TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP HỒ CHÍ MINH
KHOA KHOA HỌC ỨNG DỤNG

BÁO CÁO THUYẾT TRÌNH CƠ SỞ HÓA SINH

HÓA SINH MÔ CƠ

Nhóm 13:
Vũ Thiên Phát
Nguyễn Ngọc Đăng Thức
Trần Thy Khoa
Ngô Hải Triều
Nguyễn Quốc Thiện

K1002364
K1003350
K1001568
K1003546
K1003172


Tóm tắt nội dung:

I.

II.

III.

Sơ lược về mô cơ:
1. Mô cơ:

2. Vai trò và chức năng:
Cấu trúc hóa – sinh học:
1. Cấu tạo sợi cơ:
2. Cấu tạo một sarcomere:
3. Các Protein cấu tạo nên cơ:
4. Cấu tạo sợi dày:
5. Cấu tạo sợi mảnh:
6. Phân loại cơ theo thành phần hóa học và chức năng:
a. Mô cơ Type-I (chậm):
b.Mô cơ Type-II(nhanh):
Phản ứng hóa - sinh học:
1. Đường phân glycosis:
2. Chu trình Krebs:
3. Kết quả:
4. Quá trình tạo lực co từ ATP:
a. Các phản ứng tích lũy:
b.Vai trò của Calcium và sự điều hòa Calcium trong Sarcoplasma:
c. Quá trình nghỉ của cơ:
5. Acid Lactic:

1


I. Sơ lược về mô cơ:
1. Mô cơ:
 Mô cơ là một loại mô liên kết mềm trong cơ thể hầu hết động vật.

Cấu tạo cơ của một số động vật và con người

2



Cấu tạo cơ vân

 Mô cơ có 2 chức năng cơ học chính:
‒ Sinh ra lực để thực hiện nhiều công việc khác nhau.
‒ Chuyển động cơ thể: Mô cơ chịu trách nhiệm điều khiển và duy trì hoạt
động, tư thế của cơ thể và hoạt động của các nội quan như tim, ruột…
 Mô cơ được chia làm 3 loại với tính chất khác nhau:
‒ Cơ trơn là loại cơ không điểu khiển được theo ý thức, do cơ thể tự lập trình
hoạt động khi có nhu cầu. Đặc điểm của cơ trơn là co yếu, lâu mỏi (ví dụ
như cơ ruột, dạ dày).
‒ Cơ vân là loại cơ điều khiển được theo ý thức, với khả năng sử dụng nhiều
năng lượng một lúc nên cơ vân có thể tạo ra lực rất mạnh, nhanh, nhưng
mau mỏi. Chúng là yếu tố tạo ra sức mạnh cơ bắp cho cơ thể.
‒ Cơ tim là loại cơ có khả năng hoạt động nhịp nhàng liên tục suốt cuộc đời
cá thể.

3


Các loại cơ

2. Vai trò và chức năng của mô cơ:
Ngoài 2 chức năng cơ học là vận động và sinh lực đã nói ở phần sơ lược, mô cơ còn có
các chức năng khác gồm:
 Che chở - bảo vệ: Đối với một người nam trung bình, 42% khối lượng cơ thể là
khối lượng của các mô cơ. Do chiếm một phần lớn trong khối lượng cơ thể, và hầu
hết các bộ phận cơ thể đều có cơ nằm ngay phía dưới da – lớp ngoài cùng, nên mô
cơ có vai trò che chở cơ thể khỏi tác động bên ngoài (giảm chấn thương…).

 Dự trữ năng lượng: Mô cơ dự trữ năng lượng dưới dạng sản phẩm điều chế từ ATP
và có thể biến thành ATP trở lại khi cần thiết. Mô cơ còn lưu trữ Glucose dưới
dạng glycogen. Glycogen có thể được biến trở lại thành glucose khi mô cơ cần thực
hiện những hoạt động lâu dài, cần gắng sức.

