Đặng Thị Nhâm – K18 Cao học Sinh học

CHƯƠNG 17: SỰ LÃO HÓA CỦA CƠ XƯƠNG
I. Giới thiệu
Sự mất dần khối lượng và suy giảm chức năng cơ đã được ghi nhận nhiều
trong các nghiên cứu về cả phụ nữ lẫn nam giới, và nhiều động vật. Hệ quả của sự
mất dần khối lượng và chức năng cơ nghiêm trọng như: giảm khả năng vận động,
dễ bị ngã và thể trạng yếu ở người cao tuổi. Do vậy việc tìm hiểu nguyên nhân dẫn
đến bệnh này là rất quan trọng và cần thiết.
Nhiều nghiên cứu được đưa ra nhưng còn nhiều mâu thuẫn. Tuy nhiên có
một điểm nhất quán đó là dự đoán trước những biến đổi về cơ là rất khó. Bởi sự
mềm dẻo, linh động của sợi cơ tùy thuộc vào đáp ứng tế bào, tuổi cơ thể, những
biến đổi của môi trường và nhu cầu hoạt động của cơ thể. Ví dụ: các hoạt động
thường xuyên như tập aerobic hoặc thể dục có thể giúp cơ thích ứng với sự tăng
vận động nhanh. Cùng với tuổi già đều có những thay đổi tiêu cực trong hoạt động
của hệ thần kinh, các hoạt động sinh lý khác, thì những thay đổi về cơ xương cũng
là tất yếu. Nhưng sự biến đổi về môi trường và nhu cầu hoạt động lại phụ thuộc
vào những yếu tố khác. Ví dụ: những cơ chỉ có chức năng duy trì tư thế sẽ bị ảnh
hưởng lớn bởi trọng lượng cơ thể nhưng lại ít bị ảnh hưởng bởi những biến đổi
hoạt động thể chất khi về già. Ngược lại, các hoạt động của cơ thể có tác dụng lớn
tới những sợi cơ tham gia vào quá trình hoạt động đó. Tình trạng sức khỏe cũng
ảnh hưởng tới sự mất chức năng của cơ. Ví dụ: Florini 1989 cho rằng sự khác về
mất chức năng của cơ theo tuổi ở loài gặm nhấm theo nghiên cứu của một phòng
thí nghiệm có liên quan tới tình trạng sức khỏe của chúng (SPF: tình trạng không
có mầm bệnh). Toàn bộ hệ cơ của động vật hoặc người trưởng thành được cấu tạo
từ một số dạng sợi cơ. Dạng 1: sợi chậm, dạng 2 sợi nhanh. Sợi dạng 2 có thể được
chia làm hai nhóm: nhóm không mệt (Type IIA), nhanh mệt (Type IIB hoặc IIX).
Vai trò quan trọng của việc phân loại sợi cơ này là tìm hiểu cơ chế của lão hóa cơ
trong quá trình hoạt động các đơn vị cử động ( 1 tế bào thần kinh và 1 số lượng sợi
cơ cùng loại nhất định) sẽ được hoạt hóa bới hệ thần kinh theo một nguyên tắc từ
nhỏ (thường là loại sợi I) đến lớn (thường là IIB). Do vậy những hoạt động theo

nhịp bình thường chủ yếu liên quan đến loại sợi chậm (I). Còn những hoạt động
bắt buộc thì lại do II đảm nhận. Do vậy các hoạt động thể chất giảm khi về già chủ
yếu liên quan đến dạng sợi loại II hơn là loại I. Kiểu hoạt động cũng rất quan


Đặng Thị Nhâm – K18 Cao học Sinh học

trọng: hoạt động co cơ sử dụng nhiều năng lượng nhưng hoạt động giãn cơ thì ít
hơn. Sự di chuyển của cơ thể thường liên quan đến những cơ hoạt động theo cặp
đối kháng và những cơ chỉ co hoặc phần lớn là giãn sẽ bị lão hóa ở cấp độ khác.
Trong quá trình xác định các cơ chế lão hóa ở động vật mô hình, người ta so
sánh tuổi thọ cơ của những cá thể nghiên cứu (tất nhiên là cùng loài nhưng có thể ở
các giai đoạn khác hoặc cùng một giai đoạn). Người ta không so sánh cơ của một
loài chuột 24 tháng với một người 24 tháng. Thậm chí không so sánh giữa những
chủng khác của một loài. Ví dụ nghiên cứu của Turturo và đồng nghiệp 1999 cho
thấy những con chuột đực F344 được nuôi bằng ad libitum thì có tuổi thọ trung
bình là 25 tháng và tối đa là 30 tháng. Ngược lại, những con chuột F344XBNF1
được nuôi trong điều kiện tương tự thì tuổi thọ trung bình là 33 và tối đa là 38.
Tuổi thọ của những con chuột cái cũng được chỉ ra là khác so với những con chuột
đực.Ở người tuổi thọ của nam và nữ cũng có sự khác nhau. Như vậy sự lão hóa cơ
phụ thuộc vào giới, chủng và loài. Do đó người ta có thể tính toán sự lão hóa cơ
thông qua sự so sánh các giai đoạn của quá trình phát triển. Ví dụ người ta có thể
so sánh cơ của chuột F344 25 tháng với cơ của chuột F344XBNF1 33 tháng, bởi
tuổi thọ này thể hiện tuổi thọ trung bình của mỗi chủng/ giống. Nhưng người ta
cũng không so sánh một con E344 30 tháng với con F344XBNF1 30 tháng vì
chúng không giống nhau.
Phần nhiều các nghiên cứu về cơ là các nghiên cứu các cơ của chân, bởi sự
di chuyển phần lớn phụ thuộc vào cơ ở chân. Tuy nhiên có cần chú ý rằng sự lão
hóa ở cơ chân có thể không giống các cơ ở vị trí khác. Nghiên cứu của Fujisawa
1974 cho thấy, mức độ teo cơ của các cơ chân chuột khi già là thấp hơn so với các

cơ khác (thể hiện trong hình 17.1) càng khẳng định quan điểm trên.
Mục đích của chương này là tổng hợp những kết quả nghiên cứu về cơ, sợi
cơ của nhiều loài, nhiều vị trí trên cơ thể. Và đánh giá những điểm giống và khác
trong những nghiên cứu này.
Đầu tiên là tìm hiểu những thay đổi về lượng thịt nạc ở người và những loài
gặm nhấm. Bởi vì cơ xương là thành phần chính của thịt nạc và chuột là động vật
mô hình trong nghiên cứu về quá trình lão hóa. Sau đó, người ta cũng xem xét đến
hệ thống thần kinh và những biến đổi của nó khi về già. Điều quan trọng trong


