Cặp kích thích co cơ tim: chức năng của ion canxi và các ống ngang

2020-07-31 03:52 PM

Sức co bóp của cơ tim phụ thuộc rất lớn vào nống độ ion canxi trong dịch ngoại bào, một quả tim đặt trong một dung dịch không có canxi sẽ nhanh chóng ngừng đập.

Biên tập viên: Trần Tiến Phong

Đánh giá: Trần Trà My, Trần Phương Phương

Thuật ngữ “cặp kích thích - co cơ” muốn nói đến cơ chế mà nhờ đó điện thế hoạt động làm cho các tơ cơ trong cơ co lại. Một lần nữa, có sự khác biệt trong cơ chế này ở cơ tim ảnh hưởng quan trọng đến đặc trưng co bóp của cơ tim.

Giống như cơ vân, khi một điện thế hoạt động đi qua màng cơ tim, điện thế hoạt động lan rộng bên trong các sợi cơ tim theo suổt màng của các ống ngang (T). Điện thế hoạt động ở ống T lan truyền đến màng của các ống dọc cơ tương làm giải phóng ion canxi vào cơ tương từ các mạng nội cơ tương. Trong vài 1/1000 s khác, các ion canxi này khuếch tán vào các tơ cơ và xúc tác các phản ứng hóa học xúc tác cho sự trượt của các tơ actin và myosin dọc theo tơ cơ, làm cho cơ co.

Như vậy, cơ chế này của cặp kích thích - co cơ giống như ở cơ vân, nhưng có một tác dụng khá khác biệt. Hơn nữa để ion canxi được giải phóng vào cơ tương từ các túi của mạng nội cơ tương, ion canxi cũng tự khuếch tán vào cơ tương từ ống T trong thời gian xuất hiện điện thế hoạt động, khi mà kênh canxi phụ thuốc điện thế mở ra trong màng của ống T. Canxi đi vào tế bào sau đó hoạt hóa kênh giải phóng canxi, còn được gọi là kênh receptor ryanodin, trong màng của mạng nội cơ tương, làm giải phóng canxi vào cơ tương. Ion canxi trong cơ tương sau đó tác động qua lại với troponin để bắt đầu hình thành cầu nối và co lại.

Nếu không có canxi từ ống T, sức co bóp của cơ tim sẽ giảm đáng kể do mạng nội cơ tương của cơ tim phát triển kém hơn nhiều so với ở cơ vân và không dự trữ đu canxi để cung cấp cho toàn bộ sự co cơ. Tuy nhiên, các ống T của cơ tim có chu vi gấp 5 lần các ống ở cơ vân, có nghĩa là thể tích sẽ gấp 25 lần. Ngoài ra, mặt trong ống T có một lượng lớn mucopolysaccharid tích điện âm và bắt giữ một lượng dự trữ ion canxi dồi dào, để sẵn sàng khuếch tán vào trong các sợi cơ tim khi một ống T xuất hiện điện thế hoạt động.

Sức co bóp của cơ tim phụ thuộc rất lớn vào nống độ ion canxi trong dịch ngoại bào. Trong thực tế, một quả tim đặt trong một dung dịch không có canxi sẽ nhanh chóng ngừng đập. Lý do là lỗ mở của ống T mở trực tiếp qua màng tế bào cơ tim để vào khoảng gian bào, cho phép dịch ngoại bào ở kẽ cơ tim thấm qua ống T. Do đó, lượng ion canxi trong hệ thống ống T (ion canxi sẵn sàng cho cơ tim co bóp) phụ thuộc phần lớn vào nồng độ ion canxi ở dịch ngoại bào.

Ngược lại, sức co của cơ vân hầu như không chịu ảnh của sự thay đổi một cách vừa phải nồng độ canxi trong dịch ngoại bào bởi sức co cơ vân được tạo ra gần như toàn bộ nhờ ion canxi giải phóng từ mạng nội cơ tương bên trong sợi cơ vân.

