Các sợi cơ được chi phối bởi những sợi thần kinh lớn có bao myelin bắt nguồn từ các neuron vận động ở sừng trước tủy sống. Như đã nói trong chương 6, mỗi sợi thần kinh, sau khi đi vào bụng sợi cơ, bình thường sẽ phân nhánh và kích thích từ ba đến vài trăm sợi cơ. Mỗi đầu tận thần kinh tạo ra một khớp nối gọi là khớp thần kinh cơ, với sợi cơ tại vị trí gần giữa. Điện thế hoạt động bắt đầu trong sợi cơ bởi các tín hiệu thần kinh đi theo cả hai hướng về hai đầu của sợi cơ. Ngoại trừ 2% sợi cơ, thì các sợi cơ chỉ có một khớp nối như thế mỗi sợi.

GIẢI PHẪU SINH LÍ CỦA KHỚP THẦN KINH CƠ – ĐĨA VẬN ĐỘNG TẬN CÙNG

Hình 7-1A và B cho thấy khớp nối thần kinh cơ từ một sợi thần kinh lớn, có bao myelin đến một sợi cơ vân. Sợi cơ hình thành một phức hợp tận cùng của các nhánh thần kinh vùi sâu vào trong bề mặt sợi cơ nhưng nằm bên ngoài màng tế bào sợi cơ. Toàn bộ cấu trúc được gọi là đĩa vận động tận cùng. Chúng được che phủ bởi một hoặc nhiều hơn các tế bào Schwann mà cách điện chúng với dịch xung quanh.

Hình 7.1C cho thấy khớp nối giữa một tận cùng trục thần kinh với màng sợi cơ. Phần màng cơ bị đẩy lõm xuống gọi là rãnh synap và khoảng trống giữa đầu tận thần kinh và màng sợi cơ là khe synap. Khe này khoảng rộng 20 đến 30 nanometers. Ở đáy của rãnh synap có một lượng lớn các nếp gấp nhỏ hơn của màng sợi cơ gọi là khe dưới tế bào thần kinh, giúp tăng đáng kể diện tích bề mặt mà các chất dẫn truyền của synap có thể thực hiện vai trò.

Trong đầu tận sợi trục thần kinh là nhiều ty thể giúp cung cấp adenosine triphosphate (ATP), nguồn năng lượng được dùng để tổng hợp chất dẫn truyền tạo ra kích thích là acetylcholine. Acetylcholine lần lượt kích hoạt màng sợi cơ. Acetylcholine được tổng hợp trong bào tương của đầu tận cùng sợi thần kinh, nhưng nó được hấp thu một cách nhanh chóng vào những túi synap nhỏ, khoảng 300000 túi bình thường nằm trong đầu tận thần kinh của đĩa vận động tận cùng. Trong khe synap là một lượng lớn enzym acetylcholinesterase, phá hủy acetylcholine trong vài phần ngàn giây sau khi chúng được giải phóng từ túi synap.

SỰ BÀI TIẾT ACETYLCHOLINE TỪ ĐẦU TẬN CÙNG THẦN KINH

Khi một kích thích thần kinh đến khớp thần kinh cơ, khoảng 125 túi acetylcholine được giải phóng từ đầu tận cùng thần kinh vào khe synap. Một số chi tiết của cơ chế này có thể thấy trong Hình 7-2, cho thấy một cái nhìn tổng quan về khe synap với màng tế bào thần kinh phía trên và màng sợi cơ cùng với khe dưới tế bào thần kinh phía dưới.

Phía mặt trong của màng tế bào thần kinh là các thể đặc được sắp xếp thành hàng, như thiết diện cắt ngang trong Hình 7.2. Mỗi bên thể đặc là các thành phần protein xuyên qua màng tế bào thần kinh; đây là những kênh canxi có cổng điện thế. Khi một điện thế hoạt động qua tận cùng thần kinh, những kênh này mở ra cho phép ion canxi khuếch tán từ khe synap vào phần dưới của tận cùng thần kinh. Ion canxi được cho là lần lượt hoạt hóa protein kinase phụ thuộc canxi – calmodulin, enzym này phosphoryl hóa protein synapsin giúp nối túi acetylcholine với khung xương tế bào của màng trước synap. Quá trình này làm các túi acetylcholine được tự do rời khỏi khung xương tế bào và cho phép chúng di chuyển đến vùng hoạt động của màng trước synap cạnh các thể đặc. Các túi này sau đố đến vùng giải phóng dính với màng tế bào thần kinh rồi giải phóng acetylcholine vào khe synap bởi quá trình xuất bào.

Mặc dù một vài chi tiết đã đề cập trước đó là giả thuyết, nhưng chúng ta biết rằng kích thích có tác dụng làm giải phóng actylcholine từ túi là sự đi vào của ion canxi và acetylcholine từ túi sau đó sau đó được giải phóng qua màng neuron cạnh thể đặc.