Đặng Thị Nhâm – K18 Cao học Sinh học

cách tiếp cận mang tính hệ thống này là những nhân tố hoạt động trong một chuỗi
phản ứng. Vì thế từ chức năng của một thành phần cũng có thể ảnh hưởng tới các
thành phần khác trong cùng một chuỗi.
Ví dụ: sự thoái hóa màng cơ vân hay giảm số lượng các kênh vận chuyển ion
Ca ở màng có thể dẫn tới sự suy giảm liên kết giữa sợi actin và myosin của tơ cơ
trong quá trình co cơ. Nếu một phần trong số liên kết giữa actin và myosin của tơ
cơ bị tổn thương do những biến đổi khi về già trong cấu trúc các protein (ví dụ như
do bị oxi hóa, do bị đường hóa) có thể ảnh hưởng tới quá trình tạo lực của cơ
++

Những nghiên cứu khoa học có giá trị về những thoái hóa cơ theo thời gian
phần lớn chỉ tập chung nghiên cứu một phần hoặc yếu tố nào đó cần cho hoạt động
của cơ. Nếu tất cả các yếu tố, thành phần đều xảy ra trong quá trình lão hóa, chúng
ta sẽ gặp phải hàng loạt những rối loạn trong hoạt động của cơ và dễ tử vong. Bởi
vì cơ vân thường mất, giảm dần chức năng một cách từ từ. Điều này thể hiện sự lão
hóa diễn ra trong những thời gian khác nhau và ở những loại sợi cơ cũng khác
nhau. Kết quả công trình nghiên cứu của Lexell và các đồng nghiệp 1988 chỉ ra,
diễn biến quá trình lão hóa theo thời gian là không tuyến tính. Trong giai đoạn

trưởng thành lượng cơ giữ ở mức tương đối ổ định. Và chỉ sau 60 tuổi người ta mới
thấy có những biểu hiện của lão hóa cơ. Những nhân tố có thể ảnh hưởng đến lão
hóa cơ nhưng vẫn chưa được xác định, và có thể được thảo luận ở những phần sau.
Sự suy giảm hoặc mất chức năng cơ hoặc nặng hơn là teo cơ, có thể để lại những
hậu quả nghiêm trọng. Trong trường hợp này những can thiệp điều trị như tập
luyện, thể dục sẽ ít có tác dụng trong việc cải thiện tình hình. Vì vậy việc xác định
các cơ chế của mất khối lượng cơ theo độ tuổi là rất quan trọng bởi hiên tượng này
có thể dẫn tới sự teo cơ.
II. Những thay đổi về khối lượng và thành phần cơ.
A. Khối lượng thịt của cơ thể
Ở phụ nữ và nam giới từ 30 tuổi trở đi việc mất dần khối lượng thịt theo
thời gian có thể hiện tuyến tính (theo Holloszy và Khort 1995). Và cũng có bằng
chứng cho thấy sự suy giảm khối lượng cơ đồng nghĩa với suy giảm khối lượng
thịt trong cơ thể ở nam giới nhanh hơn so với nữ và phần dưới của cơ thể nhanh


Đặng Thị Nhâm – K18 Cao học Sinh học

hơn phần trên (Janssen & cộng sự 2000). Và sự mất mát các thành phần của tế bào
cơ lại nhanh hơn các thành phần bên ngoài tế bào như collagen.

Hình 17.1. Những tác động của thời gian đến teo cơ ở cẳng chân và đùi ở 3
giai đoạn khác nhau. Mức độ teo cơ được chỉ ra ở việc những phần đen tăng lên,
tốc độ teo cơ khác nhau ở các giai đoạn khác nhau và loại cơ khác nhau trên cũng
một cơ thể. McCarter 1990, Fujisawa 1974.
Vì vậy những biến đổi trong phần khối lượng thịt khi về già theo hướng
giảm các chất co tăng các chất không co. Frontera và đồng nghiệp 2000a ước tính
hơn 90% những biến đổi về cơ theo tuổi tác ở hơn 130 người từ 60 tuổi trở lên chủ
yếu liên quan đến sự biến đổi về khối lượng hơn là chất lượng.
Các công trình nghiên cứu trên các loài gặm nhấm cho thấy chúng tăng khối

lượng theo thời gian và ở 20% thời gian cuối đời chúng mới có biểu hiện lão hóa
cơ (Yu & cộng sự 1982). Do vậy những dự liệu về chuột không đại diện được cho