Kết thúc giai đoạn cao nguyên của điện thế hoạt động ở tim, dòng canxi đi vào trong sợi cơ đột ngột ngừng lại, và ion canxi trong cơ tương nhanh chóng được bơm ra khỏi sợi cơ vào mạng nội cơ tương và khoảng dịch ngoại bào ở ống T. Sự vận chuyển canxi trở lại mạng nội cơ tương là nhờ sự hỗ trợ của một bơm canxi - adenosin photphat (ATPase). Ion canxi cũng được đẩy ra khỏi tế bào nhờ vận chuyển ngược chiều natri - canxi. Natri đi vào tế bào trong vận chuyển ngược này sau đó sẽ được đẩy ra ngoài tế bào bởi bơm natri - kali ATPase. Kết quả là sự co bóp ngừng lại cho đến khi có một điện thế hoạt động mới xuất hiện.

Thời gian co bóp

Cơ tim bắt đầu co một vài mili giây sau khi điện thế hoạt động bắt đầu và tiếp tục co đến một vài mili giây sau khi điện thế hoạt động kết thúc. Do đó, thời gian của sự co bóp cơ tim phần lớn là thời gian của điện thế hoạt động, bao gồm cả cao nguyên khoảng 0.2 s của cơ tâm nhĩ và 0.3 s của cơ tâm thất.

Các cơ chế của khớp nối kích thích-co thắt và thư giãn trong cơ tim

Hình. Các cơ chế của khớp nối kích thích-co thắt và thư giãn trong cơ tim. ATP, adenosine triphosphate.

Bài viết cùng chuyên mục

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.

Vùng dưới đồi: cơ quan đầu não của hệ limbic

Vùng dưới đồi, mặc dù kích thước nhỏ, chỉ vài cm (nặng khoảng 4 gram),  nhưng có 2 đường truyền tới tất cả cấu trúc của hệ limbic. Vùng dưới đồi và cấu trúc phụ liên quan gửi xung động đi ra theo 3 đường.

Quan hệ giữa vỏ não với đồi thị và trung tâm dưới vỏ về giải phẫu và chức năng

Các vùng của vỏ não liên hệ với các khu vực cụ thể của đồi thị. Những liên hệ này hoạt động theo hai chiều, gồm cả hướng từ đồi thị tới vỏ não và cả từ vỏ não trở lại, về cơ bản, cùng một khu vực đồi thị.

Vận chuyển thyroxine và triiodothyronine tới các mô

Hầu hết chu kỳ tiềm tàng và phát huy tác dụng của hormon có thể do gắn với protein cả trong huyết tương và trong tế bào mô, và bởi bài tiết chậm sau đó.

Dẫn truyền các tín hiệu vận động từ vỏ não tới các cơ

Sau khi rời vỏ não, bó này đi qua trụ sau của bao trong (giữa nhân đuôi và nhân bèo sẫm của nhân nền) và sau đó đi xuống thân não, tạo nên bó tháp ở hành não.

Tế bào: đơn vị cấu trúc và chức năng của cơ thể

Tế bào chỉ có thể sống, phát triển và thực hiện các chức năng của nó trong môi trường tập trung của oxygen, glucose, các ion, amino acid, chất béo và các chất cần thiết khác trong một môi trường.

Sinh lý bệnh của hormon tuyến cận giáp và vitamin D

Canxi và phosphate không được giải phóng từ xương, xương hầu như vẫn giữ nguyên chắc khỏe. Khi các tuyến cận giáp đột nhiên bị lấy mất, ngưỡng canxi trong máu giảm và nồng độ phosphate trong máu co thể tăng gấp đôi.

Huyết áp động mạch: kiểm soát bằng lợi liệu áp lực

Lượng dịch vào và ra phải cân bằng tuyệt đối,  nhiệm vụ này được thực hiện bởi điều khiển thần kinh và nội tiết và bởi hệ thống kiểm soát tại thận, nơi mà điều hòa bài tiết muối và nước.

Chức năng dự trữ máu của các tĩnh mạch

Các tĩnh mạch ngoại vi cũng có thể đẩy máu đi bằng cách cũng được gọi là “bơm tĩnh mạch” và chúng thậm chí cũng giúp điều hoà lượng máu ra từ tim.

Cấu trúc hóa học và sự chuyển hóa của các hormone

Cấu trúc hóa học và sự chuyển hóa của các hormone protein và polypeptide, các steroid, dẫn xuất của amino acid tyrosin.

