Sự vận động của tế bào cơ thể người

2020-05-26 03:00 PM

Yếu tố cần thiết của sự chuyển động là cung cấp năng lượng cần thiết để kéo tế bào về phía chân giả. Trong bào tương của tất cả tế bào là một lượng lớn protein actin.

Biên tập viên: Trần Tiến Phong

Đánh giá: Trần Trà My, Trần Phương Phương

Những kiểu vận động rõ ràng nhất của tế bào xảy ra trong cơ thể là của tế bào cơ xương, cơ tim, và cơ trơn, những phần chiếm tới 50% trọng lượng cơ thể.  Kiểu vận động khác - vận động kiểu amib và nhung mao- xảy ra ở những tế bào khác.

Chuyển động kiểu amib

Chuyển động kiểu amib là vận động của toàn bộ tế bào trong môi trường xung quanh, như là sự chuyển động của tế bào bạch cầu trong mô. Nó có tên như vậy dựa trên sự thật là amib cũng chuyển động theo cách này, và amib cung cấp những công cụ rất tốt cho việc nghiên cứu hiện tượng này.

Một cách điển hình, sự chuyển động của amib bắt đầu bằng sự thò ra của chân giả từ một đầu của tế bào. Chân giả lồi ra xa thân tế bào và tự nó đi đến những vùng khác trong mô, sau đó phần còn lại của tế bào được kéo đến vị trí của chân giả. Hình minh họa cho quá trình này, cho thấy một tế bào hình thon dài, tay phải của tế bào kết thúc bằng việc thò ra một chân giả. Màng tế bào ở đầu này liên tục di chuyển, sau đó màng ở tay trái tế bào liên tục đi theo tạo nên sự di chuyển của tế bào.

Chuyển động của ameboid bởi một tế bào

Hình. Chuyển động của ameboid bởi một tế bào.

Cơ chế của chuyển động kiểu amib

Hình trình bày nguyên lý chung của chuyển động kiểu nhung mao, về cơ bản, nó là kết quả của việc liên tục hình thành màng tế bào mới ở đầu chân giả và liên tục hấp thụ của màng ở phần giữa và phía sau của tế bào. 2 yếu tố khác ảnh hưởng tới sự chuyển động tới phía trước của tế bào. Yếu tố đầu tiên là sự gắn của chân giả vào những mô xung quanh do đó chúng được cố định ở phía trước, trong khi phần còn lại của tế bào được kéo tới điểm gắn. Sự gắn này là kết quả của receptor ở phía trong các túi xuất bào. Khi các túi này trở thành một phần của chân giả, chúng mở ra do đó các phần ở trong được lộn ra ngoài và các receptor lồi ra ngoài tế bào và gắn vào các phối tử ở mô xung quanh.

Ở đầu đối diện của tế bào, receptor tách khỏi điểm bám của nó và tạo thành các túi ẩm bào mới. Sau đó, trong tế bào, các túi này chảy tới đầu chân giả, ở đó chúng được sử dụng để tạo thành các màng chân giả mới.

Yếu tố cần thiết thứ hai của sự chuyển động là cung cấp năng lượng cần thiết để kéo tế bào về phía chân giả. Trong bào tương của tất cả tế bào là một lượng lớn protein actin. Hầu hết actin là một dạng phân tử đơn không thể chuyển động được, tuy nhiên, những phân tử này trùng hợp lại với nhau để tạo thành một mạng lưới sợi, và mạng lưới này co lại được khi chúng gắn với myosin. Toàn bộ quá trình này được cung cấp năng lượng bởi ATP. Cơ chế này xảy ra ở chân giả khi tế bào di chuyển, ở đó mạng lưới các sợi actin được hình thành trong các chân giả lớn. Sự co lại cũng xảy ra trong ngoại bào tương của tế bào, nơi mạng lưới actin hình thành từ trước đã xuất hiện bên dưới màng tế bào.

Những loại tế bào vận động kiểu amib

Những tế bào phổ biến nhất vận động theo kiểu amib trong cơ thể người là tế bào bạch cầu khi chúng rời khỏi máu vào các mô để tạo thành đại thực bào mô. Những loại tế bào khác cũng có thể di chuyển theo kiểu amib trong hoàn cảnh thích hợp. Ví dụ, các nguyên bào sợi di chuyển tới vùng bị tổn thương giúp sửa chữa tổn thương, và ngay cả các tế bào mầm của da, mặc dù thông thường hoàn toàn không có chân, di chuyển tới vùng da bị cắt để sửa chữa. Cuối cùng, sự vận động của tế bào đặc biệt quan trọng trong sự phát triển của phôi và thai sau sự thụ tinh của trứng. Ví dụ, tế bào phôi phải di chuyển một quãng đường dài từ nơi chúng được thụ tinh tới một khu vực khác trong khi có sự phát triển của những cấu trúc đặc biệt.