Đặng Thị Nhâm – K18 Cao học Sinh học

những loài khác bởi điều kiện nuôi cấy và môi trường khác so với tự nhiên. Ngoài
ra khác so với các động vật khác, ví dụ như người giai đoạn cơ mất dần chức năng
diễn ra suốt từ lúc trưởng thành đến khi chết. Nhưng Olfert và đồng nghiệp 2004
khi nghiên cứu chuột đực F344XBNF1 cho thấy những dự liệu thu được lại khá
giống ở người: trong giai đoạn từ 12 – 24 tháng, khối lượng thịt nạc tương đổi ổn
định nhưng từ 24 – 35 tháng tuổi thì có sự suy giảm đáng kể. Tác giả cũng cho biết
có một số cơ bị mất dần chức năng từ tháng thứ 12 như: tibialis anterior,
gastrocnemius, plantaris
B. Vùng và số lượng sợi cơ
Việc mất dần khối lượng cơ theo tuổi là do sự mất số lượng sợi cơ và do teo
cơ. Những biến đổi này rất khó xác định một cách chính xác ở người vì mỗi cơ có
chứa rất nhiều sợi cơ. Tuy nhiên Lexell & đồng nghiệp 1988 đã thực hiện những
tính toán đo đạc ở những cơ vastus lateral ở đùi nam giới đã chết từ 50 tuổi trở lên.
Kết quả chỉ ra sự suy giảm theo tiến trình của số lượng sợi cơ và vùng liên kết chéo
giữa các sợi cơ. Nghiên cứu này cùng với kết quả của những nghiên cứu khác cho
thấy việc mất dần sợi cơ ở những người trong độ tuổi 25 – 70 tuổi con người sẽ
mất 25% số lượng sợi cơ (Rogers và Evans 1993) và lượng sợi cơ loại I hầu như
rất ít thay đổi. Nhưng loại II thì mất 26% từ khi trưởng thành đến năm 80 tuổi
(lexell & đồng nghiệp 1988). Cũng có các nghiên cứu khác lại chỉ ra sự khác biệt
giới trong quá trình giảm số lượng cơ. Theo Doherty và cộng sự 1993, Aniansson
& cộng sự 1981 cho biết, vùng cơ loại I ở phụ nữ thì lớn hơn nam giới, vùng cơ
loại II ở phụ nữ lại nhỏ hơn. Tức là ở phụ nữ quá trình mất sợi cơ loại II nhanh hơn
ở nam giới.
Đối với những loài chuột, nghiên cứu về lão hóa cơ cũng rất phức tạp dù

người mới chỉ tập trung nghiên cứu các cơ ở chân. Ví dụ: Degens và đồng nghiệp
1995 thấy không có sự thay đổi theo độ tuổi từ 5 – 25 tháng tuổi ở cơ plantaris ( cơ
PL, chủ yếu chứa sợi cơ loại II) của chuột cái Wistar. Tác giả cũng chỉ ra chỉ có
một sự biến đổi nhỏ do tuổi tác liên quan đến sự tích lũy các chất không cô đặc
trong cơ, cũng giống với dữ liệu nghiên cứu ở người. Mặt khác Payne và đồng
nghiệp 2003 thấy sự tăng lên về khoảng trống giữa các tế bào ở cơ soleus ( chủ yếu
là sợi loại I) là 28 %, ở cơ extensor digitorum longus (EDL chủ yếu gồm sợi cơ
loại II) là 55% của những con chuột F344 đực từ 12 – 28 tháng tuổi. Khối lượng


Đặng Thị Nhâm – K18 Cao học Sinh học

hai loại cơ trên cũng giảm đáng kể theo tuổi tác, nhưng chỉ là 13%. Do vậy cũng có
ảnh hưởng tới sự tích lũy các chất không co trong và xung quanh tế bào cơ. Ngược
lại, nghiên cứu của Payne 2003, nghiên cứu một chủng F344 của loài chuột SPF,
Urbanchek và đồng nghiệp 2001 thấy không có sự thay đổi trong khối lượng cơ
EDL của chuột từ 3 – 29 tháng. Nhưng nghiên cứu của Payne được ủng hộ của
nhiều nghiên cứu khác sử dụng các kỹ thuật tiên tiến như Hatakenaka & cộng sự
2001, Overend và cộng sự 1992. Những nghiên cứu này chỉ cho rằng sự mất khối
lượng cơ chủ yếu được tìm thầy ở những cơ có tỷ lệ loại II cao. Ngược với những
phán đoán suy luận trên, Brooks và Faulkner 1988 cho thấy có sự giảm lượng sợi
nhỏ đáng kể có cả SOL và EDL của chuột từ 26 – 28 tháng tuổi. Và cơ SOL ở
những con chuột 2 -3 tháng thì tương tự với những con 26 -27 tháng. Nhưng lượng
cơ EDL giảm đáng kể ở những con chuột già so với những con chuột còn trẻ. Một
nghiên cứu khá ấn tượng và đầy đủ của Larsson và Edstrom 1986, nghiên cứu về 3
cơ SOL, EDL và TA của chuột đực Wistar từ 6 – 24 tháng, họ cho thấy có sự giảm
đáng kể về khối lượng, số sợi cơ và vùng cơ SOL theo độ tuổi. Nhưng cơ EDL và
AT thì không có sự biến đổi lớn về số lượng sợi hay vùng và khối lượng cơ TA
còn tăng theo tuổi tác. Tương tự nghiên cứu trên, Walters và đồng nghiệp 1990
thấy không có sự biến đổi về số cơ, vùng, khối lượng, thành phần cơ FDL của

chuột đực F344 từ 6-28 tuổi. Cuối cùng Brown và Hasser 1996 nghiên cứu SOL,
EDL, PL, GASTR của chuột đực F344XBN từ 6-36 tháng. Hầu hết những chủng
chuột được nhắc đến ở trên có tuổi thọ trung bình là 24 tháng, còn chủng F344xBN
là 33 tháng, tối đa là 38 tháng. Nên nghiên cứu cơ ở giai đoạn 36 tháng tuổi sẽ chỉ
ra những biến đổi liên quan đến tuổi tác ở giai đoạn cuối đời. Khối lượng cơ EDL
không thay đổi đáng kể, còn SOL, PL và GASTR lại giảm đáng kể từ 28-36 tháng.
Như vậy giai đoạn từ 6-28 tháng không có biến đổi, hay cũng không biến đổi trong
giai đoạn từ lúc trưởng thành đến tuổi thọ trung bình. Ở cơ SOL sợi cơ loại I và
IIA giảm đáng kể theo tuổi. Đối với những cơ này vùng cơ giảm theo tuổi lớn hơn
so với khối lượng cơ (5-16%). Điều này một lần nữa chỉ ra có sự tăng của các
thành phần ngoài tế bào, các chất không co đặc khi về già. Có những biến đổi lớn
về vùng cơ theo tuổi tác kể cả ở người và chuột. Ví dụ: Aniasson và đồng nghiệp
1992 thấy kích thước sợi cơ được tăng (so với những người khác) ở nam giới tuổi
từ 69-80 tích cựu hoạt động thể chất. Hepple và đồng nghiệp 2004 chỉ ra kích
thước sợi cơ giảm ở phần trắng nhưng lại tăng ở phần màu đỏ của cơ gastronemius


