Tế bào cơ trơn là gì? Các bài nghiên cứu khoa học liên quan

Tế bào cơ trơn là loại tế bào cơ vô ý, không vân ngang, hình thoi, chứa actin và myosin, chịu trách nhiệm co giãn chậm và giữ trương lực mạch. Tế bào cơ trơn co giãn chậm và duy trì trương lực chủ yếu qua cơ chế Ca2+-calmodulin/MLCK tác động lên actin‑myosin và điều hòa thần kinh tự chủ.

Giới thiệu và phân loại

Tế bào cơ trơn là đơn vị cấu tạo chính của cơ trơn, thuộc hệ cơ không vân, chịu trách nhiệm co giãn chậm và bền bỉ trong các cơ quan nội tạng. Chúng xuất hiện trong thành mạch máu, đường tiêu hóa, phế quản, tử cung và nhiều cơ quan khác, đóng vai trò thiết yếu trong vận chuyển và điều hòa áp lực nội tạng.

Theo nguồn gốc và hình thức kết nối, cơ trơn phân thành hai loại chính: single‑unit (đơn vị đơn) và multi‑unit (đa đơn vị). Single‑unit có các tế bào liên kết qua gap junction, co đồng bộ; multi‑unit hoạt động độc lập, điều khiển trực tiếp qua thần kinh.

  • Single‑unit: Thành ruột, tử cung, bàng quang; tính đồng bộ cao.
  • Multi‑unit: Cơ thắt đồng tử, cơ dựng lông; điều khiển tinh vi qua thần kinh.

Bảng phân loại cơ trơn theo vị trí và chức năng:

Vị tríLoạiChức năng chính
Thành mạchSingle‑unitDuy trì trương lực, điều hòa huyết áp
Đường tiêu hóaSingle‑unitNhu động, trộn thức ăn
Phế quảnMulti‑unitKiểm soát đường dẫn khí
Tử cungSingle‑unitCo thắt khi sinh

Cấu trúc và hình thái

Tế bào cơ trơn hình thoi, chiều dài dao động từ 20 đến 500 µm, đường kính 2–10 µm. Mỗi tế bào chứa một nhân đơn, dài và thanh, nằm ở trung tâm, không có vạch vân ngang như cơ xương hay cơ tim.

Bào tương bao gồm mạng lưới sợi actin và myosin không theo trật tự định hướng, liên kết với các dense bodies giúp truyền lực co giãn. Mạng lưới nội chất nhẵn (sER) và túi caveolae nằm sát màng tế bào dự trữ và điều hòa nồng độ Ca2+.

  • Sợi actin: Liên kết với dense bodies tạo cấu trúc co giãn.
  • Sợi myosin: Đầu cầu myosin tương tác với actin khi được phosphoryl hóa.
  • Caveolae: Khoảng lõm màng tập trung kênh Ca2+ và receptor.

Hình ảnh cấu trúc tế bào cơ trơn dưới kính hiển vi điện tử cho thấy sự phân bố đều của các sợi cơ và cơ quan nội bào, tạo khả năng co giãn linh hoạt theo nhiều hướng.

Sinh lý và chức năng

Cơ trơn co giãn chậm so với cơ vân, tiêu thụ ít ATP và có khả năng duy trì lực co lâu trong trạng thái “latch state” mà không cần phức tạp tái tạo năng lượng liên tục. Điều này quan trọng để duy trì trương lực cơ mạch và áp lực nội tạng ổn định.

Chức năng chủ yếu:

  1. Duy trì trương lực mạch máu: Điều hòa lưu lượng và huyết áp thông qua co giãn và giãn mạch.
  2. Nhu động tiêu hóa: Tạo sóng co để đẩy và trộn thức ăn dọc ống tiêu hóa.
  3. Điều chỉnh phế quản và tử cung: Co giãn phế quản để kiểm soát lưu thông khí; co tử cung khi sinh và kinh nguyệt.

Khả năng co giãn và duy trì lực này đạt được nhờ cơ chế tương tác actin‑myosin đặc trưng và điều chỉnh enzyme MLCK/MLCP, cho phép cơ trơn hoạt động liên tục suốt thời gian dài.