Kiểm soát vận động kiểu amib-hóa hướng động

Yếu tố khởi đầu quan trọng nhất của chuyển động kiểu amib là một quá trình gọi là hóa hướng động, là kết quả của sự xuất hiện các chất hóa học nào đó trong mô. Bất cứ chất hóa học nào gây ra sự hóa hướng động được gọi là chất hóa hướng động. Hầu hết tế bào chuyển động kiểu amib tới nguồn hóa hướng động-là chuyển động từ nơi có nồng độ thấp tới nơi có nồng độ cao-được gọi là hóa hướng động dương tính(positive). Một vài tế bào chuyển động rời ra nguồn chất hóa hướng dộng, gọi là hóa hướng động âm tính (negative).

Nhưng làm thế nào sự hóa hướng động kiểm soát được hướng của sự chuyển động? Mặc dù câu trả lời là không rõ ràng, chúng ta biết là phần tế bào gần nhất với các chất hóa hướng động phát triển màng tế bào làm lồi ra các chân giả.

Lông chuyển và chuyển động kiểu lông chuyển

Loại chuyển động thứ hai của tế bào, chuyển động kiểu lông chuyển, là chuyển động như roi của vi nhung mao trên bề mặt tế bào. Kiểu chuyển động này xảy ra chủ yếu ở 2 nơi trong cơ thể người: ở bề mặt của biểu mô đường hô hấp và mặt trong của ống dẫn trứng của cơ quan sinh sản. Ở khoang mũi và đường hô hấp dưới, chuyển động kiểu roi của vi nhung mao làm cho lớp chất nhầy chuyển động với tốc độ khoảng 1cm/phút tới họng, bằng cách này làm sạch đương hô hấp. Tại ống dẫn trứng, vi nhung mao tạo nên sự chuyển chậm chạp của dịch vòi trứng tới khoang tử cung, chuyển động này của dịch vận chuyển trứng từ buồng trứng tới tử cung.

Như hình, vi nhung mao xuất hiện dưới dạng một sợi nhọn, thẳng hoặc cong, lồi ra khoảng 2-4 micrometer từ bề mặt tế bào. Thường có rất nhiều vi nhung mao lồi ra từ một tế bào-ví dụ, khoảng 200 lông trên bề mặt mỗi tế bào biểu mô đường hô hấp. vi nhung mao được tạo ra bởi sự lồi ra của màng tế bào, và nó được hỗ trợ bởi 11 ống vi quản-9 ống kép nằm quanh chu vi của vi nhung mao và 2 ống đơn ở trung tâm, như được minh họa trên mặt cắt ngang ở hình. Mỗi vi nhung mao là phần lồi ra của một cấu trúc nằm ngay bên dưới màng tế bào, được gọi là thân của vi nhung mao.

Phần đuôi của tinh trùng cũng giống như vi nhung mao, trên thực tế, nó cũng có cùng cấu trúc và cùng cơ chế co. Đuôi tinh trùng, tuy vậy, dài hơn nhiều và chuyển động theo song hình sin thay cho chuyển động kiểu roi.

Ở hình, sự chuyển động của vi nhung mao được trình bày. Vi nhung mao chuyển động nhanh với tần số 10-20 lần mỗi giây, uốn cong rõ ràng ở nơi nó lồi ra khỏi bề mặt tế bào. Sau đó chúng chuyển động từ từ về vị trí ban đầu của nó. Sự chuyển động đột ngột về phía trước như roi đẩy lớp dịch gần sát tế bào đi cùng chiều với chuyển động của vi nhung mao, sự chuyển động chậm chạp về vị trí ban đầu của vi nhung mao gần như không ảnh hưởng tới lớp dịch. Kết quả là, lớp dịch liên tục bị đẩy đi cùng chiều với chiều chuyển động nhanh. Vì hầu hết tế bào có một lượng lớn vi nhung mao trên bề mặt và bởi vì tất cả vi nhung mao chuyển động cùng chiều, nên nó làm lớp dịch chuyển động từ một nơi trên bề mặt tới một nơi khác.

Cấu trúc và chức năng của cilium

Hình. Cấu trúc và chức năng của cilium.

