Các cơ quan trong cơ thể- tập hợp các mô cơ sở

Các mô cơ sở của cơ thể, (như biểu mô, mô liên kết, mô cơ, và mô thần kinh), được kết hợp để tạo thành các cấu trúc lớn hơn. Ví dụ, các cơ quan là tập hợp các mô có chức năng thống nhất, Theo đó, có thể nói rằng, các mô của một tổ chức đều phục vụ cùng một mục đích chung (ví dụ: tim, phổi hoặc lưỡi). Theo nghĩa tương tự chúng ta nói về cơ, (ví dụ cơ hoành) là cấu trúc được tạo thành từ mô cơ co bóp và cơ phải được gắn vào xương hoặc sụn theo một cách nào đó.

Cân

Cân (fascia) bao quanh các cơ quan, là một màng giống như tấm, có thể mờ đặc hoặc gần như trong suốt, mỏng hoặc dày. Cơ vân được bao quanh bởi màng cơ (perimysium), màng cơ dày đến mức khó mà nhìn rõ cơ qua nó. Màng cơ thường có dạng tấm và đan xen trong cấu trúc, không có hình thức tổ chức chặt chẽ như gân. Nó cũng là vật liệu đóng gói xung quanh các cơ quan như dây thần kinh ngoại biên và mạch máu, mang lại sự biệt lập và ổn định về mặt vật lý.

Dây chằng

Thuật ngữ dây chằng (ligament) đề cập cụ thể đến việc liên kết các cấu trúc của cơ thể với nhau. Dây chằng nội tạng liên kết các cơ quan lại với nhau hoặc giữ các cấu trúc cố định tại chỗ. Dây chằng khớp phải chịu được áp lực lớn vì chúng liên kết các xương với nhau. Để đạt được sự liên kết an toàn, các sợi mô liên kết di chuyển theo cùng một hướng tạo cho dây chằng độ bền kéo rất lớn. Hầu hết các dây chằng có độ giãn nhẹ, mặc dù một số, chẳng hạn như dây chằng tủy sống sau, được trang bị các sợi đàn hồi cho phép kéo giãn hạn chế. Các dây chằng đàn hồi có màu vàng trong khi các dây chằng không đàn hồi có màu trắng.

Gân

Gân (tendons) cung cấp phương tiện gắn cơ vào xương hoặc sụn. Các sợi của gân được sắp xếp theo chiều dọc (ngược lại với việc đan xen hoặc bện lại), tạo cho chúng độ bền kéo lớn nhưng độ bền nén thì giảm. Bởi vì gân thực sự là một phần của cơ nên nó luôn gắn cơ đến một cấu trúc khác, thường là xương, gắn vào mô liên kết của cấu trúc xương đó. Gân có xu hướng theo hình thái đa dạng của các cơ mà chúng hỗ trợ. Cơ bắp nhỏ gọn hình ống thường có gân mỏng, dài. Các cơ phẳng, chẳng hạn như cơ hoành, thường có các gân phẳng. Cấu trúc vi mô của gân khiến cho nó có khả năng chống lại lực kéo khá lớn. Bởi vì các sợi collagen đan xen vào nhau nên lực đặt lên gân được phân bố khắp toàn bộ bó sợi. Gân có thể kéo giãn thêm 10% chiều dài của chúng mà không bị thương. Gân rất linh hoạt, có thể di chuyển quanh xương khi cần thiết, và có nguồn cung cấp máu cũng như thần kinh cảm giác.

Khi gân cơ có dạng tấm, thì gọi là gân tấm (aponeurosis). Gân tấm thực sự giống với cân như dày đặc hơn nhiều. Ngoài ra, gân tấm giữ lại hướng dọc của các sợi liên kết trong khi màng cân được tạo thành từ các sợi bện (matted fibers). Sự tập trung dày đặc của các sợi dọc làm cho gân khá khỏe. Một gân có thể chịu đựng được lực kéo gấp hơn 8.000 lần lực kéo mà một sợi cơ có cùng đường kính có thể chịu được. Trên thực tế gân của một cơ nhất định có thể chịu được ít nhất gấp đôi lực kéo của chính cơ đó. Nghĩa là một lực kéo cơ đột ngột sẽ làm tổn thương chính cơ đó hoặc mối nối gân cơ trước khi gân thực sự bị tổn thương.