Đặng Thị Nhâm – K18 Cao học Sinh học

ở chuột F344XBNF1. Những dự liệu này chứng tỏ những sợi còn lại phải phình to
ra để bù lại cho những sợi cơ đã bị teo hoặc mất đi. Một trong những yếu tố chính
trong kết quả không nhất quán này có thể được xác định bởi Holloszy và đồng
nghiệp1991. Các tác giả này nghiên cứu sự teo cơ ở những cơ không mang trọng
lượng ở những con chuột SPF từ 9-28 tháng tuổi. Họ cho biết những cơ mang
trọng lượng ở chân như SOL, PL, GASTR và quadriceps thì giảm khối lượng đáng
kể. Còn những cơ không mang trọng lượng như epitrochlearis, forearm, adductor
longus và thigh thì không giảm. Trong những cơ PL thì chỉ có sợi cơ loại I và IIB
là giảm còn loại IIA thì không. Nhưng ở những con chuột già thì số lượng sợi cơ
loại IIA mất đi gần 50%
Tóm lại, hầu hết nhưng không phải tất cả các cơ đều có sự suy giảm khổi

lượng cơ theo tuổi tác, giảm khối lượng phần thịt dù có thể sự suy giảm này chỉ
xảy ra ở giai đoạn cuối đời. Sự giảm các chất co đặc thì lớn hơn trong cơ thể vì
thay vào giảm các chất co đặc thì được bù lại bằng những chất không co đặc, các
thành phần bên ngoài tế bào…Tuy nhiên ý nghĩa chức năng của việc tăng các
thành phần bên ngoài tế bào vẫn còn gây tranh cãi. Sự mất sợi hoặc vùng cơ có thể
được bù đắp bằng sự tăng những sợi cơ còn lại. Sự suy giảm này có thể ảnh hưởng
tới quá trình hoạt động của cơ thể. Vùng sợi cơ loại II suy giảm nhanh hơn các
vùng khác. Và ảnh hưởng của giới lên sự suy giảm này chưa được nghiên cứu có
hệ thống, thêm vào đó cũng cần có nhiều nghiên cứu về các phần cơ chân ở cả
người và động vật gặm nhấm.
III. Sự suy giảm các neuron cử động theo tuổi già
Có những bằng chứng cho thấy sự suy giảm các neuron cử động ở cả người
và động vật nghiên cứu. Tất cả các sợi cơ được gắn với một neuron cử động thì
cùng thuộc một loại. Nghiên cứu gần đây của Dedkov và đồng nghiệp 2003 về đáp
ứng với sự loại bỏ dây thần kinh vận động ở những cơ trên chuột đực từ 4 -24
tháng. Kết quả nghiên cứu cho thấy cơ loại II teo nhanh chóng nhưng tốc độ lại
khác. Ở cơ SOL sợi cơ loại I và II có mức độ teo tương tự nhau nhưng ở cơ TA thì
sợi cơ loại II chỉ teo nhanh sau hai tháng bị loại bỏ tác động của dây thần kinh vận
động và tác giả kết luận là sự phản ứng của các cơ đối với quá trình loại bỏ dây
thần kinh chủ yếu phụ thuộc vào kiểu cơ hơn là kiểu sợi cơ. Một nghiên cứu tương
tự khác của Kanda và Hashizume 1989 về neuron cử động nhanh và chậm ở cơ


Đặng Thị Nhâm – K18 Cao học Sinh học

gatrocnemius của chuột SPF F344 Du Cri từ 10 đến 14 tháng và từ 23 đến 30
tháng. Họ thấy những đơn vi cử động chậm thì tăng kích thước, còn những đơn vị
nhanh thì lại giảm kích thước và tốc độ dẫn truyền của các neuron đều giảm theo
tuổi tác. Tuy nhiên không có sự khác biệt nào về sự phân bố các đơn vị nhanh hay
chậm ở các tuổi khác nhau và không có sự chuyển dạng từ loại sợi cơ này sang loại

sợi cơ khác. Các tác giả nhấn mạnh sự quan trọng của các cơ liên kết đến tuổi tác ở
những cơ đặc trưng, bởi sự phân bố các neuron cử động có thể phụ thuộc vào vị trí
và chức năng của từng cơ. Urbanchek và đồng nghiệp 2001 đo đạc số lượng sợi cơ
không có dây thần kinh ở cơ EDL của chuột đực SPF F344 3 tháng và 27 – 29
tháng. Thấy số lượng này tăng gấp 5 lần ở những con 27 – 29 tháng so với con 3
tháng, điều này giải thích tại sao sự thực hiện chức năng cơ ở những con già lại
giảm khoảng 10%. Nhưng Brown và Hasser 1996 lại thấy không có ảnh hưởng của
sự mất dây thần kinh cơ trong việc thực hiện chức năng của các cơ SOL, EDL, PL
của chuột F344XBN ở tuổi 6 tháng, 12, 28 và 36 tháng. Walter và đồng nghiệp
1996 cũng thấy không có gì thay đổi trong việc thực hiện chức năng của cơ FDL
của các nhóm 6-8, 16-18, 26-28 tháng dù cho cơ đó được kích thích một cách trực
tiếp hay gián tiếp thông qua neuron cử động. Từ những nghiên cứu trên có thể kết
luận rằng sự mất dần dây thần kinh vận động và tái phân bố dây thần kinh xảy ra
trong suốt cuộc đời nhưng những ảnh hưởng của sự mất dần dây thần kinh vận
động ở một độ tuổi nhất định vẫn còn nhỏ.