Cơ chế của chuyển động kiểu vi nhung mao. Mặc dù không phải tất cả khía cạnh của chuyển động kiểu vi nhung mao được biết, chúng ta nhận thấy những điều sau: đầu tiên, 9 ống kép và 2 ống đơn đều nối với nhau bằng một phức hợp protein nối ngang, tất cả phức hợp ống và protein nối này được gọi là sợi trục. Thứ hai, ngay cả sau khi loại bỏ màng và phá hủy những yếu tố bên cạnh sợi trục, vi nhung mao vẫn có thể di động trong những điều kiện thích hợp. Thứ ba, 2 điều kiện cần thiết cho sự vận động của sợi trục sau khi loại bỏ những cấu trúc khác của vi nhung mao là: (1) sự có sẵn của ATP và (2) điều kiện ion thích hợp, đặc biệt là nồng độ thích hợp magie và calci. Thứ tư, trong chuyển động về phía trước của vi nhung mao, những ống kép ở cạnh trước trượt ra ngoài tới đầu của vi nhung mao, trong khi những ống ở phía sau nằm nguyên tại vị trí. Thứ năm, những protein cánh tay bao gồm protein dynein, có enzyme hoạt hóa ATP (ATPase), nhô ra từ mỗi ống kép tới những ống kép liền kề.

Từ những thông tin cơ bản này, có thể xác định rằng năng lượng được giải phóng từ ATP trong sự tiếp xúc với cánh tay ATPase dynein làm cho đầu cánh tay bò rất nhanh dọc theo bề mặt những ống kép liền kề. Nếu những ống phía trước bò ra ngoài, trong khi những ống phía sau đứng nguyên tại chỗ, sự bẻ cong xảy ra.

Cách mà những vi nhung mao được kiểm soat vẫn chưa được hiểu. Vi nhung mao ở một vài tế bào bất thường về di truyền không có 2 ống đơn ở trung tâm, và những lông này không chuyển động được. Do đó, người ta cho rằng có một số tín hiệu nào đó, có thể là tín hiệu điện hóa, được truyền dọc theo 2 ống trung tâm này để hoạt hóa cánh tay dynein.

Bài viết cùng chuyên mục

Sinh lý học thính giác và bộ máy thăng bằng (tiền đình)

Tai ngoài có loa tai và ống tai ngoài. Loa tai ở người có những nếp lồi lõm, có tác dụng thu nhận âm thanh từ mọi phía mà không cần xoay như một số động vật.

Áp lực thủy tĩnh mao mạch

Dịch đã được lọc vượt quá những gì được tái hấp thu trong hầu hết các mô được mang đi bởi mạch bạch huyết. Trong các mao mạch cầu thận, có một lượng rất lớn dịch.

Các yếu tố điều chỉnh lượng thực phẩm ăn vào cơ thể

Sự điều chỉnh lượng thức ăn ăn vào có thể được chia thành điều chỉnh ngắn hạn, nó quan tâm chủ yếu tới việc hạn chế lượng thức ăn trong một bữa, và điều chỉnh dài hạn, kiểm soát chủ yếu là duy trì số lượng bình thường dự trữ năng lượng trong cơ thể.

Block nút nhĩ thất: chặn đường truyền tín hiệu điện tim

Thiếu máu nút nhĩ thất hoặc bó His thường gây chậm hoặc block hẳn dẫn truyền từ nhĩ đến thất. Thiếu máu mạch vành có thể gây ra thiếu máu cho nút nhĩ thất và bó His giống với cơ chế gây thiếu máu cơ tim.

Vai trò của các nhân não và tiền đình: nâng đỡ cơ thể chống lại trọng lực

Các nhân lưới được chia làm 2 nhóm chính: các nhân lưới ở cầu não, nằm ở phía sau bên của cầu não và kéo dài tới hành não, các nhân lưới ở hành não, kéo dài suốt toàn bộ hành não, nằm ở cạnh đường giữa.

Sinh lý nội tiết vùng dưới đồi

Các nơron vùng dưới đồi bài tiết các hormon giải phóng RH và các hormon ức chế IRH có tác dụng ức chế hoặc kích thích hoạt động thùy trước tuyến yên.

Dẫn truyền tín hiệu cường độ đau trong bó thần kinh: tổng hợp theo không gian và thời gian

Các mức khác nhau của cường độ có thể được truyền đi hoặc bằng việc sử dụng số lượng lớn hơn các sợi dẫn truyền song song hoặc bằng việc gửi đi nhiều điện thế hoạt động hơn dọc một theo sợi thần kinh.

Adenosine Triphosphate là đơn vị tiền tệ năng lượng của cơ thể

Adenosine triphosphate móc xích cần thiết giữa chức năng sử dụng và sản xuất năng lượng của cơ thể. Vì lý do này, ATP được gọi là đơn vị tiền tệ năng lượng của cơ thể.