4


 Kích thích tổng hợp hormone: Các nhà khoa học mới đây đã nghiên cứu hormone
Irisin có khả năng biến mỡ trắng thành mỡ nâu được sinh ra do vận động mô cơ.
 Điều hòa nhiệt: Khi cơ thể bị lạnh, hệ thần kinh sẽ truyền tín hiệu xuống các mô
cơ, khởi động phản ứng tự điều hòa thân nhiệt thông qua co rút cơ bắp (hay còn gọi
là run). Hoạt động này tiêu tốn nhiều năng lượng.

II. Cấu trúc lý - hóa – sinh học:
1. Cấu tạo của sợi cơ:
Mô cơ được bao bọc bởi lớp mô liên kết dày gọi là epimysium. Những mô liên kết này nối
những mô sợi cơ với nhau và chống lại ma sát giữa các sợi cơ với nhau.10 -100 tơ cơ bó
lại với nhau thành từng bó. Xung quanh các bó cơ là đường đi của mạch máu và dây
thần kinh. Tơ cơ – hay còn gọi là tế bào cơ, được cấu tạo từ các sợi myofibril. Sợi này
được phân đều thành các dĩa sáng và dĩa tối xen kẽ nhau. Cấu trúc gồm 2 sáng 1 tối gọi
là 1 sarcomere. Một sarcomere gồm các sợi protein myosin và actin xếp xen kẽ nhau.

5


Cấu tạo vi phẫu của mô cơ

Có thể tham khảo bảng sau để hiểu hơn về cấu tại vài chức năng của từng cấu trúc:


Sợi dày
Sợi mỏng
Sarcomere
Myofibril
Myofiber
Cơ

Tổ chức protein trong mô cơ
Gồm hàng trăm tế bào myosin dài, nằm cạnh nhau tạo thành một phức
hợp.
Gồm một dãy thẳng hàng các monomere actic, xoắn lại với nhau
Một đơn vị co cơ, giới hạn từ dĩa Z này sang dĩa Z khác
Nhiều sarcomere gắn lại đuôi nối đuôi tạo thành
Một tế bào cơ với đầy đủ những bào quan như những tế bào bình thường +
các sợi myofibril
Tổ chức gồm nhiều tế bào myofiber

2. Cấu tạo của một sarcomere:
 Mỗi sarcomere được cấu thành từ hàng trăm protein dạng sợi gắn lại với nhau
gọi là myofilament. 2 loại myofilament được phân biệt dựa vô kích thước và
thành phần cấu tạo của chúng. Myofilament dày được tạo thành từ vi sợi protein
dài gọi là myosin. Myofilament mỏng gồm một dãy thẳng hàng các monomere
actic, xoắn lại với nhau. Ngoài ra còn có các protein phụ kiện khác sẽ được trình
6


bày ở dưới. Những protein hình thành nên đĩa Z, gồm α actinin, hoạt động như
một hệ thống neo những vi sợi mỏng actin để giữ chúng thành một tổ chức.
Protein của đĩa Z cũng thừng xuất hiện liên tục dọc theo bề dày của sợi cơ nhằm
đóng vai trò là vật neo giữ những sợi myofibril trong tổ chức myofiber. Đầu còn

lại của myofilament mỏng nằm tự do trong dich sarcoplasm và được bọc bởi β
actinin.
 Theo như trên hình, ta còn thấy đĩa M, nằm giữa Sarcomere. Đĩa M đóng vai trò
như neo giữ những sợi tơ dày myosin. Những sợi dày mọc dài ra về phía đĩa Z
và tạo nên 1 sarcomere.
 Khi xem xét mặt cắt ngang của 1 sarcomere, ta có thể thấy 6 sợi mỏng bao
quanh 1 sợi dày tạo thành hình lục giác. Những sợi dày cũng được sắp xếp
thành hình lục giác đối với những sợi dày khác. Khi co cơ, khoảng cách giữa 2
đĩa Z sẽ thay đổi. Nhưng đĩa M thì không thay đổi vị trí, luôn nằm giữa
sarcomere. Sợi cơ thay đổi kích thước do sợi mỏng bị kéo theo bới sợi dày về
phía đĩa M.

