Kiến thức thể hình cơ bản

Cấu tạo cơ bắp và 2 loại sợi cơ tạo nên sức mạnh và sức bền

Có những loại cơ bắp nào?

Mô cơ là mô được cấu tạo từ những tế bào cơ biệt hóa cao, có khả năng co duỗi, được gọi là tế bào cơ hay sợi cơ. Nhờ có khả năng co duỗi mà mô cơ giúp cho một số cơ quan, bộ phận cơ thể và cả cơ thể vận động được. Có 3 loại mô cơ gồm: cơ vân(cơ bám xương), cơ tim(sợi cơ ở tim) và cơ trơn(cấu tạo nên thành tạng rỗng như ống tiêu hóa, bàng quang, tử cung, mạch máu).

Cơ vân(cơ xương)

Cơ vân (còn gọi là cơ xương) là một trong ba loại cơ có trong cơ thể con người và nhiều động vật. Hầu hết các cơ xương, như tên gọi của nó chỉ ra, được gắn với cấu trúc xương và khi nó co giãn thì nó sẽ tạo ra các đáp ứng tương ứng cho việc chuyển động của xương. Quá trình co giãn của cơ xương được kích hoạt bởi các xung trong các nơron vận động gửi tới cơ, dưới quá trình tự điều khiển.

Cơ xương gồm nhiều bó sợi cơ xếp song song dọc theo chiều dài của cơ. Mỗi tơ cơ (myofibril) có một tế bào rất dài từ 10 đến 40 mm, đường kính từ 10 đến 80 micromet, có nhiều nhân, được bao bọc bởi màng sợi cơ (sarcolemma). Tế bào này gọi là sarcomere.

Sacomere – đơn vị cơ bản của cơ bắp

Bên trong sarcomere bao gồm tập hợp hàng trăm protein dạng sợi, gọi là myofilament. Có 2 loại myofilament: Sợi myofilament dày gồm vài trăm phân tử protein gọi là myosin. Sợi myofilaments mỏng gồm hai chuỗi polymer dài cuộn lại với nhau hình xoắn ốc của một protein hình cầu gọi là actin. Các sarcomere được gắn với nhau theo chiều dọc để tạo thành một tơ cơ (myofibril).

Cơ bắp co duỗi như thế nào?

Có nhiều thuyết về co cơ, nhưng thuyết được thừa nhận hiện nay là thuyết trượt và lồng vào nhau giữa các sợi actin và myosin làm cho đơn vị co cơ ngắn lại do Szent – Gyorgyi đề xuất. Căn cứ của thuyết trượt là sự thay đổi cấu trúc – hình dạng của myosin và sự tương tác giữa myosinactin trong quá trình co cơ. Phân tử myosin tồn tại dưới hai dạng, đó là dạng bền vững và dạng không bền vững. Có hai dạng như vậy là vì trong phân tử myosin có chứa ATPATPase. ATPATPse đều mang điện tích âm, giữa chúng có một lực tĩnh điện đẩy nhau, làm cho chuỗi polypeptid ở một đầu của phân tử myosin có dạng duỗi thẳng, đó là dạng không bền. Khi có mặt của ion Ca++, ATP ở đầu tự do của chuỗi polypeptit gắn với ADP có trên phân tử actin làm mất điện tích âm và lực tĩnh điện giữa ATPase và ATP, nên chuỗi polypeptit sẽ có dạng xoắn là dạng bền vững. Vùng chồng lên nhau giữa sợi dàysợi mỏng sẽ tăng lên cho đến khi các sợi mỏng từ đĩa I ở hai phía của một đĩa A gặp nhau. Sự trượt này làm giảm chiều rộng của vùng H, thậm chí làm mất hoàn toàn vùng nầy (khi các sợi mỏng gặp nhau). Chuyển động của các sợi cũng kéo các vạch Z lại gần nhau và làm giảm nhanh chiều rộng của đĩa I. Chiều rộng của đĩa A chỉ thay đổi một ít vì vùng này tương ứng với các sợi dày còn chiều dài hầu như không đổi.