Thần kinh và điều hòa nội tiết

Hệ thần kinh tự chủ chi phối cơ trơn qua hai đường chính: giao cảm và phó giao cảm. Giao cảm thông qua α₁‑adrenergic receptor gây co mạch, tăng huyết áp; phó giao cảm qua muscarinic receptor M3 kích thích nhu động ruột và co thắt mạnh tử cung.

Các hormon và chất trung gian khác đóng vai trò điều hòa bổ sung:

  • Angiotensin II: Kích thích co mạch mạnh qua AT₁ receptor.
  • Nitric oxide (NO): Giãn cơ trơn mạch qua tăng cGMP nội bào.
  • Prostaglandin: Điều hòa co/giãn tùy loại và vị trí receptor.
  • Oxytocin: Gây co tử cung mạnh trong chuyển dạ.

Tương tác giữa tín hiệu thần kinh và nội tiết tạo ra đáp ứng co giãn linh hoạt, đáp ứng chính xác nhu cầu sinh lý của cơ thể trong các tình huống khác nhau.

Phân bố và các loại cơ trơn

Tế bào cơ trơn phân bố rộng khắp trong cơ thể, từ thành mạch máu đến đường tiêu hóa, phế quản, tử cung, bàng quang và các cơ quan nội tạng khác. Mật độ và tính chất co giãn thay đổi tùy theo chức năng sinh lý của từng cơ quan.

Theo cấu trúc kết nối và đáp ứng thần kinh, cơ trơn được chia thành:

  • Cơ trơn đơn vị (single‑unit): Tế bào liên kết qua gap junction, co đồng bộ như thành ruột, tử cung và bàng quang (NCBI Bookshelf).
  • Cơ trơn đa đơn vị (multi‑unit): Tế bào hoạt động độc lập, nhận tín hiệu trực tiếp từ sợi thần kinh, như cơ thắt đồng tử và cơ dựng lông (Physiol Rev).

Bảng dưới đây tóm tắt đặc điểm phân bố và chức năng chính:

Vị tríLoạiChức năng
Thành mạchSingle‑unitDuy trì trương lực mạch, điều hòa huyết áp
Đường tiêu hóaSingle‑unitNhu động và trộn thức ăn
Phế quảnMulti‑unitĐiều chỉnh đường dẫn khí
Tử cungSingle‑unitCo thắt khi sinh và kinh nguyệt

Cơ chế co cơ

Cơ chế co cơ trơn khởi đầu bằng tín hiệu tăng nồng độ Ca2+ nội bào. Ca2+ gắn vào calmodulin tạo phức Ca2+-CaM, kích hoạt kinase nhẹ chuỗi nhẹ myosin (MLCK), dẫn đến phosphoryl hóa MLC20 và tương tác actin‑myosin.

Phosphoryl hóa chuỗi nhẹ myosin làm đầu myosin liên kết với actin và thực hiện bước trượt, tạo lực co. Khi Ca2+ giảm, myosin phosphatase (MLCP) khử phosphoryl hóa MLC, đưa cơ về trạng thái giãn (Nat Rev Mol Cell Biol).

Latch state là khả năng duy trì lực co lâu dài với mức phosphoryl hóa thấp, tiết kiệm ATP và phù hợp cho chức năng giữ trương lực mạch và áp lực nội tạng ổn định.

Đường truyền tín hiệu

Cơ trơn đáp ứng qua hai con đường chính:

  1. Ca2+/Calmodulin/MLCK: Phụ thuộc nồng độ Ca2+ nhanh, điều khiển co và giãn cơ.
  2. RhoA/ROCK: Ức chế MLCP, duy trì phosphoryl hóa MLC, hỗ trợ co bền lâu và điều hòa trương lực mạch (Arterioscler Thromb Vasc Biol).

Quá trình này được phối hợp với tín hiệu ngoại bào từ receptor α₁, M3, AT₁ và các chất trung gian như NO, cGMP, PKC, giúp điều chỉnh chính xác khả năng co giãn theo tín hiệu thần kinh và nội tiết.