3. Các protein cấu thành nên sợi tơ cơ gồm:
 Actin: Là loại protein có khả năng chuyển hóa ATP thành cơ năng. Có khối lượng
riêng thuộc dạng lớn nhất trong các loại protein. Cấu tạo của actin là dưới dạng sợi
tơ. Quá trình hình thành các sợi này trải qua một chu trình phức tạp, bao gồm quá
trình kích hoạt G-Actin để gắn ADP lên Actin. Actin chịu trách nhiệm quá trình
chia đôi tế bào, hình thành hình dạng và chuyển động của chúng. Các sợi actin
được kết nối với màng tế bào thông qua vinculin. Nhiệm vụ của Actin bao gồm:

7


Hỗ trợ vận động tế bào, giúp luân chuyển dễ dàng dịch tế bào, truyền tín hiệu và
làm chắc cytoplasm.
 Myosin: Là loại protein vận động, thường gắn liền với sợi actin để hình thành tổ
hợp Myosin-actin điều khiển hoạt động của cơ. Gồm 2 loại myosin-1 và myosin-2.
Myosin-1 có nhiệm vụ tương tự như actin trong việc vận hành sợi cơ. Myosin-2
được cấu tạo từ chuỗi lớn amino acids. Myosin-2 có cấu tạo gồm đầu và đuôi, có
nhiệm vụ định hướng và duy trì vị trí với các sợi myosin khác. Myosin nặng

khoảng 500,000 daltons
 Các protein phụ :
‒ α actinin: là protein liên kết sợi actin với dĩa Z. của sợi cơ.
‒ β-actinin: ổn định cấu trúc của sợi mảnh.
‒ troponin và tropomyosin: đây là 2 loại protein gắn trên sợi actin. Trong
các sợi cơ, 2 protein này gắn liền với nhau, troponin là một phức hợp cấu
tạo từ: troponin C (nơi Ca2+ gắn vào), troponin I (chủ thế - inhibitor) và
troponin T (gắn với tropomyosin). Có vai trò hoạt hóa tương tác của
myosin và actin khi có nồng độ Ca2+ cao (do xung thần kinh truyền
xuống).
‒ C protein: Có vai trò bó những sợi myosin lại với nhau.
‒ Protein đĩa M: Tương tự như protein C.
4. Cấu tạo của một sợi myofilament dày:
 Một sợi dày được hình thành từ 400 myosin tế bào, gắn mỗi bên của đĩa M 200
myosin. Chúng được kết nối với nhau bằng C và M protein thành từng bó. Sợi dày
được chia làm 2 đầu bởi 1 tổ chức gọi là Trypsin, một đầu gắn một “bộ phận bám”
và một đầu là chuỗi amino acid còn lại. Đai trypsin rất nhạy cảm với các phản ứng
protease, tạo điều kiện để chuyển hóa năng lượng ATP thành năng lượng cơ học.
Ngoài ra ở đầu có “bộ phận bám” còn được chia làm 2 bởi papain: 1 phần gọi là
SF-1, phần còn lại gọi là SF-2. Những hoạt động liên quan tới ATP của myosin
đều gắn với SF-1. Sự co cơ là dò kết quả của sự bám của đầu bám vào trong sợi
mảnh actin.