Hình 17.2 thể hiện sự mất dần neuron vận động ở những người từ 3-96 tuổi ở cơ
EDB


Đặng Thị Nhâm – K18 Cao học Sinh học

Hầu hết nghiên cứu đều chỉ ra sự mất mát đáng kể của neuron nhanh nhưng
có sự khác biệt giữa hai giới. Vùng dây chậm có tăng ở nữ giới, còn vùng dây
nhanh tăng ở nam giới.(Doherty và cộng sự 1993, Aniauson 1981, EssenGustavssonet al., 1986; Frontera et al., 2000b).
Kết quả nghiên cứu của Doherty và đồng nghiệp 1993 chỉ ra những người
trên 60 tuổi thì chỉ có 50% số lượng tế bào neuron vận động loại α so với những
người 20 tuổi. Roubenoff 2003 cho rằng sự mất neuron vận động là một nhân tố
quan trọng nhất đối với quá trình lão hóa cơ ở người. Nhiều nghiên cứu trước đó
cũng ủng hộ quan điểm nay như Stalberg và đồng nghiệp 1982 , Tesch và đồng

nghiệp 1984 và Tomlinson và Irving 1977. 1993)
IV. Sự kết nối cơ – thần kinh bị thay đổi theo tuổi tác.
1985 Rosenheimer và Smith nghiên cứu 3 cơ SOL, EDL, DPH của chuột
F344 từ 10 đến 30 tháng tuổi. Cơ DPH có sự tăng các nhánh đầu mút dây thần kinh
khi về già, nhưng 2 cơ còn lại số lượng nhánh thần kinh bị giảm xuống. Và ở
những con chuột tập luyện bắt buộc số lượng dây nhánh thần kinh ở cơ SOL và
EDL cũng có tăng (Hình 17.3)

Nghiên cứu của Cardasis và La Fontaine 1987 chỉ ra những thay đổi đột ngột
về số lượng synap thần kinh cơ ở cơ SOL, DPH của chuột CD-CrL:COBSB thấy
thời kì trước 20 tháng tuổi sợi SOL mất dần synap với thần kinh, và sau 20 tháng
tuổi mất nhanh hơn còn cơ DPH các synap được tu sửa trong suốt đời. 1990 Jacob
và Robbins thấy sự giảm điện thế màng ở cơ xương của chuột theo độ tuổi. Nhưng
1987, Andonian và Fahim thấy sự tăng đáng kể vùng, chiều dài, số lượng nhánh
dây thần kinh theo tuổi tác.
V. Mối tương quan giữa sự kích thích và sự co cơ


Đặng Thị Nhâm – K18 Cao học Sinh học

Điện thế màng được hoạt hoá ở màng cơ và phụ thuộc vào số phân tử
acetylcholin được giải phóng từ màng xinap và thành phần receptor trên màng tế
bào cơ. Đến lượt điện thế màng lại chuyển thành điện thế hoạt động ở các vùng
xung quanh màng cơ chứa các kênh ion K+ và Na+. Tín hiệu này sau đó được
truyền đến vùng giữa của các tế bào cơ thông qua hệ thống mạng ống dẫn và dẫn
đến giải phóng Ca2+ ở SR. Sự giải phóng Ca2+ cũng là một hiện tượng phụ thuộc
vào mức độ tái phân cực (depolarization) của màng cơ và tương tác giữa các
receptor tiếp nhận dihydropyridine (DHPR) của màng cơ và các kênh giải phóng
Ca2+ của SR (receptor tiếp nhận ryanodine RyR). Nếu sự tái phân cực thấp hay sự
kết hợp của các receptor có thể dẫn tới suy giảm hoạt động của cơ xương.

Nghiên cứu của Delbono và cộng sự 1995, Delbono và cộng sự1997, Wang
và cộng sự 2000 cho rằng sự suy giảm các thụ cảm thể DHPRs (dihydropyridine
receptors) và RyRs (ryanodinereceptors) sẽ dẫn đến sự giảm thực hiện chức năng ở
cả ba loại cơ (trơn, tim, vân) và có thể là một cơ chế của sự lão hóa cơ (Delbono và
cộng sự 1995; Delbono và cộng sự1997; Wang và cộng sự 2000). Nhiều nghiên
cứu trên các động vật ủng hộ quan điểm trên nhưng ngược lại quan điểm này tỏ ra
chưa chính xác khi nghiên cứu trên người. Ryan và động nghiệp 2003 báo cáo
không có sự thay đổi về số lượng thụ cảm thể DHPRs ở tế bào cơ vân của người.
Có lẽ giải thích đơn giản nhất là hoạt động của gen mà cho protein này đã bị biến
đổi ở từng loài và phụ thuộc vào từng vị trí giải phẫu của cơ.
VI. Đặc điểm cơ chế
Chức năng chính của cơ xương là quá trình cử động của cơ thể. Điều này
được thực hiện do các sợi cơ có hai đặc tính: khả năng kéo dài hơn và duy trì chiều
dài đó trong khi mức căng vẫn được duy trì. Sự thay đổi chiều dài trong suốt quá
trình cử động bao gồm cả việc co và giãn cơ và được gọi chung bằng một thuật
ngữ là sự co cơ. Trong đó năng lượng cho quá trình co lớn hơn quá trình giãn.
Ngoài ra ở những người già do tích lũy nhiều các chất bên ngoài tế bào như mô
liên kết sẽ làm giảm khả năng căng cơ.
A. Sự đàn hồi thụ động
Sự kháng lại căng cơ là do các yếu tố đàn hồi cả bên trong và bên ngoài tế bào.
(Purslow, 1989; Wang et al., 1991). Sự đàn hồi thụ động biến đổi theo tuổi tác
được cho là hệ quả của sự tăng khối lượng các mô liên kết bên ngoài tế bào