Xương

Xương và sụn có mối quan hệ khá thú vị. Xương đang phát triển thường có một phần là sụn và toàn bộ xương đều bắt đầu từ khối sụn. Nhiều điểm khớp nối giữa các xương được cấu tạo từ sụn vì bề mặt sụn mịn hơn và trượt qua nhau tự do hơn bề mặt xương. Tương tự như vậy, sụn thay thế xương ở nơi độ đàn hồi có lợi. Chúng ta thấy điều này ở phần sụn của khung xương sườn, trong sụn thanh quản và sụn mũi. Khi sụn được ngấm muối vô cơ nó bắt đầu cứng lại và cuối cùng trở thành xương.

Xương cung cấp sự hỗ trợ vững chắc và bảo vệ các cơ quan cùng mô mềm. 30% xương là collagen mang lại đồ bền kéo lớn. Độ cứng và độ bền nén của mô xương đến từ tỷ lệ canxi lắng đọng lớn hơn bên trong nó. Thật vậy, xương ở người lớn tuổi dễ bị nén hơn do mất canxi qua quá trình lão hóa.

Xương được đặc trưng rộng rãi bởi chiều dài (dài hoặc ngắn) hình dạng (phẳng) hoặc nói chung có hình thái không đều. Màng xương (periosteum) là màng sợi bao phủ xương, kéo dài dọc theo toàn bộ bề mặt của nó ngoại trừ các vùng có sụn. Lớp màng xương ngoài này được liên kết chặt chẽ nhất với xương ở các điểm nối gân. Mặc dù lớp màng xương bên ngoài cứng và có nhiều sợi nhưng lớp màng xương bên trong chứa các nguyên bào sợi tạo điều kiện thuận lợi cho việc cung cấp sửa chữa xương.

Quá trình sản xuất tế bào máu xảy ra trong các khoang của bè xương xốp (xương hỗ trợ dạng “dầm” của một cấu trúc). Cách khoang bên trong của xương xốp được bảo vệ bởi xương đặc. Chú ý màng xương liên kết với xương đặc và máu được cung cấp cho toàn bộ cấu trúc xương.

Sự tăng trưởng và phát triển của xương là một ví dụ điển hình về việc “sử dụng hoặc mất”. Mật độ của xương và hình dạng của nó liên quan trực tiếp đến lực tác dụng lên xương. Việc sử dụng cơ bắp khiến xương chắc khỏe hơn và trở nên dày đặc hơn ở những vùng bị nén do hoạt động đó. Nam giới có xu hướng có khối lượng cơ bắp lớn hơn nữ giới và xương của nam giới thường có nhiều điểm mốc dễ nhận biết hơn.

Khớp

Sự kết hợp của xương này với xương khác hoặc sụn này với sụn khác đạt được nhờ các khớp. Các khớp có nhiều hình thức khác nhau. Nói chung các khớp được phân loại dựa trên mức độ vận động mà chúng cho phép: khả năng vận động cao (khớp động-diarthrodial joints), khả năng vận động hạn chế (khớp bán động-amphiarthrodial), hoặc không có khả năng vận động (khớp cố định-synarthrodial). Các khớp cũng được phân loại dựa trên thành phần chính liên quan đến sự kết hợp giữa các xương. Khớp cố định được phân loại về mặt giải phẫu là khớp sợi, khớp bán động là khớp sụn, và khớp động là khớp hoạt dịch hoặc khớp có chứa dịch hoạt dịch trong không gian khớp.

