Sinh hóa cơ và sự co cơ

SINH HÓA TDTT - TRƯỜNG ĐẠI HỌC TDTT III ĐÀ NẴNG SINH HÓA CƠ VÀ SỰ CO CƠ. I. CHỨC NĂNG VÀ CẤU TRÚC CỦA SỢI CƠ: 1. Chức năng của sơi cơ: - Phát triển sức căng và sự co rút nhằm đảm bảo các hoạt động đa dạng của cơ thể nhờ sự biến đổi trực tiếp năng lượng hóa học thành công cơ học. - Dưới góc độ sinh hóa, cơ là cỗ máy phân tử biến đổi năng lượng, trong đó cơ vân (cơ xương) được quan tâm hơn cả. 2. Cấu trúc sợi cơ vân: Mỗi sợi cơ là một tế bào dài, hình trụ, đa nhân, đường kính hàng chục đến hàng trăm nm. Có cấu trúc như một tế bào điển hình gồm. + Màng cơ (Sarcolemna): Cấu tạo 2 lớp, bản chất lipoprotein, bên ngoài có nhánh tận cùng của neutron vận động và các mạch máu nuôi cơ, màng cơ có 4 chức năng chính. SINH HÓA TDTT - TRƯỜNG ĐẠI HỌC TDTT III ĐÀ NẴNG - Ngăn cách và bảo vệ. - Tạo lực đàn hồi - Thẩm thấu có chọn lọc các chất theo cơ chế thụ động và tích cực. - Dẫn truyền xung động thần kinh. SINH HÓA TDTT - TRƯỜNG ĐẠI HỌC TDTT III ĐÀ NẴNG Ở một số vị trí, màng cơ được gấp nếp sâu vào trong sợi cơ để tạo thành hệ thống ống ngang, liên kết với mạng lưới nội bào (lưới cơ tương) tạo thành các kênh dẫn và bể chứa → dẫn truyền xung động thần kinh và vận chuyển dinh dưỡng, Ca2+ . SINH HÓA TDTT - TRƯỜNG ĐẠI HỌC TDTT III ĐÀ NẴNG + Cơ tương (Sarcoplasma): Bản chất là protid dạng keo, vai trò cung cấp nguyên liệu và enzym chuyển hóa. Trong cơ tương có các bào quan với các chức năng khác nhau: Ty thể, thể golgi, lưới nội chất, ribosom...và đặc biệt là tơ cơ. SINH HÓA TDTT - TRƯỜNG ĐẠI HỌC TDTT III ĐÀ NẴNG + Tơ cơ (Myofibril): Nằm song song với nhau và dọc theo chiều dài của sợi cơ, đường kính khoảng 1 – 2nm. Ở người không tập luyện tơ cơ nằm phân tán, ở cơ thể có tập luyện chúng tập trung thành từng bó. Trong tơ cơ có 2 loại sợi tơ cơ: SINH HÓA TDTT - TRƯỜNG ĐẠI HỌC TDTT III ĐÀ NẴNG - Sợi tơ cơ dày (xơ dày): Dài 1500nm, đường kính 11 – 14nm, được tạo thành từ các phân từ actin. Sự xắp xếp đan xen giữa xơ dày và xơ mỏng tạo thành các đĩa sáng và đĩa tối xen kẽ nhau, ở giữa đĩa sáng có vạch Z, khoảng cách giữa 2 vạch Z được gọi là ô cơ (sarcomer). Như vậy trên mỗi tơ cơ gồm có nhiều ô cơ nối tiếp nhau. SINH HÓA TDTT - TRƯỜNG ĐẠI HỌC TDTT III ĐÀ NẴNG 3. Phân loại sợi cơ (3 loại): Sợi cơ đỏ co chậm: Sử dụng năng lượng ưa khí. Sợi cơ trắng co nhanh: Sử dụng năng lượng yếm khí. Sợi cơ trung gian: Sử dụng năng lượng hỗn hợp. SINH HÓA TDTT - TRƯỜNG ĐẠI HỌC TDTT III ĐÀ NẴNG Các sợi cơ được điều khiển bởi các Neuron vận động khác nhau. Vì vậy mà bắt đầu hoạt động ở các thời điểm khác nhau và với tốc độ co cơ khác nhau. Các cơ khác nhau có tỷ lệ các loại sợi cơ khác nhau. SINH HÓA TDTT - TRƯỜNG ĐẠI HỌC TDTT III ĐÀ NẴNG II. THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA SỢI CƠ: 	Gồm 75% H2O. 25%chất khô, chủ yếu là protid. 	