Đặng Thị Nhâm – K18 Cao học Sinh học

(Alnaqeeb et al., 1984). Tuy nhiên ko có dữ liệu nào liên quan đến sự thay đổi độ
cứng hay các thành phần đàn hồi bên trong tế bào nên đây vẫn là một câu hỏi mở.
Các thông tin có giá trị chỉ ra chiều dài của cơ bị biến đổi theo tuổi tác Yamada,
1970 và sự đàn hồi cũng vậy McCarter and Kelly, 1993). Kết quả nghiên cứu của

những tác giả sau này cũng chỉ ra có những thay đổi về dộ cứng theo tuổi ở những
cơ cụ thể nào đó hơn là một kiểu sợi cơ.
Ví dụ trong hình 17.4 ta có thể nhìn thấy cơ soleus thể hiện sự tăng đáng kể về
mức độ đàn hồi thụ đông theo tuổi, ngược lại ở cơ LOMO có xu hướng duy trì sự
đàn hồi trong suốt giai đoạn từ 6 đến 24 tháng. Tuy nhiên ở cơ DPH lại có sự tăng
độ cứng. Các cơ được nghiên cứu trong thí nghiệm này là của chuột F344 được
nuôi nhốt trong toàn bộ cuộc đời. Việc tăng độ đàn hồi thụ động theo tuổi có thể
dẫn tới một hậu quả nghiêm trọng liên quan tới chi phí năng lượng cho qúa trình
hít thở.


Đặng Thị Nhâm – K18 Cao học Sinh học

Hình 17.4 mối liên hệ giữa co cơ thụ động và chiều dài cơ của 3 cơ khác
nhau ở 2 giai đoạn khác nhau. Hình trên cơ từ 6 tháng đến già của các con chuột
F344. hình dưới là co của những con chuột F344 24 tháng. mức độ co cơ đạt cực
đại ở cơ DHP của chuột 24 tháng khi đó chiều dài cơ tăng 30%.

Hình 17.5 ghi nhận mức độ tích lũy Hydroxyprolin ở 2 cơ SOL và LOMO ở
chuột F344 theo thời gian những con chuột được nuôi bằng ad libitum hoàn toàn
hoặc ít hơn 40% cho mỗi giai đoạn sống. Đặc điểm về lượng collagen ở những cơ
cụ thể được chỉ ra trong hình 17.5.kết quả được thực hiện bởi Mc Carter và McGee
1987 trên chuột đực SPF Fischer 344 hoặc là đưoc nuôi hoàn toàn bằng ad libitum


Đặng Thị Nhâm – K18 Cao học Sinh học

hoặc cho ăn ở chế độ hạn chế calo. Mặc dù tuổi thọ của 5 nhóm có khác nhau,
nhưng lượng collagen (được đo thông qua lượng hydroxypolin) từ 6 đến 12 tháng
có tăng, và tương đối ổn định trong suốt giai đoạn sống tiếp theo. Cơ SOL có

lượng collagen cao hơn cơ LOMO.
B. Sự co cơ chủ động
Sự co cơ chủ động tối đa đạt được khi chiều dài cơ được duy trì trong suốt quá
trình cơ. Một tín hiệu kích thích có thể giúp cơ co nhưng không cho phép duy trì
vòng tuần hoàn giữa các cầu nối liên kết giữa các sợ dày va mỏng của tơ cơ để đạt
được sự co cơ tối đa. Vì vậy những thay đổi về sự căng cơ được tính toán dựa trên
những kích thích lặp lại, đủ để tạo ra một lực tổi đa, các tơ cơ đựoc sắp xếp theo
chiều dài trong thành một đơn vị gọi là myofibril, lực của toàn bộ sợi cơ là tổng
hợp toàn bộ lực được tạo ra trong các myofibril này. Bởi sự sắp xếp tương xứng
của các myofibril mà lực của cơ thưòng được biểu hiện ở một vùng nhất định. Do
vậy việc mất chức năng theo tuổi không chỉ là bởi vì mất các đơn vị tạo lực như sợi
cơ hay myofibril mà còn là mất lực trên mỗi vùng tạo ra. Điều sau có lẽ nảy sinh từ
sự tăng lên các chất không co theo tuổi tác hoặc sự giảm khả năng tạo lực của các
tơ cơ, hậu quả của sự giảm này là sự phá huỷ cấu trúc, ảnh hưởng đến hoạt động
của các protein co trong thàh phần cấu tạo của tơ cơ. Các nhà khoa học cũng chú ý
rằng độ mạnh của cơ có thể tiên đoán tỉ lệ tử vong ở nam và nữ giới. (nói chung sự
yếu đi của cơ được cho là hậu quả không tránh được của tuổi già, và có nhiều công
trình ủng hộ quan điểm này e.g., Grimby & Saltin, 1983; Roubenoff, 2003). Tuy
nhiên cũng có những ý kiến khác cũng đáng quan tâm như sự suy giảm chức năng
có theo giới, ví dụ Hughes and colleagues (2001) đã tính toán sức mainh của cơ tạo
ra sự linh hoạt ở đầu gối và khuỷu tay ở 130 người cả nam lẫn nữ khoảng 60 tuổi
khoẻ mạnh và liên tục trong 10 năm. Đối với cơ ở đầu gối cả 2 giới mất độ mạnh
khoảng 1% mỗi năm. Nhưng ở phụ nữ có khuỷu tay ko bị suy giảm theo thời gian
như nam giới. điều này chứng minh lão hoá cơ có phụ thuộc vào giới.
Lynch và đồng nghiệp năm 1999 phát hiện những thay đổi trong chất lượng
cơ theo thời gian ở cả nam và nữ. Chất lượng cơ ở đây được định nghĩa là lực tối
đa trên mỗi đơn vị khối lượng cơ. Nghiên cứu trên 703 người từ 19 – 93 tuổi.
Trong số đó chỉ có 502 người được đo khối lượng cơ tay và chân, nhưng 703 người
đều trải qua đo đạc lực tối đa trên cơ tay và chân thông qua hoạt động co và giãn,



