Cơ là gì? Khám phá cấu trúc và đặc tính của cơ trong chương trình Sinh học lớp 8

1. Khái niệm về cơ

Trong sinh học, cơ là mô mềm chứa các sợi protein actin và myosin. Chúng có mặt ở hầu hết các loài động vật và làm việc dựa trên sự trượt lên nhau của các sợi này, tạo ra độ co giãn và thay đổi kích thước của tế bào cơ. Cơ chủ yếu có chức năng tạo ra lực và di chuyển, từ việc duy trì tư thế cho đến hoạt động của các cơ quan nội tạng như co bóp tim và di chuyển thức ăn trong ruột.

Cơ bắp có nhiệm vụ chính là tạo ra lực và chuyển động, đồng thời duy trì và thay đổi tư thế, cũng như hỗ trợ hoạt động của các cơ quan nội tạng như di chuyển thức ăn trong hệ tiêu hóa, tạo nhu động ruột và co bóp tim. Cơ thể không thể hoạt động bình thường mà thiếu cơ sinh học. Có ba loại cơ chính: cơ xương (hay cơ vân), cơ tim và cơ trơn. Với hơn 700 cơ khác nhau, mỗi cơ gồm hàng nghìn sợi cơ nhỏ, dài khoảng 40 mm và được điều khiển bởi dây thần kinh. Sức mạnh cơ phụ thuộc vào số lượng sợi cơ và cơ thể chuyển hóa thức ăn thành ATP để cung cấp năng lượng cho các cơ.

2. Cấu trúc của cơ

Khám phá cấu trúc cơ học của cơ thể với chi tiết về các loại cơ như sau:

• Các loại cơ: Con người và các động vật có xương sống khác có ba loại cơ chính: cơ xương (cơ vân), cơ tim và cơ trơn.
  • Cơ xương (cơ vân): Kết nối với xương qua gân, cơ xương giúp tạo ra các chuyển động của cơ thể. Có hơn 600 cơ xương, chiếm khoảng 40% trọng lượng cơ thể (42% ở nam giới và 36% ở nữ giới).
  • Cơ tim: Cơ này chỉ có ở tim, có cấu trúc giống cơ xương nhưng hoạt động độc lập, tạo nhịp đập ổn định để bơm máu khắp cơ thể. Cơ tim được kích thích bởi các tín hiệu từ não bộ, làm tăng nhịp đập khi gặp căng thẳng.
  • Cơ trơn: Được tìm thấy ở thành của nhiều cơ quan như thực quản, dạ dày, ruột, tử cung và mạch máu. Giống cơ tim, cơ trơn hoạt động không tự chủ và phản ứng với các xung động và kích thích thần kinh.
• Các loại sợi cơ xương:
  • Sợi cơ co giật chậm với lực thấp và mệt mỏi chậm
  • Sợi cơ co giật nhanh với lực cao và mệt mỏi nhanh
  • Sợi cơ trung gian với lực trung bình, nằm giữa hai loại trên
• Phân loại sợi cơ dựa trên các đặc tính như:
  • Số lượng ti thể và glycolytic
  • Số lượng lipid và các enzym
  • Nguồn năng lượng, chẳng hạn như glycogen hoặc chất béo
  • Màu sắc mô học
  • Thời gian và tốc độ co của cơ

Không có tiêu chuẩn cố định để phân loại các sợi cơ; phân loại phụ thuộc vào loại cơ cụ thể. Mật độ mô cơ xương động vật có vú là khoảng 1.06 kg / lít, trong khi mô mỡ có mật độ 0.9196 kg / lít, cho thấy mô cơ dày đặc hơn mô mỡ khoảng 15%.