Khớp sợi. Có hai loại, khớp sợi (syndesmosis) hoặc khớp liền (suture). Khớp sợi là khớp bị ràng buộc bởi các dây chằng dạng sợi nhưng ít cử động. Khớp liền là khớp nối giữa các xương của hộp sọ, không nhằm mục đích di chuyển chút nào. Các bề mặt bện vào nhau của xương tạo thành một đường gồ ghề và lởm chởm giúp tăng cường sức mạnh của khớp. Khớp liền có nhiều dạng. Khớp chốt (gomphosis-peg) là khớp trong đó một chiếc chốt vừa với một ổ cắm. Ổ răng và răng là một trong những khớp như vậy. Khớp liền răng cưa có độ bền do mép răng cưa nối hai xương lại với nhau. Đây là loại khớp tìm thấy giữa hai xương đỉnh. Khớp liền mộng (squamous suture), viết vậy là khớp trong đó hai xương giao nhau thực sự chồng lên nhau tạo khớp mộng (giống như các tấm gỗ khớp nhau). Khớp cuối cùng, khớp liền phẳng, đơn giản là sự kết hợp trực tiếp của hai cạnh xương. Các khớp xương sọ còn gọi là khớp khâu.

Các khớp sụn. Đúng như tên gọi, khớp sụn còn gọi là khớp bán động, là khớp trong đó sụn cung cấp sự liên kết giữa hai xương. Rõ rằng xương phát sinh từ sụn trong quá trình phát triển, nên điều hợp lý là trong một số trường hợp, sụn sẽ tồn tại. Trong khớp sụn cốt hóa (synchondrosis), sự liên kết sụn được duy trì, như ở chỗ nối của cán xương ức và xương ức, mặc dù chỗ nối này cốt hóa theo từng lứa tuổi. Loại khớp sụn thứ hai là khớp sụn sợi (symphysis) chẳng hạn như được tìm thấy giữa các xương mu tạo khớp mu và giữa các đĩa đệm của cột sống.

Khớp hoạt dịch. Đặc điểm phân biệt của khớp hoạt dịch hoặc khớp động, là tất cả chúng đều bao gồm một số dạng khoang khớp trong đó có chất lỏng hoạt dịch (synovial fluid), là chất để bôi trơn, và xung quanh là bao khớp (articular capsule). Bao khớp được tạo thành từ một màng sợi, bên ngoài là mô collagen và dây chằng, mà xương và màng hoạt dịch được gắn vào mặt trong của bao này. Sụn hyaline bao phủ bề mặt của mỗi xương của khớp, tạo bề mặt tiếp xúc mịn màng và chắc chắn.

Khớp hoạt dịch có thể là khớp đơn giản hoặc khớp phức tạp tùy thuộc vào việc hai bề mặt xương được nối với nhau hay nhiều hơn. Khớp hoạt dịch phẳng (plane synovial joints) là những khớp trong đó bề mặt tiếp xúc của xương ít nhiều phẳng, các xương được nối theo cách này có thể chuyển động trượt.

Các khớp cầu (spheroid/lồi or cotyloid/lõm) có bản chất tương hỗ, cũng như tất cả các khớp trừ khớp phẳng, trong đó một phần của khớp có phần lồi giao với phần lõm của bên kia. Khớp cầu là khớp trong đó lồi cầu đặt vào ổ cắm, trong đó phần hình cầu hoặc một đầu lồi vừa khít với cái cốc hay ổ. Khớp này cho phép thực hiện nhiều chuyển động, bao gồm cả sự quay.

Khớp lồi cầu (condylar joints) là phiên bản nông hơn của khớp cầu với ổ cắm, và khả năng chuyển động của chúng bị hạn chế hơn. Các khớp hình elip tận dụng một bộ phận có hình elip, những khớp này cho phép thực hiện nhiều chuyển động nhưng không cho phép xoay. Ngược lại, khớp xoay (trochoid joint/ pivot joint) được thiết kế để quay được và một số chức năng khác. Nó bao gồm một phần xương nhô ra thành một hố. Khớp yên (sellar or saddle joint) có lẽ là tên mô tả rõ ràng nhất trong số các tên khớp. Một bộ phận của khớp yên lồi giống như yên xe, trong khi phần lõm còn lại úp ngồi trên yên. Khớp bản lề (ginglymus or hinge) hoạt động giống như bản lề cửa tủ, một bộ phận quay trên khớp đó với phạm vi giới hạn chỉ cho phép gấp và duỗi.

