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

So sánh tế bào trong cơ thể người với những dạng sống dưới tế bào

Những chất hóa học bên cạnh acid nucleic và những protein đơn giản trở thành những phần của sinh vật, và những chức năng chuyên biệt bắt đầu phát triển ở nhiều phần khác nhau của virus.

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.

Gen trong nhân tế bào kiểm soát tổng hợp protein

Tầm quan trọng DNA nằm trong khả năng kiểm soát sự hình thành của protein trong tế bào. Khi hai sợi của một phân tử DNA được tách ra, các bazơ purine và pyrimidine nhô ra ở mặt bên của mỗi sợi DNA.

Tác dụng của cortisol lên chuyển hóa carbohydrate

Tác dụng chuyển hóa của cortisol và glucocorticoid khác được biết nhiều nhất là tác dụng kích thích tạo đường mới tại gan, mức tăng tạo đường mới dưới tác dụng của cortisol có thể tăng từ 6 đến 10 lần.

Miễn dịch ở trẻ sơ sinh

Trẻ sơ sinh hiếm khi bị dị ứng. Tuy nhiên, vài tháng sau đó, khi kháng thể của nó bắt đầu được hình thành, những trạng thái dị ứng nặng có thể tiến triển.

Bài tiết hormone tăng trưởng (GH) của vùng dưới đồi, hormone kích thích tiết GH, và somatostatin

Hầu hết sự điều khiển bài tiết hormone GH có lẽ thông qua hormone GHRH hơn là hormone somatostatin, GHRH kích thích bài tiết GH qua việc gắn với các receptor đặc hiệu trên bề mặt màng ngoài của các tế bào tiết GH ở thùy yên trước.

Điều chỉnh nhanh huyết áp: vai trò của hệ thống thần kinh

Tính chất đặc biệt quan trọng của thần kinh điều chỉnh huyết áp là sự đáp ứng nhanh, bắt đầu ở giây đầu tiên và thường tăng huyết áp gấp 2 lần bình thường trong 5 đến 10 giây.

Sinh lý hoạt động ức chế

Mỗi khi có một kích thích mới và lạ, tác động cùng một lúc với kích thích gây phản xạ có điều kiện, thì phản xạ có điều kiện đó không xuất hiện.

Vận chuyển CO2 trong máu: các dạng vận chuyển và hiệu ứng Hanldane

Một lượng lớn CO2 đó có vai trò tạo nên sự cân bằng axit-bazơ của các chất dịch cơ thể. Dưới điều kiện bình thường khi nghỉ ngơi, trong mỗi 100 ml máu trung bình có 4ml CO2 được vận chuyển từ mô tới phổi.

Sinh lý phản xạ có điều kiện và không điều kiện

Bằng những công trình nghiên cứu trên hệ thần kinh trong nhiều năm, Pavlov đã phân biệt hai loại phản xạ: phản xạ không điều kiện và phản xạ có điều kiện.

Tủy sống: tổ chức hoạt động chức năng vận động

Mỗi đốt tủy có hàng triệu neurons trong chất xám. Đặt sang một bên các neuron trung gian truyền tín hiệu cảm giác, chúng ta có 2 loại neurons còn lại: neurons vận động tại sừng trước tủy sống và các neurons liên hợp.

Tăng huyết áp có angiotensin tham gia: gây ra bởi khối u tiết renin hoặc thiếu máu thận cục bộ

Một khối u của các tế bào cận cầu thận tiết renin xuất hiện và tiết số lượng lớn của renin, tiếp theo, một lượng tương ứng angiotensin II được hình thành.

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.

Rung thất: rối loạn nhịp tim

Rung thất gây ra bởi nhịp phát nhịp trong khối cơ thất, gây ra khử cực toàn cơ thất, tiếp sau đó là 1 nhịp khác, rồi tiếp tục, và cuối cùng điều hòa ngược chính nó để tái khử cưc khối cơ thất liên tục không ngừng.

Sự thích nghi của áp suất ô xy máu thấp và ảnh hưởng cấp của giảm ô xy máu

Một trong ảnh hưởng quan trọng nhất của giảm oxy máu là giảm nhận thức, gây nên giảm tư duy, trí nhớ, và hiệu suất của các vận động phức tạp.

Vùng dưới đồi điều khiển sự bài tiết của tuyến yên

Vùng dưới đồi là một trung tâm thu nhận thông tin liên quan đến các trạng thái của cơ thể, và những tín hiệu này được dùng để điều khiển sự bài tiết các hormone có tác dụng toàn thân từ tuyến yên.

Giải phóng năng lượng cho cơ thể bằng con đường kỵ khí - Đường phân kỵ khí

Lactic acid được tổng hợp trong quá trình đường phân kỵ khí không mất đi khỏi cơ thể bởi vì khi oxy đầy đủ trở lại, lactic acid có thể chuyền về thành glucose hoặc được sử dụng chính xác để giải phóng năng lượng.

Ảnh hưởng của insulin lên chuyển hóa carbohydrat

Tác dụng của insulin trong việc tăng cường nồng độ glucose bên trong tế bào cơ, trong trường hợp không có insulin, nồng độ glucose nội bào vẫn gần bằng không, mặc dù nồng độ glucose ngoại bào cao.

Thuốc kích thích hoặc ức chế neuron hậu hạch giao cảm và phó giao cảm

Các thuốc ngăn sự dẫn truyền từ các neuron tiền hạch tới các neuron hậu hạch bao gồm tetraethyl ammonium ion, hexamethonium ion, và pentolinium. Những thuốc này ngăn chặn sự kích thích của acetycholin.

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.

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.

Tín hiệu nội bào sau khi receptor hormone được kích hoạt

Nhiều loại mô khác nhau có cùng loại receptor nội bào giống nhau, tuy nhiên gen được kích thích bởi các receptor ở một số mô lại khác nhau.

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.

Một số rối loạn sinh lý thân nhiệt

Sốt là trạng thái tăng thân nhiệt xảy ra do điểm chuẩn bị nâng lên cao hơn bình thường. Khi đó, các đáp ứng tăng thân nhiệt xuất hiện và đưa thân nhiệt tăng lên bằng điểm chuẩn mới gây nên sốt.

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.