Tế bào cơ là gì? Cấu tạo, phân loại và vai trò trong cơ thể

Trong cơ thể người, tế bào cơ là một trong những loại tế bào chuyên biệt và quan trọng nhất, đảm nhận vai trò không thể thiếu trong mọi hoạt động vận động, từ những chuyển động đơn giản như nhấc tay, đi bộ cho đến các chức năng sống còn như nhịp đập của tim và nhu động ruột. Hãy cùng Mescells tìm hiểu về tế bào cơ trong bài viết sau đây.

1. Tế bào cơ là gì?

Các tế bào cơ là các tế bào chuyên biệt được thiết kế để co cơ, chứa các sợi cơ (actin/myosin), nhiều ty thể để tạo năng lượng và một màng chuyên biệt gọi là màng tế bào cơ (sarcolemma).

Về mặt sinh học, tế bào cơ tạo ra lực cơ học thông qua cơ chế trượt sợi: các sợi protein actin và myosin trượt qua nhau, làm rút ngắn đơn vị co cơ (sarcomere), từ đó làm co toàn bộ sợi cơ. Cơ thể người có khoảng 320 cặp cơ vân đối xứng hai bên và hàng tỷ tế bào cơ thuộc nhiều loại khác nhau, mỗi loại phục vụ một chức năng sinh lý riêng biệt.

Tế bào cơ là tế bào chuyên biệt đảm nhận chức năng vận động của cơ thể 

2. Cấu tạo của tế bào cơ

Tế bào cơ gồm các thành phần chính là màng tế bào, tế bào chất cơ ,tơ cơ và ti thể. cụ thể như sau:

Màng tế bào (sarcolemma): Màng cơ là màng sinh chất bao bọc tế bào cơ, bao gồm màng huyết tương và lớp vỏ ngoài. Nó có chức năng bảo vệ, dẫn truyền điện thế hoạt động để kích thích co cơ và kết nối các sợi cơ vào mô liên kết. Sarcolemma có cấu trúc đặc biệt với các ống T (T-tubules) giúp lan truyền tín hiệu sâu vào bên trong sợi cơ.

Tế bào chất cơ (sarcoplasm): Là chất nguyên sinh dạng lỏng nằm trong tế bào cơ, được bao bọc bởi màng sinh chất. Thành phần này chuyên biệt hóa với nồng độ cao glycogen, ty thể, myoglobin và lưới nội chất cơ (sarcoplasmic reticulum), chức năng chính là cung cấp năng lượng và lưu trữ, giải phóng canxi để điều khiển quá trình co cơ.

Tơ cơ (myofibril): Là các cấu trúc sợi nhỏ co rút chạy dọc trong tế bào cơ, được cấu tạo từ các đơn vị sarcomere lặp lại, chứa hai loại protein chính là actin (sợi mỏng) và myosin (sợi dày). Sự tương tác, trượt lên nhau của actin và myosin nhờ năng lượng ATP tạo ra sự co cơ, giúp cơ thể vận động (1).

Ti thể (mitochondria): Hoạt động như “nhà máy năng lượng” trong tế bào cơ, sản xuất phần lớn ATP (năng lượng sinh học) thông qua hô hấp tế bào để phục vụ co cơ. Do nhu cầu năng lượng cao, tế bào cơ, đặc biệt là cơ tim và cơ vân (cơ đỏ), chứa mật độ ti thể rất lớn để chuyển hóa chất béo và carbohydrate thành ATP.

Cấu tạo của tế bào cơ gồm bốn thành phần quan trọng 

3. Phân loại tế bào cơ

3.1. Các tế bào cơ xương (Skeletal muscle cells)

Các tế bào này được tìm thấy gắn liền với xương và đóng nhiều vai trò khác nhau trong cơ thể, chẳng hạn như tạo chuyển động, hỗ trợ tư thế và điều hòa nhiệt độ cơ thể.

Tế bào cơ xương có hình trụ dài, nhiều nhân và có vân. Mỗi nhân điều chỉnh nhu cầu trao đổi chất của chất nguyên sinh xung quanh nó. Tế bào cơ xương có nhu cầu năng lượng cao, vì vậy chúng chứa nhiều ty thể để tạo ra đủ ATP (2). Chất nguyên sinh bao gồm các sợi cơ được tạo thành từ các sợi mảnh và sợi dày. Những tế bào này tạo thành cơ mà chúng ta sử dụng để di chuyển và tạo ra sự co cơ nhờ quá trình trượt của đầu myosin trên các sợi actin. Quá trình này được điều chỉnh bởi các yếu tố như canxi, troponin, tropomyosin và ống T.

3.2. Các tế bào cơ tim (Cardiac muscle cells)

Các tế bào cơ tim tạo nên mô cơ của tim và chỉ có ở tim. Chúng đóng vai trò quan trọng trong việc lưu thông máu khắp cơ thể. Các tế bào cơ tim co bóp không tự chủ và được điều khiển bởi hệ thần kinh tự chủ, khác với các tế bào cơ xương được điều khiển bởi ý muốn của cơ thể.

Tế bào cơ tim ngắn, hẹp và có hình dạng gần như hình chữ nhật. Chúng chứa một nhân duy nhất, có các bào quan tương tự như tế bào cơ xương và nhiều sarcosome, cung cấp năng lượng cần thiết cho sự co bóp. Các tế bào cơ tim được liên kết với nhau về mặt cấu trúc bởi các đĩa xen kẽ có các khe nối để khuếch tán và truyền tín hiệu. Chúng cho phép truyền lực co bóp giữa các tế bào khi quá trình khử cực điện lan truyền từ tế bào này sang tế bào khác, tạo điều kiện cho lực co bóp đồng đều. Vì các tế bào tim này không thể phân chia, nên các tế bào vệ tinh chịu trách nhiệm thay thế các tế bào bị tổn thương.

3.3. Các tế bào cơ trơn (Smooth muscle cells)

Chúng được tìm thấy trong lớp lót của các cơ quan rỗng như dạ dày và mạch máu. Hoạt động co bóp của chúng không tiến hành tự động mà được điều khiển bởi hệ thần kinh tự chủ. Các tế bào này chịu trách nhiệm cho các chuyển động không theo ý muốn như nhu động ruột trong đường tiêu hóa và điều hòa lưu lượng máu trong mạch máu (3).

Tế bào cơ trơn có tính đàn hồi, không có vân, hình thoi và chứa một nhân ở trung tâm. Tế bào cơ trơn được sắp xếp thành từng lớp và cấu trúc này cho phép chúng co bóp đồng thời. Chúng có mạng lưới nội chất kém phát triển và không chứa ống T do kích thước tế bào hạn chế. Tuy nhiên, chúng vẫn chứa các bào quan bình thường khác như thể lưới cơ nhưng với số lượng ít hơn.

Tế bào cơ được phân loại dựa trên cấu trúc và chức năng

4. Vai trò của tế bào cơ trong cơ thể

Vận động chủ động: Đây là vai trò trực quan và phổ biến nhất của tế bào cơ. Cơ thể có khả năng tạo ra chuyển động thô (gross motor skills) – ví dụ như đi dạo, chạy, bơi lội, và chuyển động tinh (fine motor skills) – ví dụ như viết, nói, biểu cảm gương mặt. Tế bào cơ xương co giãn giúp cơ thể thực hiện tất cả các chuyển động này

Hoạt động nội tạng: Tế bào cơ tim đảm bảo tim co bóp đều đặn, bơm máu đến toàn bộ cơ thể – một chức năng hoàn toàn tự động và không ngừng nghỉ suốt cuộc đời. Trong khi đó, tế bào cơ trơn điều phối nhu động ruột đẩy thức ăn qua hệ tiêu hóa, điều chỉnh đường kính mạch máu để kiểm soát huyết áp và thực hiện các phản xạ quan trọng như co bóp phế quản, bàng quang, tử cung.

Duy trì tư thế và cấu trúc: Ngay cả khi cơ thể đứng yên, nhiều tế bào cơ vẫn liên tục hoạt động ở mức độ thấp để duy trì tư thế thẳng đứng và ổn định các khớp. Các cơ cốt lõi (core muscles) bao gồm cơ bụng, cơ lưng và cơ xương chậu đóng vai trò đặc biệt quan trọng trong việc hỗ trợ cột sống và ngăn ngừa chấn thương khi nâng vật nặng hay thực hiện các hoạt động thể lực.

Tạo nhiệt: Co cơ là một trong những hoạt động sinh nhiệt chính của cơ thể. Khi nhiệt độ môi trường giảm thấp, cơ thể kích hoạt phản xạ run cơ – là hiện tượng tế bào cơ co rút nhanh và không tự nguyện để sinh nhiệt, giúp duy trì nhiệt độ cơ thể ổn định ở 37°C. Ngoài ra, trong quá trình tập luyện thể thao, cơ bắp sinh ra nhiệt lượng đáng kể và cơ thể phải kích hoạt cơ chế toát mồ hôi để giải nhiệt.

Chức năng chuyển hóa: Tế bào cơ đóng vai trò là nguồn dự trữ chính cho các axit amin và giúp điều chỉnh lượng đường trong máu cũng như quá trình chuyển hóa lipid. Chúng dự trữ glycogen (đường dự phòng) và hấp thu glucose từ máu dưới tác dụng của insulin. Khối lượng cơ bắp cao đồng nghĩa với khả năng hấp thu glucose tốt hơn – đây là lý do tại sao tập luyện kháng lực có tác dụng cải thiện độ nhạy insulin và hỗ trợ kiểm soát đường huyết ở người mắc tiểu đường tuýp 2.

Tế bào cơ xương co giãn giúp cơ thể chuyển động 

Tế bào cơ là những đơn vị sinh học chuyên biệt cao với vai trò không thể thiếu trong cơ thể người. Chúng giúp cơ thể vận động chủ động, duy trì nhịp tim, điều phối nội tạng và tạo nhiệt, bảo vệ sức khỏe toàn thân. Việc hiểu biết về cấu tạo và cơ chế hoạt động của tế bào cơ là nền tảng quan trọng cho y học thể thao, phục hồi chức năng và điều trị các bệnh cơ xương khớp hiện đại.

NGUỒN THAM KHẢO

• (1): Denise Louise Smith. n.d. “Chapter 2 – Understanding Muscle Contraction.” ScienceDirect. https://www.sciencedirect.com/science/chapter/edited-volume/abs/pii/B9780443066429500058.
• (2): “Skeletal muscle: A review of molecular structure and function, in health and disease.” n.d. PMC. https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC6916202/.
• (3): A.D Bach MD. 2003. “Engineering of muscle tissue.” ScienceDirect. https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0094129803000774.

HỆ THỐNG Y TẾ CHUYÊN SÂU Y HỌC TÁI TẠO VÀ TRỊ LIỆU TẾ BÀO MESCELLS | MSC

• Hotline: 0866 022 097
• Địa chỉ: TT21, số 204 Nguyễn Tuân, phường Thanh Xuân, Hà Nội, Việt Nam.
• Fanpage: Viện Nghiên Cứu Ứng Dụng Công Nghệ Tế Bào Mescells