Sự phát triển chưa hoàn thiện của trẻ sinh non

Hầu như tất cả hệ thống cơ quan là chưa hoàn thiện ở trẻ sinh non và cần phải chăm sóc đặc biệt nếu như đứa trẻ sinh non được cứu sống.

Giải phóng năng lượng từ Glucose theo con đường Pentose Phosphate

Con đường Pentose Phosphate có thể cung cấp năng lượng một cách độc lập với tất cả các enzym của chu trình citric acid và do đó là con đường thay thế cho chuyển hóa năng lượng khi có bất thường của enzym xảy ra trong tế bào.

Khuếch tán khí hô hấp: chênh lệch áp suất gây nên khuếch tán khí

Ngoài sự khác biệt áp suất, một số yếu tố khác ảnh hưởng đến tốc độ khuếch tán khí trong dịch, là độ tan của khí trong dịch, diện tích mặt cắt ngang của dịch, khoảng cách khí phải khuếch tán, trọng lượng của khí, và nhiệt độ dịch.

Hệ thần kinh trung ương: so sánh với máy tính

Trong các máy tính đơn giản, các tín hiệu đầu ra được điều khiển trực tiếp bởi các tín hiệu đầu vào, hoạt động theo cách tương tự như phản xạ đơn giản của tủy sống.

Điều hòa tuần hoàn: vai trò hệ thống thần kinh tự chủ

Phần quan trọng nhất của hệ thần kinh tự chủ đều hòa tuần hoàn là hệ thần kinh giao cảm, hệ thần kinh phó giao cảm cũng đóng góp một phần khá quan trọng.

Kiểm soát tích cực lưu lượng máu cục bộ

Cơ chế thay đổi chuyển hóa mô hoặc lượng oxy máu làm thay đổi dòng máu vẫn chưa được hiểu đầy đủ, nhưng 2 giả thuyết chính này đến nay đã được đưa ra: giả thuyết co mạch và giả thuyêt về nhu cầu oxy.

Hormone tuyến giáp làm tăng phiên mã số lượng lớn các gen

Hầu hết các tế bào cơ thể, lượng lớn các enzym protein, protein cấu trúc, protein vận chuyển và chất khác được tổng hợp, kết quả đều làm tăng hoạt động chức năng trong cơ thể.

Khoảng các từ vật tới mắt: xác định chiều sâu

Nếu ta đã biết một người nào đó cao 6 feet, ta có thể biết được người đó cách ta bao xa thông qua kích thước ảnh của người đó trên võng mạc.

Sự đào thải các hormone khỏi hệ tuần hoàn

Có hai yếu tố có thể làm tăng hoặc giảm nồng độ của các hormone trong máu, yếu tố là mức độ bài tiết hormone vào máu và yếu tố mức độ đào thải hormone ra khỏi máu.

Sinh lý điều hòa lưu lượng máu não

Lưu lượng máu não của một người trưởng thành trung bình là 50 đến 65 ml/100 gam nhu mô não mỗi phút. Với toàn bộ não là từ 750 đến 900 ml/ phút. Theo đó, não bộ chỉ chiếm 2% trọng lượng cơ thể nhưng nhận 15% cung lượng tim lúc nghỉ.

Hệ thống điều hòa của cơ thể

Nhiều hệ điều hòa có trong từng cơ quan nhất định để điều hòa hoạt động chức năngcủa chính cơ quan đó; các hệ thống điều hòa khác trong cơ thể lại kiểm soát mối liên hệ giữa các cơ quan với nhau.

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

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.

Dải cảm giác giữa: đặc điểm dẫn truyền và phân tích tín hiệu trong hệ thống cột tủy sau

Hầu như mọi con đường cảm giác, khi bị kích thích, làm phát sinh đồng thời các tín hiệu ức chế bên; những tín hiệu ức chế lan truyền sang các bên của tín hiệu kích thích và các nơ-ron ức chế lân cận.

Sự bài tiết huyết thanh và chất nhầy của nước bọt

Khi chất tiết chảy qua các ống dẫn, 2 quá trình vận chuyển tích cực chủ yếu diễn ra làm thay đổi rõ rệt thành phần ion trong dịch tiết nước bọt.

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.