Đặng Thị Nhâm – K18 Cao học Sinh học

cùng với các nghiên cứu khác tác giả kết luận rằng chất lượng cơ ở cơ tay tốt hơn
cơ chân ở cả nam và nữ. Thêm vào đó cũng có sự suy giảm theo tuổi (khoảng 20
đến 40%) ở cả nam giới và nữ trong quá trình co, và đối với nam giới trong cả co
và giãn cơ.
Một số nghiên cứu khác chỉ ra sự khác biệtvề lượng sợi đơn trong những cơ
có cả ở 2 giới, trong đó ở phụ nữ có tỉ lệ sợi cơ loại I cao hơn nam giới, và tỉ lệ sợi
cơ loại II lại thấp hơn (Essen Gustavsson & Borges, 1986; Frontera et al., 2000a).
Các tác giả còn phát hiện sợi cơ to ở nam giới tạo lực lớn hơn so với các sợi cơ to
ở nữ giới. Ngoài ra họ cũng cho rằng ỏ phụ nữ sợi cơ loại I và II gần như tương
đương nhau trong tạo lực nhưng ở nam giới sợi cơ loại II lại tạo lực mạnh hơ loại I
Rõ rang sự khác nhau về giới cũng có ảnh hưởng tới quá trình tạo lực, nhưng các
nhân tố khác từ hành vi đến các yếu tố về di truyền liệu có ảnh hưởng hay không
thì còn chưa rõ.
Các nghiên cứu theo chiều dọc về sự mất sức mạnh cơ theo thời gian là các
nghiên cứu có giá trị cụ thể bởi vì nó ghi lại sự thay đổi trong từng cơ thể theo thời
gian. Một nghiên cứu trong lĩnh vực này là của Aniansson and colleagues (1986).
Tác giả này đã nghiên cứu trên 2 người đàn ông khoẻ mạnh trong độ tuổi từ 73 đến
83 tuổi trong vòng 7 năm. Họ cho thấy sức mạnh của cơ vastus lateralis ở những
người này giảm từ 10 -22% phụ thuộc và tốc độ co cơ. Vùng cơ loại I hầu như
không thay đổi theo tuổi nhưng vùng cơ loại II giảm 50% trong 10 năm. Do sự mất
vùng sợi cơ loại II nên sức mạnh cơ giảm. Nghiên cứu của Metter và đồg nghiệp
năm 1999 cho thấy nhân tố giới tính đóng góp khoảng 50% cho những biến đổi
trên cơ tay và khoảng 25% cho những biến đổi trên cơ chân. Trong khi đó nếu tính
chung 2 nhân tố tuổi và giới tính thì lần lượt là 75% và 50%. Do vậy các tác giả
này kết luận rằng lão hoá cơ có liên quan đến tuổi ở nam giới và nữ giới mang các
đặc điểm khác nhau và có thể liên quan đến các cơ chế khác nhau. Đồng thời họ
cũng chỉ ra rằng kết quả thu được có thể rất khác nhau tuỳ thuộc vào phương pháp

phân tích. Điểm này được minh hoạ bằng kết quả nghiên cứu của họ và đựoc chỉ ra
trên hình 17.6. Sức mạnh của cơ tay được thể hiện lực trên mỗi vùng đơn vị hoặc
lực trên mỗi khối lượng cơ (được đánh giá thông qua lượng bài tiết urinary creatine
trong 24 giờ). Kết quả của nghiên cứu này chỉ ra sự suy giảm đáng kể trong sức
mạnh cơ ở vùng CSA. Tuy nhiên có nhiều người trong 15 năm lại chỉ ra không có
sự suy giảm đáng kể nào trong sức mạnh của cơ hinh 17.6. Thay vào đó sức mạnh


Đặng Thị Nhâm – K18 Cao học Sinh học

cơ tăng ở những người khoảng giữa đến già nhất khi kết quả đo Creatine và so với
CSA là bình thường.

Hình 17.6 trục tung mức khởi đầu nghiên cứu, trục hoành tuổi, nét liền đo sức
mạnh của cơ dựa trên việc đo CREAT còn nét gạch đo dựa trên CSA.
Việc nghiên cứu cơ chế liên qua đến sự mất cơ này được tiến hành trên
nhiều mô hình động vật gặm nhấm như chuột và đặc biệt trên các cơ SOL EDL


Đặng Thị Nhâm – K18 Cao học Sinh học

Hình 17.7 Lực tối đa của từng sợi đơn của 2 cơ EDL, SOL của những con chuột trẻ
(kí hiệu là Y), con chuột tuổi trung bình (kí hiệu là MA) và những con chuột già
(O) thuộc chủng DBA hoặc FVB
Nghiên cứu của nhóm Gonzalez et al., 2003; Renganathan, 1997, 1998;
Wang et al., 2002. đã chỉ ra sự suy giảm bài tiết lượng ion Ca của sợi đơn trong có
FDB của những con chuột chủng FVB hoặc DBA-1). Điều này xảy ra liên quan
đến sự giảm hoạt động của DHPR và RyR ở những con chuột già và có thể được
ngăn chặn bằng việc tăng các yếu tố sinh trưởng giống insulin (IGF)
Tóm lại trong các cơ FDB, EDL, SOL của những con chuột DBA, FVB),