Như vậy, học thuyết về sự trượt của các sợi (sliding-filament theory) giải thích được những thay đổi có thể thấy trong sarcomer. Các ảnh hiển vi điện tử cho thấy có những cầu nối (cross-bridge) nhỏ giữa các sợi dầy và mỏng. Mỗi sợi dầy là một bó của các phân tử myosin, mỗi phân tử có một đuôi dài và hai đầu hình cầu. Các nghiên cứu khác cũng cho thấy vùng đầu có hoạt tính gắn với actin và thủy phân ATP, chứng tỏ rằng chúng là các cầu nối

Theo học thuyết trượt thì cầu nối hoạt động như một cái móc cho phép các sợi myosin kéo các sợi actin. Ðầu của myosin uốn cong về phía actin móc lên nó tại một điểm tiếp nhận đặc biệt, thành lập cầu nối rồi lại cong theo hướng khác, kéo sợi actin theo. Sau đó đầu myosin lại di chuyển cong ngược về hướng ban đầu, móc vào sợi actin tại một điểm tiếp nhận mới, rồi lại kéo… Năng lượng cần thiết cho chuyển động của cầu nối là do sự thủy phân ATP.

Có những loại sợi cơ gì?

Cơ bắp nhuộm trong phòng thí nghiệm để phân loại bao nhiêu phần trăm loại I và các sợi cơ Type II tồn tại trong cơ bắp. Trong bức tranh này, các  Trong bức tranh này, các sợi cơ loại I là màu đen và sợi cơ Type II là màu xám ánh sáng (Type IIA) và màu xám đậm (Type IIX).

Sợi cơ có hai loại cơ bản: loại I (còn gọi là sợi chậm)Loại II (còn gọi là sợi nhanh). Bên cạnh đó, mỗi người trong số các loại có phân nhóm khác nhau. Tỷ lệ loại I và các sợi loại II khác nhau trong cơ thể mỗi người và trong mỗi loại cơ bắp. Một cá nhân không thể làm thay đổi tỷ lệ loại I hoặc sợi cơ Type II người đó sở hữu. Cũng không thể làm tăng đáng kể số lượng sợi cơ mà người đó có mặc dù các cuộc tranh luận dài về hypertrophy (tăng kích thước sợi cơ bắp) so với hyperplasia (tăng về số lượng sợi cơ bắp) nổ ra vào những năm 1970 và 1980. Sự khác biệt trong thành phần sợi cơ này là do thiên hướng di truyền mặc dù việc tập luyện có thể gây ra một sự thay đổi nhỏ trong thành phần loại chất xơ.

Sợi cơ ôxy hóa co chậm

Type I

Khả năng kháng lại chấn thương và nhức mỏi rất tốt, nhưng khả năng sinh lực rất kém. Loại sợi này có màu đỏ. Khi vận động theo quá trình háo khí (aerobic path way), cơ thể sẽ sử dụng phần lớn loại cơ này.

Sợi cơ ôxy hóa co chậm (SO), hoặc sợi cơ loại I co chậm hơn, có đường kính nhỏ hơn, có nguồn cung cấp máu phát triển tốt hơn, có nhiều ty thể (mitochondria) hơn và đề kháng với sự mệt mỏi tốt hơn các sợi cơ co nhanh. Sợi cơ co chậm phản ứng khá chậm đối với sự kích thích thần kinh. Các enzym trên các đầu myosin chịu trách nhiệm bẻ gãy ATP gọi là myosin ATPase. Các sợi co chậm bẻ gãy ATP một cách chậm chạp vì đầu myosin có một dạng myosin ATPase chậm. Sự bẻ gãy ATP khá chậm có nghĩa là hoạt động cầu chữ thập diễn ra chậm chạp, cũng chính là điều làm cho cơ bắp co chậm. Hô hấp ưa khí là nguồn tổng hợp ATP chính trong cơ co chậm, và năng lực thực hiện hô hấp ưa khí được nâng cao do nguồn cung cấp máu dồi dào và sự có mặt của vô số ty thể. Chúng được gọi là các sợi cơ ôxy hóa vì năng lực tăng cường thực hiện sự hô hấp ưa khí của nó. Các sợi cơ co chậm cũng chứa một lượng lớn myoglobin, một sắc tố đậm giống như hemoglobin trong tế bào máu đỏ, là tế bào gắn ôxy và hoạt động như một nguồn dự trữ cơ dành cho ôxy khi máu không cung cấp một lượng đủ dùng. Myoglobin do đó tăng cường năng lực của các sợi cơ bắp trong việc thực hiện hô hấp ưa khí.

Các sợi cơ co nhanh

Type IIa:

Loại IIA sợi là những sợi cơ bắp thịt trắng nhanh. Những sợi này có lượng máu chảy ít hơn, có độ chịu mệt mỏi vừa phải để mệt mỏi và có thể xử lý một lượng công việc vừa phải. Chúng cần glycogen làm nhiên liệu và tham gia vào hầu hết các loại hoạt động thể chất như bóng rổ, bóng chày và bóng đá.