8


Cấu tạo của thick myofilament

5. Cấu tạo của sợi mỏng actin:
 Được cấu tạo từ nhiều đơn vị nhỏ G-actin và những protein phụ khác. Trong sợi

mỏng, G-actin được polymere hóa để tạo thành sợi dài gọi là F-actin. Một đôi sợi
F-actin xoắn lại với nhau tạo thành khung của cấu trúc sợi mảnh.
 Mỗi đơn vị G-actin có chứa một vị trí để gắn ADP/ATP. Khi đã được polymere
hóa, sợi mỏng được ổn định về cấu trúc bới β-actinin. Ngoài ra, mỗi G-actin còn
có một vị trí để gắn đầu myosin.
 2 protein phụ chủ yếu của sợi mảnh gồm tropomyosin và troponin. Tropomyosin
có dạng dài, giống que, xoắn αβ vài dài bằng 7 đơn vị G-actin. Mỗi cặp
tropomyosin gắn với 7 cặp G-actin dọc theo sợi mảnh. Khi cơ nghỉ, tropomyosin
ngăn không cho myosin và actin gắn với nhau, do đó không co cơ được. Troponin
là protein phụ thứ 2, gắn tropomyosin với actin. Chính troponin quyết định khả
năng gắn tropomyosin lên sợi myosin, và do đó điều hòa sự co cơ. Khi có ion
Ca2+, troponin-C sẽ dịch chuyển tropomyosin ra xa vị trí gắn myosin lên actin, và
nhờ đó sẽ kích thích các myosin và actin gắn với nhau.
 Nói ngắn gọn: tropomyosin là nút đậy không cho actin và myosin tương tác với
nhau. Khi có Ca2+ thì nắp mở do phức hợp troponin-Ca kéo tropomyosin ra khỏi
vị trí đậy. Sau khi Ca2+ bị loại bỏ bằng một dây chuyền phản ứng khác, thì
tropomyosin được hoạt hóa trở lại.

9


Cấu tạo của sợi mỏng và các protein

Quá trình hoạt hóa chỗ gắn myosin

10


6. Phân loại cơ theo thành phần hóa học và chức năng:
 Những hiểu biết hiện nay về mô cơ gói gọn trong mô hình sợi cơ trượt. Mô hình

này có thể áp dụng lên các loại cơ vân, trơn, cơ tim và những hoạt động cơ học
khác trong cơ thể, bao gồm cả sự tự dịch chuyển của tế bào. Do những kiến thức
thu thập được giải thích tốt nhất hoạt động của cơ vân, nên ở đây sẽ trình bày
chủ yếu về cấu tạo của cơ vân, và nếu cần thiết sẽ có những chú thích về sự khác
nhau đối với các loại cơ khác.
 Cơ vân được chia làm 2 loại chính: Loại cơ chậm (type I) và loại cơ nhanh (type
II).
a.Mô cơ Type-I:
‒

Cơ co chậm chủ yếu sử dụng năng lượng từ quá trình oxy hóa acid béo. Nó
có mật động mitochondria và myoglobin cao. Đó là lý do tại sao cơ co
chậm Type-I có màu đỏ. Cơ Type-I mặc dù không tạo được lực mạnh
nhưng bù lại có thể chịu được cường độ lực kéo dài và lâu mỏi.

b. Mô cơ Type II:
‒

Được chia làm 2 loại nhỏ hơn là type-IIa và Type-IIb:
› Type IIa là những sợi cơ trung gian, có thể sử dụng cả 2 con đường
chuyển hóa năng lương (gồm aerobic nhằm phục vụ cho hoạt động
cần ít sức mạnh nhưng có thời gian kéo dài và anaerobic nhằm phục
vụ cho hoạt động cần sức mạnh tức thì nhưng không kéo dài) để sản
sinh ATP.
› Type IIb là những sợi cơ co nhanh thuần. Sợi cơ nhanh sử dụng con
đường đường phân để tạo pyruvate và ATP, có ít mitochondria và
myoglobin nên có màu trắng.
› Mô cơ Type-II sẽ có tốc độ mệt mau hơn nhưng bù lại có khả năng
tạo lực mạnh
› Mô cơ Type-II muốn sinh công phải trải qua dây chuyền phản ứng

ngắn hơn so với cơ Type-I. Do đó, có thể sinh công nhanh hơn rất
nhiều.

11


Mô cơ type-I và type-II

III. Phản ứng hóa - sinh học:
 Vai trò của ATP (Adinosintriphosphate):
‒ Nguồn năng lượng chính cung cấp cho hô hấp, và vận động.
‒ Cung cấp năng lượng để thực hiện co cơ, rút ngắn khoảng cách cầu nối actin,
myosin.
‒ Quá trình dự trữ ATP của cơ bắp và hoạt hóa trở lại được mô tả thông qua
hình sau:

Quá trình chuyển hóa ATP của trong mô cơ

12


Quá trình tạo ra ATP từ Creatin Phosphate

‒ Trên đây trình bày một cách để hình thành ATP của cơ bắp. Nguồn ATP còn
được sinh ra từ quá trình hô hấp hiếu khí, cụ thể như sau:
1. Đường phân (glycolysis):
‒ Là giai đoạn phân huỷ phân tử glucose tạo ra axitpyruvic và NADH2.
Điểm đặc biệt của quá trình đường phân là không phải phân tử đường tự do
phân giải mà phân tử đường đã được hoạt hoá nhờ quá trình photphoryl hoá
tạo dạng đường – photphat. Ở dạng đường photphat phân tử trở nên hoạt

động hơn dễ bị biến đổi hơn.
‒ Đường phân được chia làm 2 giai đoạn, mỗi giai đoạn xảy ra nhiều phản ứng
phức tạp:
‒ Giai đoạn đầu tiên là phân cắt đường glucose thành 2 phân tử đường 3C:
AlPG và PDA. Giai đoạn hai là biến đổi các đường 3C thành Axit pyruvic.
‒ Kết quả của quá trình đường phân có thể tóm tắt như sau:

C6H12O6 + 2 NAD + 2ADP + 2H3PO4 => 2CH3COCOOH + 2NADH2 +
2ATP

13


Quy trình chuyển hóa Glycosis

2. Chu trình Krebs:
‒ Sau khi đường phân phân huỷ glucose tạo ra Axit pyruvic, trong điều kiện
hiếu khí Axit pyruvic tiếp tục bị phân huỷ
hoàn toàn. Sự phân huỷ này xảy ra theo chu trình được H.Krebs kh
ám phá từ năm 1937. Đó là chu trình Krebs.
‒ Quá trình phân huỷ axit pyruvic qua chu trình Krebs xảy ra trong cơ chất ty
thể nhờ sự xúc tác nhiều hệ enzime. Bản chất của các phản ứng xảy ra trong
chu trình Krebs chủ yếu là decacboxyl hoá và dehydro hoá axit pyruvic.
‒ Chu trình gồm 2 phần:
›
›

Phân huỷ axit pyruvic tạo CO2 và các coenzime khử.
Các coenzime khử thực hiện chuỗi hô hấp để tạo H2O và tổng
hợp ATP


14


Chu trình Krebs

3. Kết quả:
‒ Thủy phân creatine phosphate: quá trình tạo ra 1 phân tử ATP mỗi phân tử
creatine phosphate.
‒ Glycolysis: quá trình tạo ra 2 ATP mỗi phân tử glucose
‒ Chu trình Krebs tạo 4NADH2, 1FADH2 và 1 ATP. Các coenzime khử
NADH2 và FADH2 thực hiện chuỗi hô hấp sẽ tổng hợp ATP:
4 NADH2 x 3 = 12 ATP
1 FADH2 x 2 = 2 ATP
1 ATP = 1ATP
--------------------------------Tổng : 15ATP
‒ Như vậy cứ 1 Axit pyruvic phân huỷ qua chu trình tạo ra được 15 ATP, nên
từ 2 A.pyruvic sẽ tạo được 30 ATP. Trong chặng đường phân tạo ra được
2ATP + 2NADH2 => 8ATP. Vậy hô hấp hiếu khí cung cấp cho tế bào 38
ATP khi phân huỷ một phân tử glucose.

15


4. Phản ứng tạo sự co cơ từ ATP:
a. Các phản ứng tích lũy:
‒ Khi cơ nghỉ, chỗ nối actomyosin bị che khuất bởi tropomyosin, sợi myosin
lúc này ở trạng thái năng lượng tích lũy cao để sẵn sàng cho hoạt động co
cơ khác. ATP có vai trò tích lũy năng lượng cho myosin:
(M-ATP)   (M*-ADP-Pi)

‒

Khi có sự xuất hiện của Ca, chỗ gắn actomyosin được giải phóng, myosin
bám vào actin, xảy ra phản ứng đưa myosin về trạng thái năng lượng thấp.
Năng lượng thoát ra dưới dạng công cơ:
(M*-ADP-Pi) + A  (M*-ADP-A)+Pi
(M*-ADP-A) (M-A) + ADP

‒ Sau khi sinh công, 2 sợi actin và myosin vẫn bị dính với nhau cho tới khi
xảy ra phản ứng:
(MA)+ATP (M-ATP)+A
‒ Ở đây ra lại thấy sự xuất hiện của (M-ATP), là thành phần của phản ứng
đầu tiên. Vòng tròn này lặp đi lặp lại trong suốt quá trình co cơ.