Vai trò trong bệnh lý

Sự điều hòa bất thường của cơ trơn góp phần vào nhiều bệnh lý mạn tính:

  • Tăng huyết áp: Co mạch quá mức làm tăng sức cản ngoại vi.
  • Hen phế quản: Co thắt phế quản quá mức dẫn đến khó thở, cần giãn cơ trơn phế quản.
  • Hội chứng ruột kích thích: Rối loạn nhu động ruột gây đau và tiêu chảy hoặc táo bón.
  • Đau kinh nguyên phát: Co tử cung mạnh, gây đau bụng dưới kịch phát.

Khả năng nhạy cảm cao với các receptor thần kinh và nội tiết khiến cơ trơn dễ bị kích thích quá mức, là mục tiêu điều trị bằng thuốc giãn cơ trơn và kháng receptor.

Phương pháp phân tích và nghiên cứu

Nghiên cứu cơ trơn sử dụng kết hợp nhiều kỹ thuật:

  • Miễn dịch huỳnh quang: Đánh dấu α‑smooth muscle actin để định vị tế bào (Mayo Clinic).
  • Patch‑clamp: Ghi điện thế màng và kênh ion Ca2+, K+ để phân tích đáp ứng điện sinh lý.
  • Đo trương lực in vitro: Mẫu dải mô cơ trơn được gắn vào cảm biến lực để đánh giá co giãn dưới kích thích hóa học hoặc điện học.
  • Hình ảnh Ca2+ live‑cell: Sử dụng cảm biến Fluo‑4 AM hoặc GCaMP để theo dõi biến động Ca2+ trong thời gian thực.

Bảng so sánh ưu nhược điểm các kỹ thuật:

Kỹ thuậtƯu điểmNhược điểm
ImmunofluorescenceĐộ phân giải không gian caoChết mẫu, không quan sát động
Patch‑clampChi tiết dữ liệu điện sinh lýYêu cầu kỹ thuật cao
Đo trương lựcPhản ánh chức năng co giãnKhó mô phỏng hoàn toàn môi trường in vivo

Hướng nghiên cứu tương lai

Các xu hướng nghiên cứu hiện nay tập trung vào:

  • Phát triển thuốc chọn lọc receptor α₁, M3 và Rho kinase để giảm tác dụng phụ.
  • Ứng dụng gene therapy điều chỉnh biểu hiện RhoA/ROCK hoặc MLCP nhằm kiểm soát trương lực bền vững.
  • Vật liệu sinh học và kỹ thuật mô phỏng 3D (organ‑on‑chip) để tái tạo mô cơ trơn trong cấy ghép mạch máu và ruột.
  • Khám phá tín hiệu vi mô trong cơ trơn tim phổi, ruột kết và niệu quản để mở rộng ứng dụng điều trị.

Hợp tác liên ngành giữa sinh học phân tử, dược lý và kỹ thuật y sinh hứa hẹn tạo ra các giải pháp điều trị và nghiên cứu tiên tiến cho bệnh lý liên quan đến cơ trơn.

Tài liệu tham khảo

Các bài báo, nghiên cứu, công bố khoa học về chủ đề tế bào cơ trơn:

