Đơn vị vận động là một nhóm các sợi được bao bọc bởi một tế bào thần kinh vận động duy nhất. Số lượng sợi trong một đơn vị có thể thay đổi tùy thuộc vào chức năng của cơ. Các chuyển động mà nó cung cấp càng nhỏ, đơn vị động cơ càng nhỏ và cần ít nỗ lực hơn để kích thích nó.
Đơn vị động cơ: phân loại của chúng
Có một điểm quan trọng trong việc nghiên cứu chủ đề này. Có những tiêu chí mà bất kỳ đơn vị động cơ nào cũng có thể được đặc trưng. Sinh lý học với tư cách là một khoa học phân biệt hai tiêu chí:
- tốc độ co lại để đáp ứng với sự dẫn truyền xung động;
- tốc độ mệt mỏi.
Theo đó, dựa trên các chỉ số này, có thể phân biệt ba loại đơn vị động cơ.
- Chậm, không mệt. Tế bào thần kinh vận động của chúng chứa nhiều myoglobin, có ái lực cao với oxy. Cơ có một số lượng lớn tế bào thần kinh vận động chậm được gọi là màu đỏ vì màu đặc trưng của chúng. Chúng cần thiết để duy trì tư thế của một người và giữ cho anh ta cân bằng.
- Nhanh, mệt. Những cơ như vậy có thể thực hiện một số lượng lớn các cơn co thắt trong một khoảng thời gian ngắn. Sợi của chúng chứa rất nhiều năng lượng, từ đó có thể thu được các phân tử ATP bằng cách sử dụng quá trình phosphoryl hóa oxy hóa.
- Nhanh, chống mệt mỏi. Những sợi này chứa ít ty thể, và ATP được hình thành do sự phân hủy của các phân tử glucose. Những cơ này được gọi là trắng vì chúng thiếu myoglobin.
Các đơn vị thuộc loại đầu tiên
Bộ phận mô tơ thuộc loại đầu tiên hoặc chạy chậm không mệt mỏi, thường thấy ở các cơ lớn. Các motoneurons như vậy có ngưỡng kích thích và tốc độ của xung thần kinh thấp. Quá trình trung tâm của các nhánh tế bào thần kinh ở phần tận cùng của nó và hình thành một nhóm nhỏ các sợi. Tần số phóng điện tới các đơn vị vận động chậm là từ sáu đến mười xung mỗi giây. Tế bào thần kinh vận động có thể duy trì nhịp điệu này trong vài chục phút.
Sức mạnh và tốc độ co của các đơn vị vận động của loại đầu tiên ít hơn một lần rưỡi so với các loại đơn vị vận động khác. Lý do cho điều này là tốc độ hình thành ATP thấp và sự giải phóng chậm các ion canxi ra màng tế bào bên ngoài để liên kết với troponin.
Đơn vị thuộc loại thứ hai
Đơn vị vận động của loại này có một tế bào thần kinh vận động lớn với sợi trục dài và dày nằm bên trong một bó sợi cơ lớn. Các tế bào thần kinh này có ngưỡng kích thích cao nhất và tốc độ xung thần kinh cao nhất.
Ở điện áp tối đacơ bắp, tần số xung thần kinh có thể đạt tới năm mươi mỗi giây. Nhưng tế bào thần kinh vận động không thể duy trì tốc độ dẫn truyền như vậy trong thời gian dài, do đó nó nhanh chóng bị mệt mỏi. Sức mạnh và tốc độ co của sợi cơ loại thứ hai cao hơn loại trước vì số lượng myofibrils trong đó nhiều hơn. Chất xơ chứa nhiều enzym phân hủy glucose, nhưng ít ti thể, protein myoglobin và mạch máu hơn.
Đơn vị loại thứ ba
Đơn vị vận động thuộc loại thứ ba dùng để chỉ các sợi cơ nhanh nhưng chống mỏi. Theo đặc điểm của nó, nó phải chiếm một giá trị trung gian giữa loại đơn vị động cơ thứ nhất và loại thứ hai. Các thớ cơ của các cơ như vậy rất khỏe, nhanh và cứng. Họ có thể sử dụng cả con đường hiếu khí và kỵ khí để chiết xuất năng lượng.
Tỷ lệ sợi nhanh và sợi chậm do di truyền quyết định và có thể khác nhau ở mỗi người. Đó là lý do tại sao có người giỏi chạy đường dài, có người dễ dàng vượt qua hàng trăm mét nước rút, và có người phù hợp với cử tạ hơn.
Phản xạ kéo căng và tổ hợp nơ-ron vận động
Khi kéo căng bất kỳ cơ nào, các sợi chậm là cơ phản ứng đầu tiên. Tế bào thần kinh của chúng kích hoạt tới 10 xung mỗi giây. Nếu cơ tiếp tục căng ra, thì tần số của các xung được tạo ra sẽ tăng lên 50. Điều này sẽ dẫn đến sự co lại của loại đơn vị vận động thứ ba và tăng sức mạnh của cơ lên gấp mười lần. Tạikéo dài hơn nữa sẽ kết nối các sợi vận động của loại thứ hai. Điều này sẽ nhân sức mạnh của cơ thêm bốn đến năm lần.
Đơn vị cơ vận động được điều khiển bởi một tế bào thần kinh vận động. Tập hợp các tế bào thần kinh tạo nên một cơ được gọi là nhóm tế bào thần kinh vận động. Một nhóm có thể đồng thời chứa các nơ-ron từ các biểu hiện định tính và định lượng khác nhau của các đơn vị vận động. Do đó, các phần của sợi cơ không được kích hoạt cùng một lúc, nhưng khi sức căng và tốc độ của các xung thần kinh tăng lên.
Nguyên tắc về độ lớn
Đơn vị vận động của cơ, tùy thuộc vào loại của nó, chỉ co lại khi đạt đến ngưỡng tải nhất định. Thứ tự kích thích của các đơn vị vận động là khuôn mẫu: đầu tiên, các nơron vận động nhỏ co lại, sau đó xung thần kinh dần dần đến các nơron lớn. Họa tiết này được Edwood Henneman chú ý vào giữa thế kỷ XX. Ông gọi nó là “nguyên tắc về độ lớn”.
Brown và Bronk nửa thế kỷ trước đã công bố các công trình của họ về nghiên cứu nguyên lý hoạt động của các đơn vị cơ thuộc các loại khác nhau. Họ gợi ý rằng có hai cách để kiểm soát sự co thắt của các sợi cơ. Đầu tiên là tăng tần số của các xung thần kinh và thứ hai là liên quan đến càng nhiều tế bào thần kinh vận động càng tốt trong quá trình này.