16


b. Vai trò của Calcium và sự điều hòa Calcium trong Sarcoplasma:
‒ Sự kích thích cơ bắt nguồn từ sự nâng cao nồng độ calcium do sự dẫn
truyền thần kinh. Kích thích bắt đầu bằng sự khử cực của sarcolema, lan
sang một loạt các hệ thống khác và cuồi cùng mở kênh calcium trên màng
SR. Từ đó, một lượng lớn ion Calcium sẽ khuếch tán vào trong dịch và gắn
với Tn-C, sinh ra hoạt động co cơ (quá trình này đã được đề cập ở trên).
Nồng độ để co cơ là khoảng 1μM-5 μM calcium.

Quá trình khuếch tán Calcium

17



c. Quá trình nghỉ của cơ:
‒ Khi cơ ở trạng thái nghỉ, màng sarcoplasmic trở lại trang thái nghỉ, cũng
như toàn bộ hệ thống truyền xung và màng SR. Calcium được bơm ra khỏi
dịch sarcoplasma bằng bơm ATP. Cứ mỗi ATP bị thủy phân, ta bơm được
2 ion Calcium.. Ngoài ra, mặt trong của màng sarcoplasmic còn có các
glycoprotein có khả năng gắn với calcium gọi là Calsequestrin  làm giảm
nồng độ Calcium trong dịch.
5. Lactic acid (Lactate)- Sự mỏi của cơ:
‒ Khi cơ hoạt đông, Axit pyruvic được tạo ra từ quá trình hô hấp sẽ sinh ra
Acid lactic thông qua phản ứng sau:

‒ Acid lactic sẽ được sinh ra nhanh hơn khả năng loại bỏ nó của cơ bắp. Khi
acid lactic tích tụ sẽ gây ra hiện tượng mỏi cơ do làm giảm pH của cơ.
‒ Sự sản sinh ra acid lactic rất cần thiết bởi nó tạo ra
sản phẩm NAD+ dùng trong quá trình tạo ra acid
pyruvic từ glucose, đảm bảo cho việc duy trì vận
động. Lactase có thể được loại bỏ qua 2 con
đường sau đây:
›

›

Oxi hóa ngược trở lại Pyruvate khi cơ bắp
được cung câp đầy đủ oxi; Pyruvate sau đó
sẽ được sử dụng trong chu trình Krebs.
Biến đổi thành Glucose thông qua quá
trình gluconeogenesis trong gan và sau đó
giải phóng trở lại vào hệ tuần hoàn. Chu
trình này gọi là chu trình Cori; Nếu không


18


được giải phóng, glucose sẽ được dùng để lấp đầy glycogen trong
gan.
‒ Khi bị mỏi cơ, cần nghỉ ngơi, tắm nước nóng, cũng như xoa bóp để tăng
tuần hoàn máu, giúp acid lactic mau chóng được chuyển hóa.
‒ Ngoài ra, khi không có đủ ATP để hoạt hóa sợi cơ cũng như bơm Ca ra
ngoài, mitochondria sẽ thay thế ATP làm nhiệm vụ đó, gỡ bỏ Ca ra khỏi
Tn-C, giúp sợi cơ sẵn sàng co tiếp. Nhưng do sợi Myosin không được tích
lũy năng lượng trở lại, nên khi co cơ, năng lượng sinh ra không nhiều. Khi
đó ta nói cơ bị mỏi.
6. Vai trò của protein đối với hệ mô cơ:
‒ Phục hồi những mô bị tổn thương (do va đập, giãn…)
‒ Mô cơ được xây dựng từ các protein, do đó, tiêu thụ protein sẽ giúp xây
dựng và phục hồi cơ bắp và xương.
‒ Kiểm soát nhiều quá trình quan trọng liên quan đến sự trao đổi chất của cơ
thể.

Nguồn tham khảo:
‒ />‒ />‒ />yosin
‒ />‒ />‒ />‒ />
19