sựu kích thích – co cơ dường như đóng một vai trò quan trọng đối với quá trình lão
hoá cơ, và có vẻ sự suy giảm nồng độ IGF – cũng là một nhân tố quan trọng đối
với qúa trình lão hoá. Các tác giả cũng chỉ ra không có những thay đổi đáng kể nào
liên quan đến tuổi trong các dạng myosin và sự trữ ion Ca. Điều này cho thấy rằng
cơ chế lão hoá cơ không liên quan đến những biến đổi trong cấu trúc và chức năng
của những cầu nối chéo.
C. Sự thay đổi chiều dài cơ
1. Cơ ngắn
Các tơ cơ vân co ở một mức độ nhất định sẽ tạo ra sự di chuyển ở các chi
làm cho cơ thể chúng ta cử động. Cơ được đặc trưng bởi sự nhanh hay chậm được
đo bằng tốc độ co cơ tối đa (Vmax) khi cơ không chịu bất cứ một trọng lực nào. Có
rất ít sự biến đổi trong Vmax theo thời gian nếu không có những thay đổi trong
thành phần sợi của cơ. Ví dụ việc mất sợi có loại II theo thời gian có thể dẫn tới tốc
độ cơ chậm đi, do sợi cơ loại I chiếm nhiều hơn. Nhiều nghiên cứu còn cho rằng
Vmax hầu như không thay đổi theo thời gian thậm chí ở cả những trường hợp có
teo cơ đáng kể hoặc mất khả năng hoạt hoá co cơ Brooks & Faulkner, 1988; Fitts
et al., 1984; McCarter & McGee, 1987; Walters et al., 1990.
Ngược lại trong nhiều nghiên cứu Larosson và đồng nghiệp cho rằng ở một
số cơ có sự suy giảm Vmax. Theo ông sợi cơ chậm dạng I giảm 50% Vmax theo
tuổi, và có lẽ là so những biến đổi trong cấu trúc phân tử myosin theo thời gian
Larsson et al., 1997; Li & Larsson, 1996; Yu et al., 1998(Hook et al., 1999).
Vì vậy vẫn còn những tranh cãi, có thể là do sử dụng những chủng chuột khác
nhau, hoặc các cơ khác nhau.


Đặng Thị Nhâm – K18 Cao học Sinh học

2. Kéo dài
Tuy nhiên nếu đo lực tối đa được tạo ra trong quá trình co cơ thì cả nam và
nữ đều có sự suy giảm cả ở cơ chân và cơ tay. Và cần nhiều nghiên cứu hơn nữa để

khẳng định quan điểm mà Philips và đồng nghiệp đã đưa ra. Các nghiên cứu trên
động vật cho rằng hoạt động kéo giãn cơ ít bị suy giảm hơn so với hoạt động co cơ
khi về già. Ví dụ nghiên cứu của Lynch và đồng nghiệp 1999 cho thấy chất lượng
cơ tay ở nam giới tuổi từ 19 -93 giảm, nhưng ở nữ giới thì ko, kết luận này được
rút ra từ việc đo đạc lực tối đa mà quá trình kéo giãn cơ tạo ra. Tuy nhiên nếu đo
lực tối đa được tạo ra trong quá trình co cơ thì cả nam và nữ đều có sự suy giảm cả
ở cơ chân và cơ tay. Và cần nhiều nghiên cứu hơn nữa để khẳng định quan điểm
mà Philips và đồng nghiệp đã đưa ra. Nếu nghiên cứu áp dụng trên nhiều cơ của
người già thì quá trình kéo dài cơ có thể được dungđể đánh giá một số khía cạnh
của lão hoá cơ.
Tóm lại người ta dùng những kích thích lặp lại để đo đạc sự co giãn của cơ.
Một cơ được cấu tạo từ nhiều sợi, các sợi liên kết với nhau theo một cách xác định,
lực mà một cơ tạo ra là tổng hợp lực từ quá trình co giãn các tơ cơ. Ở người già số
lượng tơ cơ giảm, lại thêm những chất không co như collagen đã làm giảm lực tạo
ra ở một cơ. Vì thế người già thường hay cảm thấy nhanh mệt mỏi khi lao động.
Nói chung khi nhận được kịch thích thì cơ sẽ co giãn ở mức tối đa (Vmax), nhưng
tốc độ nhanh hay chậm phụ thuộc vào hoạt động của chúng ta do hệ thần kinh điều
khiển. Nhiều nghiên cứu cho thấy Vmax không có thay đổi khi về già, nhưng một
số khác thì cho rằng các sợi chậm I có giảm Vmax theo thời gian.
VII. Môi trường hóa sinh
Nhiều nghiên cứu cho thấy có sự thay đổi môi trường hóa sinh cả bên trong
và bên ngoài tê bào cơ khi về già. Những biến đổi hormon theo tuổi tác như: giảm
tiết GH, IGF-1, T3, T4… để giảm nguy cơ tăng sinh bất thường của tế bào nhưng
cũng làm giảm sự cân bằng nội môi trong các sợi cơ dẫn đến ảnh hưởng tới hoạt
động. Không ngạc nhiên gì khi có nhiều báo cáo mô tả nhiều thay đổi trong đặc
điểm hoá sinh của cơ xương tuy nhiên những thay đổi này la khác nhau giữa các cơ
và cũng có tác dụng cũng rấtkhác nhau lên hệ thống tế bào. Ví dụ thế việc tổng hợp
protein ở cơ này có giảm nhưng ở cơ khác lại không, hay số lượng kênh Ca- ATP,



Đặng Thị Nhâm – K18 Cao học Sinh học

RyR ở cơ này giảm nhưng lượng protein gắn ion Ca lại tăng, hay tỉ lệ protein co
giảm nhưng lượng protein trên SR lại không thay đổi theo thời gian.
VIII. Kết luận
- Lão hóa cơ là một hiện tượng rất phức tạp.
- Nhiều nghiên cứu cho thấy các loại sợi cơ II bị teo mất nhiều khi về già, còn sợi I
có mất ít hoặc không mất.
- Có bằng chứng về mất chức năng: Cả khả năng căng cơ tối đa và khả năng co
ngắn nhanh. Nhưng phần lớn ý nghĩa của sự mất chức năng này lại liên quan đến
cấu trúc (mất, giảm khối lượng cơ).
- Việc đánh giá so sánh kết quả các thí nghiệm là rất phức tạp vì còn phụ thuộc vào
mẫu vật, loại cơ nghiên cứu, protocol thí nghiệm, hoặc điều kiện môu trường nuôi
cấy.


Đặng Thị Nhâm – K18 Cao học Sinh học

Tài liệu tham khảo
/> /> /> />Age-Related Changes in the Molecular Regulation
of Skeletal Muscle Mass,Aaron P. Russell and Bertrand Lèger
/>