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.

Cân bằng dinh dưỡng trong cơ thể

Ngay lập tức sau một bữa ăn gồm cả carbohydrates, protein và chất béo, phần lớn thức ăn được chuyển hóa là carbohydrates, vì thế thương số hô hấp tại thời điểm đó tiệm cận một.

Khuếch tán qua màng mao mạch: trao đổi nước và các chất giữa máu và dịch kẽ

Khuếch tán các phân tử nước và chất tan có chuyển động nhiệt di chuyển ngẫu nhiên theo hướng này rồi lại đổi hướng khác. Các chất hòa tan trong lipid khuếch tán trực tiếp qua các màng tế bào ở lớp nội mạc của các mao mạch.

Sự tạo thành ảnh của thấu kính hội tụ: nguyên lý quang học nhãn khoa

Trong thực tế, bất cứ đồ vật gì đặt ở trước thấu kính, đều có thể xem như một nguồn phát ánh sáng. Một vài điểm sáng mạnh và một vài điểm sáng yếu với rất nhiều màu sắc.

Nguyên nhân gây ngoại tâm thu: rối loạn nhịp tim

Ngoại tâm thu thường xuyên gặp trong thông buồng tim, ngoại tâm thu cũng xảy ra khi đứa catheter vào trong buồng thất phải và chén ép nội tâm mạc.

Vòng phản xạ thần kinh: với các tín hiệu đầu ra kích thích và ức chế

Các sợi đầu vào kích thích trực tiếp lên đường ra kích thích, nhưng nó kích thích một nơ-ron ức chế trung gian (nơron 2), là nơ-ron tiết ra một loại chất dẫn truyền thần kinh khác để ức chế đường ra thứ hai từ trạm thần kinh.

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.

Nghiên cứu chức năng hô hấp: ký hiệu và biểu tượng thường sử dụng trong thăm dò

Sử dụng các ký hiệu này, chúng tôi trình bày ở đây một số bài tập đại số đơn giản cho thấy một số mối quan hệ qua lại giữa các thể tích và dung tích phổi, nên suy nghĩ thấu đáo và xác minh những mối tương quan này.

Sinh lý sinh dục nữ giới

Cơ quan sinh dục nữ gồm: (1) buồng trứng, (2) vòi trứng, (3) tử cung, (4) âm đạo và (5) âm hộ. (6) Tuyến vú cũng được xem là một phần của cơ quan sinh dục nữ (hình).

Cung lượng tm: sự điều chỉnh thông qua tuần hoàn tĩnh mạch - nguyên lý Frank - starling

Dưới điều kiện sinh lý bình thường, cung lượng tim được kiểm soát bằng các yếu tố ngoại biên, được xác định bởi tuần hoàn tĩnh mạch.

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.

Kiểm soát nhiệt độ cơ thể bởi sự cân bằng giữa sinh nhiệt và mất nhiệt

Khi mức nhiệt sinh ra trong cơ thể cao hơn mức nhiệt mất đi, nhiệt sẽ tích lũy trong cơ thể và nhiệt độ của cơ thể tăng lên. Ngược lại, khi nhiệt mất đi nhiều hơn, cả nhiệt cơ thể và nhiệt độ của cơ thể đều giảm.

Các van tim ngăn sự quay lại của dòng máu kỳ tâm thu

Đặc điểm giải phẫu của van động mạch chủ và van động mạch phổi phải được cấu tạo với một mô sợi đặc biệt mạnh mẽ nhưng cũng phải rất mềm dẻo để chịu đựng được thêm gánh nặng vật lý.

Dẫn truyền thị giác: đường dẫn truyền từ hai võng mạc đến vỏ não thị giác

Đường dẫn thị giác có thể được chia sơ bộ thành một hệ thống cũ tới trung não và nền não trước và một hệ thống mới để truyền trực tiếp tín hiệu hình ảnh về vỏ não thị giác ở thùy chẩm.

Phản xạ gấp và phản xạ rút lui khỏi vật kích thích

Các thông tin khởi phát phản xạ rút lui không được truyền trực tiếp vào neuron sừng trước tủy sống mà thay vào đó trước tiên được truyền vào các neuron liên hợp, rồi mới vào neuron vận động.

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.

Chất dẫn truyền thần kinh: đặc điểm của nhóm phân tử lớn

Sự hình thành các chất dẫn truyền nhóm phân tử lớn này phức tạp hơn, nên số lượng của chúng nhỏ hơn so với nhóm phân tử nhỏ.