Type IIB hoặc IIx

Chúng thậm chí còn nhanh hơn và mạnh hơn loại IIa. Nhưng hoạt động kém hiệu quả hơn, mệt mỏi rất nhanh. Sợi IIx(fast-twitch glycolytic) thông qua tập luyện kháng lực hoặc tập sức bền khiến chúng bị oxy hoá trở thành sợi IIa(fast-twitch oxidative glycolytic). Sợi loại IIx được sử dụng cho các hoạt động trong thời gian rất ngắn đòi hỏi sức mạnh và sức mạnh đáng kể. Chúng còn được biết đến dưới tên gọi “cơ lười” bởi nó khá phổ biến ở những người lười vận động. Những người này khi cần cũng có thể chạy nhanh hoặc nâng vật gì đó trong trường hợp khẩn cấp. Đây là lúc những sợi “cơ lười” có ích. Chúng hoạt động hiệu quả về mặt trao đổi chất khi nghỉ ngơi nhưng vẫn cho phép bạn phản ứng với kích thích nếu cần thiết. Nếu bạn tập luyện thể dục, dù chỉ một chút, những sợi IIx đó sẽ nhanh chóng chuyển thành sợi IIa hữu ích hơn, bền hơn. Trong khoảng thời gian không hoạt động, chúng hoàn nguyên trở lại IIx.

Các nghiên cứu cho thấy 16% lượng cơ bắp của những người lười vận động là Type IIx. Một số giả thiết cho rằng do quá trình tiến hoá, người lười sẽ có nhiều cơ Type IIx (Cơ cực mạnh) để có thể ứng phó với những tình huống khẩn cấp.

Các sợi cơ co nhanh, cơ loại II, phản ứng nhanh đối với sự kích thích thần kinh và các đầu myosin của chúng có một dạng ATPase myosin nhanh, vốn cho phép chúng bẻ gãy ATP nhanh hơn các sợi cơ chậm. Điều này cho phép hoạt động cầu chữ thập (cross-bridge) của chúng giải phóng và hình thành nhanh hơn so với ở sợi cơ chậm. Các cơ chứa nhiều phần trăm các sợi cơ dạng này có nguồn cung cấp máu kém phát triển hơn các cơ bắp có chứa nhiều phần trăm sợi cơ chậm. Thêm vào đó, các sợi cơ co nhanh có rất ít myoglobin và có ty thể ít hơn và nhỏ hơn. Các sợi cơ co nhanh tích tụ nhiều glycogen và thích nghi tốt với sự thực hiện hô hấp ưa khí. Hô hấp ưa khí của các sợi cơ co nhanh, tuy nhiên, không thích nghi được với sự cung cấp lượng lớn ATP trong một khoảng thời gian dài. Các sợi cơ này có khuynh hướng co nhanh trong thời gian ngắn và mệt khá nhanh. Các sợi cơ co nhanh xuất phát từ hai nguồn, hai nguồn này được phân biệt chủ yếu do năng lực chuyển hóa của chúng. Hai loại là loại IIa, hay các sợi ôxy hóa glycolytic (FOG), và loại IIb, hay các sợi co nhanh glycolytic (FG) (xem bảng 9.5). Loại sợi IIa phụ thuộc vào cả sản phẩm ATP yếm khí và ưa khí, trong khi loại sợi IIb phụ thuộc đặc biệt chủ yếu vào sự thủy phân gluco yếm khí để cho ra sản phẩm ATP.

Sự phân bố các sợi cơ co chậm và nhanh

Các cơ bắp của nhiều động vật được cấu tạo chủ yếu từ các sợi chậm hoặc nhanh. Trong khi thịt trắng của gà hoặc ức chim/gà, vốn cấu tạo chủ yếu từ các sợi nhanh trông có vẻ rất trắng vì nguồn cung cấp máu của nó khá nghèo nàn và thiếu myoglobin. Các cơ bắp được thích nghi để co nhanh trong thời gian ngắn nhưng lại mau mệt. Thịt đùi gà hay ức vịt đỏ, hay sậm màu được cấu tạo từ các sợi co chậm và nhìn sậm màu hơn vì nguồn cung cấp máu phát triển tương đối tốt và có một lượng lớn myoglobin. Những cơ bắp này được thích nghi để co chậm trong trong thời gian dài hơn và lâu mệt hơn. Sự phân bố các sợi cơ co chậm và nhanh tương đồng với hành vi của những động vật này. Ví dụ, gà lôi có thể bay khá nhanh một quãng ngắn, và vịt bay chậm hơn qua một quãng đường dài hơn.