Vai trò của khả năng kháng insulin trong bệnh lý ở người Dịch bởi AI
Diabetes - Tập 37 Số 12 - Trang 1595-1607 - 1988
Kháng insulin đối với việc hấp thu glucose kích thích insulin hiện diện ở phần lớn bệnh nhân bị giảm dung nạp glucose (IGT) hoặc đái tháo đường không phụ thuộc insulin (NIDDM) và ở ∼25% những cá nhân không béo phì có khả năng dung nạp glucose miệng bình thường. Trong những điều kiện này, chỉ có thể ngăn ngừa sự suy giảm dung nạp glucose nếu tế bào β có thể tăng phản ứng tiết insulin và duy...... hiện toàn bộ
#Kháng insulin #Đái tháo đường không phụ thuộc insulin (NIDDM) #Tăng huyết áp #Bệnh mạch vành tim (CAD) #Axit béo tự do (FFA) #Tế bào β #Tăng insuline máu #Glucose #Dung nạp glucose giảm (IGT) #Triglycerid huyết tương #Cholesterol lipoprotein tỷ trọng cao
Chuyển đổi 5-Methylcytosine thành 5-Hydroxymethylcytosine trong DNA Động vật có vú bởi Đối tác MLL TET1 Dịch bởi AI
American Association for the Advancement of Science (AAAS) - Tập 324 Số 5929 - Trang 930-935 - 2009
Trung gian Methyl hóa Methyl hóa các bazơ cytosine, 5-methylcytosine (5mC), trong DNA đóng vai trò điều tiết quan trọng trong bộ gen động vật có vú. Các kiểu methyl hóa thường di truyền qua các thế hệ, nhưng chúng cũng có thể thay đổi, gợi ý rằng có tồn tại các đường dẫn khử methyl hóa DNA chủ động. Một đường dẫn như vậy, được đặc trưng tốt n...... hiện toàn bộ
#methyl hóa #5-methylcytosine #5-hydroxymethylcytosine #TET1 #tế bào thần kinh Purkinje #tế bào gốc phôi #khử methyl hóa #DNA #động vật có vú.
Một chuyến tham quan có hướng dẫn về phân tích đồng địa điểm trong vi kính ánh sáng Dịch bởi AI
Journal of Microscopy - Tập 224 Số 3 - Trang 213-232 - 2006
Tóm tắtChúng ta thường chấp nhận rằng việc phân chia chức năng của tế bào eukaryotic được phản ánh qua sự xuất hiện khác nhau của các protein trong các bào quan của chúng. Vị trí và chức năng sinh lý của một protein có mối quan hệ chặt chẽ; thông tin địa phương về một protein do đó là rất quan trọng để hiểu vai trò của nó trong các quá trình sinh học. Việc hình dun...... hiện toàn bộ
#phân tích đồng địa điểm #tế bào eukaryotic #kính hiển vi huỳnh quang #phương pháp thống kê #JACoP
Một chất trong huyết thanh được gây ra bởi nội độc tố có khả năng gây hoại tử khối u. Dịch bởi AI
Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America - Tập 72 Số 9 - Trang 3666-3670 - 1975
Khi nghiên cứu về "hoại tử xuất huyết" của các khối u được hình thành bởi nội độc tố, người ta phát hiện rằng huyết thanh của chuột bị nhiễm vi khuẩn Calmette - Guerin (BCG) và được điều trị bằng nội độc tố có chứa một chất (yếu tố hoại tử khối u; TNF) có tác dụng gây hoại tử khối u tương tự như nội độc tố tự nó. Huyết thanh dương tính với TNF có hiệu quả tương đương với chính nội độc tố t...... hiện toàn bộ
#yếu tố hoại tử khối u #TNF #nội độc tố #Calmette-Guerin (BCG) #tác nhân gây hoại tử #tế bào biến đổi #đại thực bào #hệ nội mô lưới #sarcoma Meth A
Các tế bào quang điện và cảm biến quang học phim mỏng hữu cơ trọng lượng phân tử nhỏ Dịch bởi AI
Journal of Applied Physics - Tập 93 Số 7 - Trang 3693-3723 - 2003
Trong bài tổng quan này, chúng tôi thảo luận về các nguyên lý vật lý cơ bản liên quan đến hoạt động của các tế bào quang điện heterojunction đơn và đa, được chế tạo bằng cách bay hơi chân không từ các màng mỏng hữu cơ trọng lượng phân tử nhỏ. Đối với các tế bào heterojunction đơn, chúng tôi nhận thấy rằng nhu cầu tiếp xúc trực tiếp giữa điện cực đã bám và các hợp chất hữu cơ hoạt động dẫn ...... hiện toàn bộ