3. Đặc điểm của cơ

• Cơ có khả năng co và giãn
• Quá trình co cơ diễn ra qua ba giai đoạn: giai đoạn tiềm tàng, giai đoạn co, và giai đoạn giãn
• Trong quá trình co cơ, sợi cơ mảnh xâm nhập vào khu vực của sợi cơ dày, làm cho tế bào cơ co ngắn lại và bắp cơ phình ra.
• Co cơ chịu sự điều khiển của hệ thần kinh

4. Cơ hoạt động như thế nào?

Đầu tiên, tín hiệu từ hệ thần kinh trung ương được truyền đến các dây thần kinh ngoại biên và tiếp xúc với cơ qua vùng synap thần kinh cơ, nơi chất dẫn truyền thần kinh được giải phóng:

• Chất dẫn truyền thần kinh vượt qua khoảng cách của synap, gắn vào protein trên màng tế bào cơ và tạo ra điện thế hoạt động trong tế bào cơ.
• Điện thế hoạt động nhanh chóng lan rộng dọc theo màng tế bào cơ và xâm nhập vào bên trong qua ống T.
• Các điện thế hoạt động kích hoạt mở các kênh canxi trong cơ.
• Ion canxi đi vào tế bào chất, nơi chứa các sợi actin và myosin. Ion canxi kết hợp với troponin-tropomyosin trong các rãnh actin, làm troponin thay đổi hình dạng và đẩy tropomyosin ra, lộ ra các vị trí liên kết actin-myosin.
• Myosin gắn với actin thông qua các cầu nối chéo, tạo ra lực và làm cơ co lại.
• Khi các điện thế hoạt động qua đi, các kênh canxi đóng lại và bơm canxi trong lưới nội bào loại bỏ ion canxi khỏi tế bào chất.
• Khi canxi được bơm lại vào lưới nội bào, ion canxi rời khỏi troponin, làm cho troponin trở về hình dạng bình thường và tropomyosin lại phủ lên các vị trí liên kết actin-myosin trên sợi actin.
• Thiếu sự liên kết, các cầu nối chéo không hình thành và cơ giãn ra.

Sự co cơ được điều chỉnh bởi nồng độ ion canxi trong tế bào chất. Trong cơ xương, ion canxi tác động vào các sợi actin, di chuyển phức hợp troponin-tropomyosin ra khỏi các vị trí liên kết, cho phép actin và myosin tương tác và gây co cơ.

5. Các chức năng chính của cơ:

Cơ giữ vai trò thiết yếu trong nhiều chức năng của cơ thể. Mỗi loại cơ trong hệ thống cơ có những mục đích riêng biệt, bao gồm:

• Di chuyển: Cơ xương chịu trách nhiệm cho các chuyển động của cơ thể. Cơ xương co giật nhanh tạo ra các động tác ngắn về tốc độ và sức mạnh, trong khi cơ xương co giật chậm tạo ra chuyển động dài và bền bỉ hơn.
• Ổn định cơ thể: Cơ xương bảo vệ cột sống và giúp duy trì sự ổn định của cơ thể. Các nhóm cơ như cơ bụng, cơ lưng và cơ xương chậu giúp cơ thể vững chắc và ổn định hơn.
• Định hình tư thế: Cơ xương điều chỉnh tư thế, sự linh hoạt và sức mạnh của cơ thể. Yếu cơ cổ, lưng hoặc cơ hông có thể dẫn đến đau khớp, viêm khớp và mất cân bằng cơ thể.
• Hỗ trợ lưu thông máu: Cơ trơn và cơ tim, vốn là các cơ không tự chủ, giúp tim đập và lưu thông máu trong toàn cơ thể.
• Thực hiện hô hấp: Cơ hoành là cơ chính để tạo ra hơi thở bình thường, nhưng trong các hoạt động như tập thể dục, cơ thể cần đến các cơ phụ như cơ bụng, cơ cổ và cơ lưng để hỗ trợ hô hấp.
• Tiêu hóa thức ăn: Cơ trơn trong hệ tiêu hóa giúp tiêu hóa thức ăn. Các cơ này có mặt ở miệng, thực quản, dạ dày, ruột, trực tràng và hậu môn, co và giãn để đẩy thức ăn ra khỏi cơ thể qua quá trình đại tiện.
• Tiểu tiện: Hệ thống tiết niệu bao gồm cơ xương và cơ trơn, như thận, bàng quang, niệu quản, niệu đạo, dương vật hoặc âm đạo, và tuyến tiền liệt. Những cơ này hoạt động để giải phóng nước tiểu và co lại để cơ thể có thể nhịn tiểu khi cần.
• Thị giác: Hốc mắt chứa 6 cơ xương giúp điều khiển chuyển động của mắt, trong khi các cơ trơn bên trong mắt giúp duy trì tầm nhìn. Nếu các cơ này gặp vấn đề, có thể dẫn đến giảm thị lực hoặc mù lòa.
• Quá trình sinh: Trong tử cung, cơ trơn phát triển và căng ra khi phụ nữ mang thai. Trong quá trình chuyển dạ, cơ trơn co lại và giãn ra để đẩy em bé ra ngoài qua âm đạo.

