng thời gian nghỉ cần thiết cho dịch bôi trơn được bổ sung. Nếu việc này không xảy ra và hệ thống được hoạt động mà không có sự làm trơn đầy đủ, hai lớp bao gân bắt đầu cọ xát vào nhau và xơ ra. Lúc đó, vận động tiếp tục sẽ vừa bị đau vừa tạo ra âm thanh cót két được gọi là tiếng răng rắc. Đây là xuất phát điểm của tình trạng được gọi là viêm bao hoạt dịch gân. Việc sử dụng một bộ cơ cá biệt bất thường, đột ngột là đặc biệt có khả năng dẫn đến viêm bao hoạt dịch gân.