Đặc điểm cấu trúc - chức năng

Cơ trơn có ở thành các tạng rỗng (ống tiêu hoá, phế quản, bàng quang, tử cung, mạch máu) và ở một số nơi khác như mống mắt, thể mi.

Tế bào cơ trơn dài (10-500 mm), mảnh (5 – 10 mm) và chỉ có một nhân, không có các vạch sẫm tối và hệ thống ống T. Bề mặt của tế bào cơ trơn có những chỗ lõm vào làm tăng diện tích của tế bào. Tế bào cơ trơn nhỏ nên kích thích từ bề mặt tế bào có thể đi tới các thành phần co bên trong tế bào mà không cần đến hệ thống ống T. Tốc độ co của cơ trơn chậm hơn của cơ vân tới 100 lần.

> Cơ trơn không có sarcomere, cấu trúc tương đương với vạch Z của cơ vân là các thể đặc (alpha actinin). Các xơ mảnh gắn vào các thể đặc; một số thể đặc bám vào màng tế bào, một số lơ lửng trong bào tương. Xơ dày có myosin, còn xơ mảnh có actin và tropomyosin nhưng không có troponin.

> Dọc trên sợi trục của các nơron giao cảm và phó giao cảm nằm trong khối cơ trơn có các cúc trong đó có các bọc nhỏ chứa chất truyền đạt thần kinh. Giữa các cúc giao cảm và phó giao cảm với sợi cơ có những chỗ tiếp xúc vài nm - mm có vai trò như synap thần kinh – cơ vân, các chất truyền đạt thần kinh đi vào dịch kẽ, khuếch tán đến tế bào cơ trơn và gây hiệu ứng kích thích hay ức chế phụ thuộc vào receptor có trên màng tế bào cơ trơn.

Chú thích
Bọc chứa chất truyền đạt thần kinh       Ti thể
Sợi trục của neuron trước hạch thần kinh tự chủ
Varicosity
Các variosity                       Tế bào cơ trơn

Cơ chế co cơ trơn

   a. Cơ co                                                                  b. Cơ giãn

Calci đi vào trong tế bào cơ trơn do:

• Mở các kênh calci trên màng do gắn chất truyền đạt thần kinh vào receptor.
• Mở các kênh calci theo điện thế ở màng lưới nội bào.

Cơ trơn không có troponin, chất tiếp nhận ion calci trong tế bào là calmodulin. Phức hợp calmodulin-calci hoạt hóa myosin light chain kinase (MLCK). Đầu myosin được phosphoryl hóa tạo cầu nối với actin

Khi cơ giãn, calci được bơm ra khỏi tế bào và vào bên trong lưới nội bào, đầu myosin bất hoạt, rời khỏi actin, cơ trở về trạng thái giãn.

Chiều dài và lực co

Bình thường có một số cầu nối không còn được phosphoryl hóa vẫn gắn vào actin được gọi là cầu chốt (latch bridges), tác dụng vẫn duy trì được trương lực cơ với tiêu hao năng lượng thấp, làm lực co tối đa của cơ trơn thường lớn hơn của cơ vân.

Cơ trơn có khả năng co ngắn nhiều hơn so với cơ vân mà vẫn duy trì được lực co cơ hoàn toàn làm các tạng rỗng (bàng quang, ruột, mạch máu …) có thể thay đổi đường kính trong phạm vi rất lớn.

Chỉ sau vài giây hoặc vài phút co ngắn, cơ trơn ở các nơi này có khả năng trở lại ngay lực co ban đầu (ví dụ, áp suất trong bàng quang tăng đột ngột khi thể tích nước tiểu tăng nhưng chỉ sau 15 giây đến một phút thì áp suất trong bàng quang lại trở về gần mức ban đầu. Tốc độ co (tốc độ hình thành cầu nối) phụ thuộc vào sự phosphoryl hóa chuỗi nhẹ.

Điều hòa co cơ trơn

1. Hệ thống thần kinh tự chủ điều hòa sự co, giãn cơ trơn thông qua hoạt động của hệ thần kinh giao cảm và phó giao cảm với các chất truyền đạt thần kinh là acetylcholin và noradrenalin.