1. Protid của cơ: 	- Protid cơ tương: Chiếm 35% protid toàn phần, gồm: 	- Myogen: Là thành phần chính gồm Myoalbumin và protid enzyme. 	- Myoglobin (Mb): Là Protid mang màu, cấu tạo giống Hemogolbin (Hb), có vai trò tiếp nhận và dự trữ O2 từ HbO2 . SINH HÓA TDTT - TRƯỜNG ĐẠI HỌC TDTT III ĐÀ NẴNG * Protid tơ cơ: Chiếm 30 – 35% protid toàn phần. Cấu tạo 2 phần (đầu và đuôi), có hoạt tính với enzyme thủy phân ATP (myosin – ATPase). 	- Actin: Chiếm 10 – 14%, gồm các đơn phân tử hình cầu liên kết với nhau thành dạng sợi xoắn kép. Trên mỗi actin hình cầu có một trung tâm hoạt động, là nơi đầu của myosin khi cơ co. SINH HÓA TDTT - TRƯỜNG ĐẠI HỌC TDTT III ĐÀ NẴNG - Tropomyosin: Chiếm 10 – 15% protid toàn phần, nằm dọc trên rãnh xoắn của sợi actin. - Troponin: Nằm rải rác trên sợi actin, gắn với phần đầu của tropomyosin, có tác dụng phong tỏa trung tâm hoạt động của actin, ngăn cản của sự kết hợp của myosin và actin. SINH HÓA TDTT - TRƯỜNG ĐẠI HỌC TDTT III ĐÀ NẴNG 2. Các chất khác: 	* Các chất chứa nitơ: ATP, ADP, AMP, GTP, CP, creatin, carnozin...) 	* Các chất không chứa nitơ. 	- Glycogen ( 0,2 – 3%) 	- Lipid (1%): Phospholipid, lipoprotein, lipid trung tính, cholesterol....chủ yếu cấu tạo màng. 	- Các muối vô cơ (1 – 1,5%): Ca2+, Mg2+, K+, Na+, PO43-... giữ vài trò điều hòa cân bằng điện giải, tạo điện thế màng. SINH HÓA TDTT - TRƯỜNG ĐẠI HỌC TDTT III ĐÀ NẴNG III. CƠ CHẾ SINH HÓA CỦA SỰ CO CƠ: 	1. Trạng thái thả lỏng: 	- Myosin liên kết với ATP ( M – ATP). 	- Actin liên kết với troponin (A – T). 	- Ca2+ liên kết với protid trong lưới cơ tương. 	TT HĐ của actin bị phong tỏa, Mg2+ ức chế myosin – ATPase. SINH HÓA TDTT - TRƯỜNG ĐẠI HỌC TDTT III ĐÀ NẴNG 2. Trạng thái co: 	Khi xuất hiện xung động thần kinh → giải phóng acetylcholine tại synap của neuron TK vận động → tạo điện thế hoạt động lan tỏa và bên trong sợi cơ gây nên các biến đổi hóa học: SINH HÓA TDTT - TRƯỜNG ĐẠI HỌC TDTT III ĐÀ NẴNG - Giải phóng Ca2+ từ bể chứa ở lưới cơ tương. 	- Ca2+ liên kết với troponin, giải phóng trung tâm hoạt động của actin. 	- Sự tương tác của myosin và actin kèm theo sự thủy phân ATP tạo năng lượng cho việc hình thành cầu nối và co cầu nối tạo công cơ học thông qua các phản ứng sau: SINH HÓA TDTT - TRƯỜNG ĐẠI HỌC TDTT III ĐÀ NẴNG M – ATP + A 	M – ATP – A 	(1) M – ATP – A + H2O M – ADP – A + Pi + công 	(2) M – ADP – A + ATP	M – ATP + A + ADP	(3) SINH HÓA TDTT - TRƯỜNG ĐẠI HỌC TDTT III ĐÀ NẴNG Sau khi tách cầu nối, nếu tiếp tục có xung động TK thì các phản ứng lại được lặp lại, duy trì sự co cơ. Nếu không có xung động Tk mới thì cơ được thả lỏng, Ca2+ được bơm trở lại lưới cơ tương, cản trở sự hình thành cầu nối mới. 	Khi cơ co, đầu của myosin đầy vuông góc với trung tâm hoạt động của actin làm sợi tơ cơ mỏng trượt trên sợi tơ cơ dày về phần giữa của ô cơ (Thuyết sợi trượt của H. Huxley). SINH HÓA TDTT - TRƯỜNG ĐẠI HỌC TDTT III ĐÀ NẴNG chóng ta cïng kiÓm tra