6. Những vấn đề thường gặp với cơ

Có nhiều vấn đề có thể ảnh hưởng đến cơ sinh học, ví dụ như:

• Chuột rút cơ bắp có thể xảy ra do mất nước, cơ bắp bị căng cứng, mức magie và kali thấp, rối loạn hệ thần kinh, rối loạn chuyển hóa, hoặc tác dụng phụ của thuốc.
• Yếu cơ xuất phát từ các vấn đề trong hệ thần kinh khiến thông tin từ não không truyền đến cơ hiệu quả, như trong các bệnh lý thần kinh vận động như bệnh nhược cơ hoặc đa xơ cứng.
• Bất thường cơ bẩm sinh là tình trạng cơ không phát triển đúng cách từ khi sinh ra.
• Căng cơ là tình trạng cơ bị kéo giãn quá mức, có thể dẫn đến rách cơ trong trường hợp nghiêm trọng. Điều này khiến cơ bị cứng, đau buốt và khó cử động. Thường gặp ở cơ chân, tay, thắt lưng, cổ và vai, căng cơ thường xảy ra sau hoạt động thể chất, tập luyện thể thao, hoặc khi mang vác vật nặng sai tư thế, với sưng và bầm tím đi kèm.
• Đau cơ là tình trạng đau nhức ở cơ, có thể xuất hiện ở một vùng nhỏ hoặc toàn bộ cơ thể với mức độ từ nhẹ đến nặng. Đau cơ thường tự khỏi sau một thời gian, nhưng có thể kéo dài trong một số trường hợp. Đau có thể xảy ra ở bất kỳ cơ nào, bao gồm cơ bắp chân, bắp tay, đùi, cổ, lưng, và tay.

7. Phương pháp sơ cứu chấn thương cơ

Để giảm triệu chứng chấn thương cơ, bạn có thể áp dụng các biện pháp sơ cứu sau:

• Ngừng ngay các hoạt động thể chất: Dừng ngay việc tập luyện hoặc công việc khi bị căng cơ để nghỉ ngơi. Hạn chế vận động các vùng cơ bị tổn thương trong vài ngày để tránh làm tình trạng nghiêm trọng hơn.
• Chườm đá 20 phút mỗi lần và 3-4 lần mỗi ngày: Chườm đá giúp giảm sưng cơ hiệu quả. Đặt đá trong khăn nhỏ hoặc túi chườm, rồi chườm lên vùng cơ bị căng. Thực hiện trong khoảng 15-20 phút mỗi lần, cách nhau 60 phút, trong 1-3 ngày.
• Băng ép cơ để giảm sưng: Sử dụng băng thun hoặc băng vải y tế để quấn quanh vùng cơ bị căng cho đến khi sưng giảm. Không quấn quá chặt để không ảnh hưởng đến tuần hoàn máu.
• Nâng cao cơ để giảm sưng: Đặt vùng cơ tổn thương cao hơn tim để giảm sưng, đau và viêm cơ.
• Sử dụng thuốc: Các loại thuốc giảm đau, NSAIDs, và thuốc làm tăng serotonin và norepinephrine có thể dùng ở liều thấp để giảm đau và hỗ trợ quá trình phục hồi.
• Liệu pháp vận động và mát xa: Thư giãn vùng cơ đau bằng liệu pháp vận động và chườm đá để giảm đau.

Chúng tôi hy vọng bài viết từ Mytour đã cung cấp cho bạn những thông tin hữu ích. Cảm ơn bạn đã quan tâm và theo dõi.