Ở người không có sự phân chia các sợi cơ nhanh và chậm rõ ràng ở từng cơ. Hầu hết các cơ có cả hai loại sợi, mặc dù số lượng của mỗi loại thay đổi tùy từng cơ. Cơ bắp lớn giữ tư thế chứa nhiều sợi chậm hơn, trong khi cơ bắp chi trên chứa nhiều sợi nhanh hơn.

Sự phân bố các sợi chậm và nhanh trong một cơ cho trước là khá cố định đối với từng cá nhân và rõ ràng là được thiết lập do quá trình phát triển. Những người là vận động viên chạy nước rút giỏi có các sợi cơ co nhanh nhiều hơn, trong khi những vận động viên chạy đường trường giỏi có phần trăm các sợi co chậm nhiều hơn ở chi dưới. Các vận động viên có khả năng thực hiện các bài tập yếm khí và ưa khí có khuynh hướng có hỗn hợp cân bằng hơn các sợi cơ co nhanh và chậm.

Tác động và bài tập

Các sợi chậm hay nhanh không thể dễ chuyển đổi sang loại khác mà không có sự tập luyện chuyên biệt. Tập luyện có thể tăng gia kích cỡ và năng lực của cả hai loại sợi cơ nhằm thực hiện động tác hiệu quả hơn. Các bài tập cường độ cao tạo ra sự hô hấp yếm khí, như nâng tạ, gia tăng sức mạnh và khối lượng cơ bắp và tạo ra sự làm cho lớn ra của các sợi cơ nhanh hơn là sợi cơ chậm. Bài tập ưa khí gia tăng hệ mạch của cơ và tạo ra sự làm lớn các sợi cơ chậm. Luyện tập các bài tập ưa khí có thể chuyển đổi các sợi cơ nhanh mệt nhanh (loại IIb) thành các sợi cơ nhanh đề kháng sự mệt mỏi (loại IIa). Thêm vào các thay đổi trong myosin, thì có một sự gia tăng số lượng ty thể trong các tế bào cơ và gia tăng nguồn cung cấp máu của chúng. Tập tạ sau một thời gian nghỉ ngơi có thể chuyển đổi một số sợi cơ bắp từ loại Iia thành loại Iib. Tuy nhiên, loại sợi I không thể chuyển đổi thành loại II được, và ngược lại. Thông qua sự tập luyện chuyên biệt, một người có nhiều sợi cơ co nhanh có thể chạy đường trường, và một người có nhiều sợi cơ co chậm có thể tăng gia tốc độ chạy của mình.

Một cơ sẽ gia tăng kích thước hay phì đại (hypertrophies), và gia tăng sức mạnh và sức bền để đáp ứng với tập luyện. Ngược lại, một cơ không được sử dụng sẽ giảm kích thước, hay teo lại (atrophies). Teo cơ các chi bị nẹp bột trong nhiều tuần là một ví dụ. Bởi vì số lượng tế bào cơ không thay đổi đáng kể trong suốt đời người, nên sự teo và phì đại cơ là do thay đổi kích cỡ của sợi cơ của từng cơ. Cũng như khi các sợi gia tăng kích cỡ, thì số sợi nguyên cơ (myofibrils) và các đốt sợi cơ (sarcomeres) gia tăng trong từng sợi cơ. Số nhân trong từng tế bào cơ gia tăng để đáp ứng với tập luyện và sau đó nối với các tế bào cơ xương. Những yếu tố khác như các mạch máu, mô liên kết, và ty thể, cũng gia tăng. Teo cơ do thiếu tập luyện làm giảm tất cả các yếu tố này mà không làm giảm số tế bào cơ. Tuy nhiên teo cơ nghiêm trọng, thí dụ như xuất hiện ở người già là người không thể nhanh chóng di chuyển các chi thì có sự giảm các tế bào cơ không thể hồi phục được và dẫn đến liệt.