Cơ bắp

Cơ bắp là sự kết hợp của các sợi cơ thành một đơn vị gắn kết được xác định cả về chức năng và giải phẫu. Về mặt giải phẫu, cơ là một nhóm các sợi cơ liên kết với nhau với chức năng thống nhất. Một màng mô liên kết được gọi là màng cơ (epimysium) bao quanh cơ, và các cơ có một gân cho phép gắn vào cấu trúc xương. Cơ bắp có nguồn cung cấp thần kinh để kích thích mô co lại. Cơ cũng có nguồn cung cấp mạch máu để đáp ứng nhu cầu dinh dưỡng của chúng.

Hình thái cơ rất khác nhau tùy thuộc vào chức năng. Các cơ rộng, phẳng có xu hướng tỏa từ điểm gắn gốc rộng đến điểm bám tập trung hơn. Nhiều cơ hình trụ hơn có các điểm gắn đơn nhất ở hai đầu. Trong nhiều trường hợp hướng của các sợi cơ xác định vùng mà lực sẽ được tác dụng bởi vì sợi cơ chỉ có thể chủ động rút ngắn lại. Các bó cơ có thể co lại còn khoảng một nửa chiều dài ban đầu của chúng.

Một cơ có thể co lại trung bình khoảng 1/3 chiều dài ban đầu, do đó cơ dài có thể co nhiều hơn cơ ngắn. Đường kính của cơ liên quan trực tiếp đến sức mạnh của cơ vì đường kính đại diện cho số lượng sợi cơ được phân bố để thực hiện nhiệm vụ

Hiệu ứng trên cơ thể mà cơ thực hiện rất khác nhau giữa mức gắng sức cơ bắp cao nhất (rất ít đến nhiều) và mức độ co cơ cao nhất (rất nhanh đến chậm và duy trì). Mặc dù hình thái cơ chiếm phần lớn sự thay đổi về chức năng, mối quan hệ vật lý giữa cơ và xương mang lại sự linh hoạt cao trong việc sử dụng cơ. Cơ bắp chỉ có thể tác dụng lực bằng cách rút ngắn khoảng cách giữa hai đầu cơ và chỉ có thể co theo đường thẳng (ngoại trừ cơ vòng). Theo quy ước điểm gắn có phần tử ít di động nhất gọi là điểm gốc (origin) và điểm gắn có chuyển động do sự co cơ gọi là điểm bám (insertion). Khi đề cập đến tứ chi điểm bám nằm phía xa thân hơn. Cơ bắp di chuyển cấu trúc được gọi là cơ đồng vận, động lực chính, trong khi những cơ chống lại một chuyển động nhất định gọi là cơ đối kháng. Như vậy đồng vận cho một hoạt động có thể trở thành đối kháng cho hoạt động ngược lại. Các cơ giúp ổn định cấu trúc được gọi là cơ cố định (fixators) trong khi những cơ hỗ trợ chuyển động gọi là cơ hiệp lực (synergists).

Ví dụ về các cơ cố định, ở tai giữa, khi cơ bàn đạp co lại nó sẽ kéo các xương bàn đạp ra phía sau, do đó nó ức chế chuyển động của tấm chắn ở cửa sổ bầu dục. Khi cơ căng màng nhĩ của tai giữa co lại nó sẽ kéo xương búa về phía trước, làm giảm sự chuyển động của xương búa, và sau đó là sự chuyển động của màng nhĩ để phản ứng với âm thanh. Theo nghĩa này hai cơ đối kháng nhau, cơ bàn đạp có tác dụng chống lại hoạt động của cơ căng màng nhĩ. Theo một nghĩa khác hai cơ này hoạt động cùng nhau, vì sự co giãn đồng thời làm cho chuỗi xương con cứng lại hoặc trở nên kém linh hoạt hơn, làm giảm sự dẫn truyền âm thanh đến tai trong. Do đó, khi hoạt động cùng nhau các cơ này phối hợp để ổn định chuỗi xương con giảm tác động của tiếng ồn lớn.