2. Điều hòa bằng hệ thống thể dịch

2.1. Các hormon như angiotensin II, serotonin, vasopressin, adrenalin… có ảnh hưởng lên cơ trơn, nhất là cơ trơn mạch máu. Các hormon có tác dụng kích thích gây co mạch gắn vào các receptor làm mở các kênh natri hoặc kênh calci nên gây khử cực. Các hormon có tác dụng ức chế  gây co mạch gắn vào các receptor làm đóng kênh natri và kênh calci hoặc làm mở kênh kali nên gây ưu phân cực.

2.2. Các yếu tố tại chỗ  như thiếu oxy, tăng nồng độ CO2, tăng nồng độ ion hydro, tăng ion kali, giảm ion calci, tăng acid lactic, các chất được sản xuất tại mô bị viêm như bradykinin, histamin… gây giãn cơ trơn, giãn mạch.

Đặc điểm cấu trúc - chức năng

Sợi cơ tim rộng khoảng 15 – 20 mm, dài khoảng 100 mm, dày khoảng 5 mm, vừa mang đặc điểm của cơ vân (có vân, có sarcomere…), vừa mang đặc điểm cơ trơn (chỉ có một nhân, nằm ở giữa, không có tấm vận động…).  Các tế bào cơ tim xếp nối nhau và dọc hai bên các sợi kề nhau có có những chỗ hòa màng tạo điều kiện truyền xung động dễ dàng từ sợi này sang sợi khác làm cơ tim hoạt động như một hợp bào.

Sợi cơ tim có ống T lớn hơn của cơ vân và nằm ở vạch Z chứ không nằm ở chỗ tiếp xúc giữa dải A và dải I. Lưới nội bào tiếp xúc với các ống T và màng tế bào.

Khác biệt chính giữa cơ vân và cơ tim

1. Cơ tim không có tấm vận động. Kích thích tới cơ tim lan truyền trong toàn bộ cơ tim theo định luật tất cả hoặc không. Khi điện thế hoạt động ở giai đoạn khử cực, kênh Na mở (0), ion natri từ ngoài vào. Ngay sau đó kênh Na đóng (1), kênh Ca mở ra, màng tế bào giảm tính thấm với K (2) gây hiện tượng duy trì điện thế cao nguyên. Giai đoạn 1-2, màng tế bào giảm tính thấm với natri, kali, tăng tính thấm với calci. Giai đoạn tiếp theo màng tế bào tăng tính thấm với K+, giảm tính thấm với Ca2+, khôi phục điện thế màng.

2. Cơ tim khó bị kéo dài hơn cơ vân. Với cùng một độ giãn thì lực tạo ra lúc co của cơ tim lớn hơn của cơ vân. Độ dài của một sarcomere cơ tim trước khi co phụ thuộc vào lượng máu về tim (luật Frank-Starling), lượng ion calci đi vào tế bào cơ tim.

3. Lực co của cơ tim có thể thay đổi theo thời gian của điện thế hoạt động, thay đổi theo dòng calci vào tế bào phụ thuộc:

- Adrenalin và noradrenalin làm tăng lượng calci đi vào trong tế bào, do đó làm tăng lượng calci được giải phóng khỏi lưới nội bào.

- Sự trao đổi ion natri -  calci: Ở giai đoạn tái cực, do hoạt động bơm Na+ - K+- ATPase tạo vận chuyển ngược chiều cứ 3 ion natri đi vào thì có một ion calci được vận chuyển ra khỏi tế bào. Ouabain và các glycosid ức chế bơm Na+ - K+- ATPase làm cho ion natri tích lại trong tế bào; làm giảm chênh lệch natri giữa trong và ngoài tế bào nên làm giảm sự trao đổi natri -  calci, kéo dài thời gian calci trong tế bào

Khi nồng độ Na+ ngoại bào tăng, tăng trao đổi calci gây giảm lực co cơ tim.

Dùng thuốc chẹn kênh calci làm giảm lượng calci vào tế bào để điều trị một số trường hợp tăng huyết áp.

4. Chiều dài và lực co. Thời gian điện thế hoạt động và thời gian Ca2+ nằm trong cơ tương gần như bằng nhau do đó không có hiện tượng cộng kích thích. Thời gian trơ của cơ tim dài và chấm dứt khi cơ tim sắp hết co do vậy cơ tim không bị co cứng như cơ vân.

Resource: Sinh lý học