Cấu trúc và Tổ chức của Cơ xương

Cơ xương được xây dựng theo một hệ thống phân cấp lồng ghép: các protein co rút tập hợp thành sarcomere, các sarcomere xếp chồng lên nhau thành các sợi cơ (myofibril) bên trong các sợi cơ đa nhân, các sợi cơ bó lại thành các bó cơ (fascicle), và các bó cơ cùng nhau tạo thành toàn bộ cơ. Các bao mô liên kết – nội mạc cơ (endomysium), quanh mạc cơ (perimysium), và thượng mạc cơ (epimysium) – bao bọc từng cấp độ và hội tụ tại gân, do đó tổ chức này liên kết cấu trúc phân tử với lực mà cơ có thể truyền đến xương.

Definition

Cấu trúc cơ xương là tổ chức phân cấp của cơ vân tự chủ – các sarcomere bên trong các sợi cơ (myofibril) bên trong các sợi cơ, được bó lại thành các bó cơ (fascicle) và toàn bộ cơ bởi các bao mô liên kết – cùng với sự sắp xếp kiến trúc của các sợi cơ định hình đầu ra cơ học của cơ.

Scope

Mục này mô tả tổ chức cấu trúc và kiến trúc của cơ xương từ sarcomere đến toàn bộ cơ quan, bao gồm các loại sợi cơ và sự sắp xếp của các sợi cơ so với đường kéo. Đây là một chủ đề tham khảo và giáo dục trong giải phẫu đại thể và vi thể và không cung cấp lời khuyên lâm sàng.

Core questions

• Các cấp độ cấu trúc từ sarcomere đến toàn bộ cơ là gì?
• Các bao mô liên kết tổ chức và truyền lực như thế nào?
• Kiến trúc sợi cơ (song song so với lông chim) định hình chức năng cơ như thế nào?
• Điều gì phân biệt các loại sợi cơ xương chính?

Key concepts

• Sarcomere
• Sợi cơ (myofibril) và sợi tơ cơ (myofilament) (actin, myosin)
• Sợi cơ (myofibre)
• Bó cơ (fascicle)
• Nội mạc cơ (endomysium), quanh mạc cơ (perimysium), thượng mạc cơ (epimysium)
• Góc lông chim (pennation) và kiến trúc cơ
• Các loại sợi cơ (chậm và nhanh)

Mechanisms

Sarcomere là đơn vị co rút lặp lại, được xác định bởi các sợi mỏng (actin) và sợi dày (myosin) chồng lên nhau, có mô hình vân tạo cho cơ xương vẻ ngoài có vân; kính hiển vi giao thoa và kính hiển vi điện tử của các sợi sống và cố định đã tiết lộ rằng các mảng sợi này trượt qua nhau thay vì tự rút ngắn riêng lẻ (huxley-niedergerke-1954, huxley-hanson-1954). Các sarcomere nối tiếp nhau tạo thành các sợi cơ (myofibril), nhiều sợi trong số đó lấp đầy mỗi sợi cơ đa nhân. Các sợi cơ được bao quanh bởi nội mạc cơ (endomysium), được nhóm thành các bó cơ (fascicle) bởi quanh mạc cơ (perimysium), và toàn bộ cơ được bao bọc bởi thượng mạc cơ (epimysium) liên tục với gân. Góc và chiều dài của các sợi cơ so với gân – kiến trúc song song so với kiến trúc lông chim (pennate) – quyết định liệu một cơ ưu tiên lực (diện tích mặt cắt ngang sinh lý lớn) hay biên độ chuyển động (sợi dài), làm cho kiến trúc trở thành yếu tố cấu trúc chính quyết định chức năng (lieber-friden-2000). Các sợi cơ cũng khác nhau về dạng đồng phân myosin và hồ sơ trao đổi chất, xác định các loại co rút chậm và co rút nhanh với các đặc tính tốc độ và mỏi khác biệt (schiaffino-reggiani-2011).

Clinical relevance

Tổ chức cấu trúc của cơ là nền tảng để hiểu cách các chấn thương (chẳng hạn như căng cơ tại chỗ nối cơ-gân) và sự thích nghi (chẳng hạn như phì đại hoặc teo cơ) được hiểu về mặt giải phẫu, và kiến trúc cung cấp thông tin cho các bác sĩ phẫu thuật và bác sĩ lâm sàng khi họ suy luận về lực và biên độ chuyển động của cơ. Chủ đề này là tài liệu tham khảo mô tả và không phải là cơ sở để chẩn đoán hoặc điều trị cá nhân.

Evidence & guidelines

Cấu trúc phân cấp được ghi lại trong các tài liệu tham khảo giải phẫu tiêu chuẩn (standring-2020); cơ sở trượt sợi của sarcomere dựa trên các báo cáo Nature kinh điển năm 1954 (huxley-niedergerke-1954, huxley-hanson-1954), và kiến trúc chức năng và phân loại sợi cơ dựa trên các bài đánh giá đã được bình duyệt (lieber-friden-2000, schiaffino-reggiani-2011).

History

Sự hiểu biết hiện đại về cấu trúc cơ đã được hình thành vào năm 1954, khi hai bài báo trên Nature – một của A. F. Huxley và Niedergerke và một của H. Huxley và Hanson – độc lập mô tả rằng các mảng sợi của sarcomere trượt qua nhau trong quá trình co rút, đặt nền móng cho quan điểm trượt sợi về tổ chức cơ (huxley-niedergerke-1954, huxley-hanson-1954). Công trình hình thái học sau này đã chính thức hóa cách kiến trúc sợi cơ điều chỉnh hiệu suất cơ (lieber-friden-2000).

Key figures

• Andrew Huxley
• Hugh Huxley
• Jean Hanson
• Richard Lieber

Seminal works

• huxley-niedergerke-1954
• huxley-hanson-1954
• lieber-friden-2000

Frequently asked questions

Đơn vị cấu trúc cơ bản của cơ xương là gì?

Sarcomere – đoạn lặp lại của các sợi actin và myosin chồng lên nhau, có vân tạo cho cơ vẻ ngoài có vân và là đơn vị co rút.

Sự khác biệt giữa cơ song song và cơ lông chim là gì?

Ở cơ song song, các sợi cơ chạy dọc theo đường kéo, ưu tiên biên độ rút ngắn; ở cơ lông chim, các sợi cơ gắn vào gân trung tâm theo một góc, đóng gói nhiều sợi hơn trong mặt cắt ngang và ưu tiên lực.