Hướng dẫn thực tiễn để đánh giá sự đồng vị trí trong kính hiển vi sinh học Dịch bởi AI
American Journal of Physiology - Cell Physiology - Tập 300 Số 4 - Trang C723-C742 - 2011
Kính hiển vi huỳnh quang là một trong những công cụ mạnh mẽ nhất để làm sáng tỏ các chức năng tế bào của protein và các phân tử khác. Trong nhiều trường hợp, chức năng của một phân tử có thể được suy ra từ sự liên kết của nó với các phân đoạn nội bào hoặc các phức hợp phân tử cụ thể, điều này thường được xác định bằng cách so sánh sự phân bố của một phiên bản được đánh dấu huỳnh quang của...... hiện toàn bộ
#kính hiển vi huỳnh quang #đồng vị trí #sinh học tế bào #phân tích hình ảnh #công cụ định lượng
Gefitinib kết hợp với Gemcitabine và Cisplatin trong ung thư phổi không nhỏ giai đoạn tiến triển: Nghiên cứu thử nghiệm lâm sàng giai đoạn III - INTACT 1 Dịch bởi AI
American Society of Clinical Oncology (ASCO) - Tập 22 Số 5 - Trang 777-784 - 2004
Mục đích Mục đích của nghiên cứu này là xác định liệu việc bổ sung Gefitinib, một chất ức chế tyrosine kinase của thụ thể yếu tố tăng trưởng biểu bì (Iressa, ZD1839; AstraZeneca, Wilmington, DE), vào phác đồ điều trị chuẩn đầu tiên với Gemcitabine và Cisplatin có giúp mang lại lợi ích lâm sàng so với điều trị chỉ với Gemcitabine và Cisplatin cho bệnh nhân...... hiện toàn bộ
#Gefitinib #Gemcitabine #Cisplatin #ung thư phổi không tế bào nhỏ (NSCLC) #thử nghiệm lâm sàng giai đoạn III #INTACT 1.
Vai trò của PDGF-B và PDGFR-β trong việc thu hút tế bào cơ trơn mạch và tế bào pericyte trong quá trình hình thành mạch máu ở phôi chuột Dịch bởi AI
Development (Cambridge) - Tập 126 Số 14 - Trang 3047-3055 - 1999
TÓM TẮT Quá trình phát triển của hệ thống mạch máu bao gồm việc lắp ráp hai loại tế bào chính – tế bào nội mô và tế bào cơ trơn mạch máu/tế bào pericyte (vSMC/PC) – vào nhiều loại mạch máu khác nhau. Hầu hết, nếu không nói là tất cả, các mạch bắt đầu dưới dạng các ống nội mô mà sau đó nhận được lớp phủ của vSMC/PC. Chúng tôi đã từng chứng minh rằng P...... hiện toàn bộ
Sự dung thứ miễn dịch được duy trì bởi các tế bào T điều hòa CD25+ CD4+: Vai trò chung của chúng trong việc kiểm soát tự miễn, miễn dịch u bướu và dung thứ ghép Dịch bởi AI
Immunological Reviews - Tập 182 Số 1 - Trang 18-32 - 2001
Tóm tắt: Có nhiều chứng cứ đang tích lũy rằng việc kiểm soát chủ yếu của các tế bào T tự phản ứng do tế bào T gây ra góp phần vào việc duy trì sự dung thứ miễn dịch và sự thay đổi của chúng có thể gây ra bệnh tự miễn. Những nỗ lực để phân định một quần thể tế bào T điều hòa như vậy đã chỉ ra rằng các tế bào CD25+ trong quần thể CD4+... hiện toàn bộ
#tế bào T điều hòa #dung thứ miễn dịch #bệnh tự miễn #miễn dịch u bướu #dung thứ ghép
Ước lượng hàm lượng carbon hữu cơ trong thực vật phù du từ thể tích tế bào hoặc thể tích huyết tương Dịch bởi AI
Limnology and Oceanography - Tập 12 Số 3 - Trang 411-418 - 1967
Các phương trình để ước lượng carbon hữu cơ trong thực vật phù du từ thể tích tế bào hoặc thể tích huyết tương được phát triển từ dữ liệu gốc trên năm loài tảo silic và từ dữ liệu trong văn liệu. Sự khác biệt giữa các loài là nguồn sai số quan trọng trong các ước tính như vậy. Thể tích huyết tương cung cấp ước tính chính xác hơn về carbon trong tế bào tảo silic so với thể tích tế bào. Tảo silic, d...... hiện toàn bộ
#thực vật phù du #tảo silic #hàm lượng carbon hữu cơ #thể tích tế bào #thể tích huyết tương
Tổng số: 804   
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
  • 6
  • 10