Một ví dụ dụ khác trực tiếp hơn về chức năng cố định là sự tương tác giữa cơ lưỡi và các cơ bên trong của lưỡi. Cơ lưỡi (genioglossus) là một cơ lớn của lưỡi, giúp lưỡi vận động thô, nhưng các cơ bên trong (intrinsic) của lưỡi thực hiện nhiệm vụ các chuyển động tinh tế. Theo nghĩa này cơ lưỡi có trách nhiệm ổn định lưỡi để có thể thực hiện các cử chỉ tinh tế liên quan đến cấu âm.

Hoạt động của cơ không dẫn đến chuyển động của cấu trúc được gọi là đẳng trường (isometric). Cơ đồng vận và cơ đối kháng thường phối hợp với nhau cung cấp chức năng cố định giúp ổn định cấu trúc. Đây là một thành phần cực kỳ quan trọng của việc điều khiển chuyển động.

Ở đây chúng ta còn phải nêu ra một điểm rất quan trọng khác, đặc biệt liên quan đến lời nói và thính giác. Như chúng tôi đã đề cập trước đó, con người đã thực hiện một công việc tuyệt vời khi nhận được tác dụng kép từ hệ thống. Ví dụ thanh quản có nhiệm vụ bảo vệ đường thở khỏi vật lạ, nhưng chúng ta lại sử dụng nó để tạo ra giọng nói. Khi thảo luận về điểm gốc và điểm bám của cơ, chúng ta định nghĩa cấu trúc là gốc và điểm bám vào là chức năng. Chúng tôi có những điểm khác với văn bản giải phẫu cổ điển trong một số trường hợp bởi vì chức năng dựa trên giọng nói lời nói của chúng tôi khác với các chức năng cổ điển hoặc chức năng chính đã nêu đối với một số cơ. Ví dụ sự co của cơ ngực lớn khép vào xương cánh tay cùng với vai do đó chức năng chính hay cổ điển của nó điểm gốc là ở xương ức và điểm bám là củ lớn của xương cánh tay. Cơ ngực chính cũng là cơ hô hấp trong trường hợp đó nhiệm vụ của nó là mở rộng khung xương sườn. Khi chúng ta sử dụng cơ ngực để giúp chúng ta mở rộng khoang ngực và hít vào thì gốc là xương cánh tay còn điểm bám vào là xương ức, xương cánh tay giữ yên và xương ức chuyển động.

Các điểm bám của cơ có liên quan rất lớn đến mức độ co cơ có thể tác dụng để đạt được hiệu ứng. Cơ bám gần khớp sẽ di chuyển xương xa hơn và nhanh hơn cơ bám xa khớp hơn. Ngược lại cơ ở xa khớp hơn có thể tác dụng nhiều lực hơn trong phạm vi của nó do đó có lợi thế đòn bẩy. Cơ nằm ở vị trí xa hơn sẽ có lợi thế cho việc nâng trong khi cơ ở gần khớp hơn sẽ có phạm vi di chuyển lớn hơn đến xương mà nó gắn vào.

Cơ bắp được chi phối (innervated) hoặc cung cấp bởi một dây thần kinh. Kích hoạt (Innervation) để cập đến quá trình kích thích cơ hoặc tuyến, hoặc nhận đầu ra từ một cảm thụ cơ thể. Bản chất của sự kích hoạt có thể là cảm giác, thường được gọi là hướng tâm, hoặc kích thích, ly tâm. Một đơn vị vận động bao gồm một sợi thần kinh li tâm và sợi cơ mà nó gắn vào. Mọi sợi cơ đều được phân bố thần kinh. Ngoài ra, cơ còn có các bộ phận cảm giác cung cấp thông tin cho hệ thần kinh trung ương về trạng thái của cơ.

Nguồn: Anatomy & physiology for speech, language, and hearing-Drumright, David G._ Hudock, Daniel J._ Seikel, John A-Plural Publishing (2021)