Sức mạnh gia tăng của cơ được tập luyện sẽ mạnh hơn nếu sức mạnh đó chỉ dựa vào sự thay đổi trong kích cỡ của cơ. Một bộ phận của sự gia tăng sức mạnh là do năng lực của hệ thần kinh có thể huy động một lượng lớn đơn vị vận động đồng thời ở người được tập để thực hiện các động tác cùng với sự phối hợp thần kinh cơ tốt hơn. Thêm vào đó, các cơ được tập luyện luôn ít bị hạn chế bởi các lớp mỡ dư thừa. Các enzyme chuyển hóa gia tăng trong các sợi cơ phì đại, tạo ra khả năng lớn hơn trong việc hấp thu chất dinh dưỡng và sản phẩm ATP. Sức bền được cải thiện trong cơ được tập luyện một phần là kết quả của sự chuyển hóa được cải thiện, tuần hoàn máu được gia tăng đối với cơ đang vận động, số lượng mao mạch gia tăng, sự hô hấp hiệu quả hơn, và năng lực bơm của tim mạnh hơn.

Câu hỏi thường gặp

Loại cơ bắp bám vào xương là gì?

Loại cơ bắp bám vào xương được gọi là cơ vân hay cơ xương.
Cơ xương được gắn bởi các sợi giống như dây gân với xương, chẳng hạn như ở chân, tay và mặt. Cơ xương được gọi là cơ vân vì chúng được tạo thành từ các sợi có sọc ngang khi quan sát dưới kính hiển vi. Những cơ này giúp giữ khung xương lại với nhau, tạo ra hình dạng cơ thể và giúp nó thực hiện các chuyển động hàng ngày (được gọi là cơ tự nguyện vì bạn có thể kiểm soát chuyển động của chúng). Chúng có thể co lại (rút ngắn hoặc thắt chặt) một cách nhanh chóng và mạnh mẽ, nhưng chúng dễ dàng bị mệt mỏi.

Cơ vân và cơ trơn

Cơ vân hay còn gọi là cơ xương gắn liền với xương và cho phép cơ thể chuyển động tự nguyện.
Cơ trơn, tạo ra chuyển động không chủ ý, là một phần của thành thực quản, dạ dày, ruột, phế quản, tử cung, niệu đạo, bàng quang và mạch máu, cùng các bộ phận khác của cơ thể.

Mô cơ là gì

Mô cơ là một mô mềm cấu tạo nên các cơ trong cơ thể động vật và làm tăng khả năng co của cơ. … Điều này trái ngược với các thành phần hoặc mô khác trong cơ như gân hoặc perimysium. Nó được hình thành trong quá trình phát triển phôi thai thông qua một quá trình được gọi là quá trình phát sinh cơ.

Cơ trắng và cơ đỏ

Cơ đỏ và cơ trắng đều là cơ xương và thực hiện các chức năng khác nhau trong cơ thể. Cơ bắp đỏ được đặt tên như vậy bởi vì chúng dày đặc các mao mạch và giàu myoglobin và ty thể khiến nó có màu đỏ đặc trưng. Mặt khác, cơ trắng có ít ti thể và myoglobin hơn, tạo cho cơ một vẻ ngoài “trắng”. Công việc chủ đạo của một số cơ là để duy trì tư thế đứng hoặc co lại từ từ trong quá trình vận động, nhai hoặc thở. Các cơ như vậy có xu hướng chứa một tỷ lệ cao của hợp đồng chậm và chống mệt mỏi sợi có nồng độ myoglobin cao. Mao mạch màu đỏ cơ dày đặc hơn ở cơ trắng.

Myofibril là gì

Myofibril là một bào quan hình trụ dài được tìm thấy trong các tế bào cơ được tạo thành bởi hai hệ thống sợi ngang: sợi dày và sợi mỏng. Sợi mảnh được cấu tạo chủ yếu bởi actin; nó được buộc ở một đầu với đĩa Z, và xen kẽ với các sợi dày.

Tác dụng của cơ bắp

Tác dụng của cơ bắp hay tác dụng của cơ xương- cơ vân có 6 tác dụng chính sau:

  • di chuyển bộ xương
  • duy trì tư thế cơ thể
  • hỗ trợ các mô mềm
  • lối vào / lối ra của cơ quan bảo vệ
  • duy trì nhiệt độ cơ thể
  • lưu trữ chất dinh dưỡng

Sarcolemma là gì

Sarcolemma còn được gọi là myolemma, là màng tế bào của tế bào sợi cơ có vân. Nó bao gồm một lớp kép lipid và một lớp áo mỏng bên ngoài bằng vật liệu polysaccharide (glycocalyx) tiếp xúc với màng đáy.

Có mấy loại cơ

Có 3 loại cơ chính: Cơ vân/cơ xương, cơ trơn và cơ tim

Xem thêm

Leave a Comment

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai.