Khớp nối điện – cơ trong cơ tim

TÓM TẮT

Điện thế hoạt động cơ tim

• Sự lan truyền tuyến tính của điện thế hoạt động diễn ra rất nhanh chóng do các tế bào cơ tim dọc theo các sợi cơ có tính liên tục về mặt điện học. Điện thế hoạt động cũng có thể gây khử cực ở một sợi cơ lân cận, và xung điện lan qua tim dưới dạng một “làn sóng”. (Xem ‘Điện thế hoạt động cơ tim’ ở dưới.)

Sự co cơ

• Bộ máy co cơ của tế bào cơ tim là các tơ cơ (myofibril), một cấu trúc hình trụ bao gồm các sợi dày và sợi mỏng chạy song song theo chiều dọc bên trong tơ cơ. (Xem ‘Sự co cơ’ ở dưới.)

Cơ chế

• Co cơ thực chất là sự ngắn lại của các tơ cơ xảy ra khi các sợi dày và sợi mỏng trượt lên nhau (hình 2). Sự trượt của các sợi dày và sợi mỏng được cho là diễn ra thông qua quá trình lặp đi lặp lại: đầu myosin gắn vào actin, phân tử myosin gập lại tại điểm bản lề, giải phóng liên kết giữa các phân tử, và phân tử myosin duỗi ra trước khi gắn lại với actin. Vận động lặp đi lặp lại này được gọi là chu trình cầu nối (cross-bridge cycling). (Xem ‘Cơ chế’ ở dưới.)

Tropomyosin và troponin

• Ở trạng thái nghỉ, sự tương tác giữa sợi dày và sợi mỏng bị cản trở về mặt vật lý bởi protein tropomyosin, nằm dọc theo rãnh của sợi mỏng được tạo bởi hai chuỗi F-actin. (Xem ‘Vai trò của tropomyosin và troponin’ ở dưới.)

Truyền tín hiệu

• Ghép nối kích thích – co cơ (E-C) có thể được xem là quá trình chuyển đổi tín hiệu màng tế bào (điện thế hoạt động) thành kích thích hoạt động của cơ quan đáp ứng trong tế bào (sự co tơ cơ). Chất thông tin thứ hai (second messenger) trong hệ thống truyền tín hiệu này chính là calci. (Xem ‘Truyền tín hiệu’ ở dưới.)
• Sự hình thành, điều hòa và chấm dứt nồng độ đỉnh calci nội bào là bản chất cốt lõi của quá trình ghép nối kích thích – co cơ. (Xem ‘Nồng độ calci nội bào’ ở dưới.)

Điều hòa chức năng cơ tim

Cyclic adenosine monophosphate

• Cyclic adenosine monophosphate (AMP) là chất điều hòa quan trọng nhất đối với quá trình chuyển hóa calci nội bào, qua đó trở thành chất thông tin thứ hai quan trọng nhất trong quá trình ghép nối kích thích – co cơ sau chính bản thân calci. Cyclic AMP được tổng hợp từ adenosine triphosphate dưới xúc tác của enzyme adenylyl cyclase. (Xem ‘Cyclic adenosine monophosphate’ ở dưới.)

Sự thay đổi đáp ứng của tơ cơ đối với calci

• Sự thay đổi sức co bóp mà không làm thay đổi lượng calci nội bào đòi hỏi phải có sự điều chỉnh độ nhạy đáp ứng của tơ cơ đối với calci tự do. (Xem ‘Sự thay đổi đáp ứng của tơ cơ đối với calci’ ở dưới.)

Suy tim

• Sự rối loạn điều hòa calci nội bào đóng vai trò chủ đạo trong cả suy tim tâm thu và suy tim tâm trương. Các thuốc điều hòa calci nội bào là những ứng cử viên tiềm năng trong điều trị suy tim. (Xem ‘Suy tim’ ở dưới.)