Gân được phân loại và đặt tên theo vị trí gắn của chúng, chẳng hạn như gân bàn tay và bàn chân. Gân có nhiều hình dạng và kích cỡ khác nhau, tùy thuộc vào vai trò của cơ. Bài viết dưới đây sẽ làm rõ khái niệm gân là gì? Nêu cấu tạo và chức năng của gân?
1. Gân là gì?
Gân là một cấu trúc màu trắng sáng nằm giữa xương và cơ. Thành phần chính của gân là các sợi đàn hồi, cung cấp cho chúng độ bền cần thiết để truyền các lực cơ học lớn. Mỗi cơ có hai gân, một đầu gần và một đầu xa. Điểm mà gân hình thành và gắn vào cơ được gọi là điểm nối cơ, và điểm mà nó gắn vào xương được gọi là điểm nối xương.
Vậy vai trò của gân là gì? Theo đó, chức năng của gân là truyền lực sinh ra từ cơ đến xương và kích thích các khớp cử động. Đầu gần của gân còn được gọi là gốc và đầu xa của gân được gọi là phần chèn.
Gân có nhiều hình dạng và kích cỡ khác nhau, tùy thuộc vào vai trò của cơ. Gân được phân loại và đặt tên theo vị trí gắn của chúng, chẳng hạn như gân bàn tay và bàn chân. Các cơ lớn, tạo ra lực có xu hướng ngắn hơn và rộng hơn so với các cơ thực hiện các chuyển động tinh vi. Các gân tương ứng với các cơ này có xu hướng dài và mỏng.
“Gân tay là gì” là câu hỏi được rất nhiều người quan tâm.
2. Gân được cấu tạo bởi những cấu trúc nào?
Thành phần tế bào của gân
Các tế bào tạo nên gân được gọi là nguyên bào sợi và nguyên bào sợi. Chúng chiếm khoảng 90-95% tế bào trong gân. 5-10% còn lại bao gồm tế bào sụn, tế bào hoạt dịch và tế bào mạch máu.
Nguyên bào sợi là tế bào gân chưa trưởng thành. Ban đầu chúng khác nhau về kích thước và hình dạng, nhưng khi già đi, chúng trở nên dài ra, hình trục chính và biến đổi thành các tế bào hình trụ. Các tế bào hình trụ chịu trách nhiệm luân chuyển và duy trì ma trận ngoại bào. Các tế bào hình trụ phản ứng với tải trọng cơ học của gân và do đó tạo ra sự thích nghi. Chúng xếp thành hàng dọc và tiếp xúc nhiều với các tế bào lân cận thông qua các mối nối.
Khớp là cấu trúc rất phức tạp. Chúng có hai bán kênh, còn được gọi là connexon (bộ sáu tiểu đơn vị liên kết với protein). Họ có một lỗ ở trung tâm. Các connexon ở trạng thái mở cho phép các chất chuyển hóa và ion tự do đi qua giữa các mối nối khe hở. Các liên kết được đánh số, những liên kết mà chúng tôi quan tâm để liên lạc với tế bào và tu sửa gân, là các liên kết 26, 32 và 43.
Connexin 43 nằm ở các điểm nối giữa các tế bào dọc theo các đường dọc của sợi collagen. Các kết nối 26 và 32 có kiểu khuếch tán hơn. Connexin 43 chịu trách nhiệm ức chế tổng hợp collagen trong các tế bào hình trụ như một phản ứng đối với tải trọng cơ học. Connexin 32 có thể có vai trò kích thích, nhưng quan trọng hơn là chúng hỗ trợ giao tiếp giữa các tế bào trong gân để giúp tái tạo và thích nghi.
Cấu trúc ma trận ngoại bào
Gân chủ yếu bao gồm các sợi collagen loại 1 (nhưng cũng có các sợi khác) và proteoglycan. Các sợi collagen loại 1 chịu trách nhiệm về độ bền của gân trong khi proteoglycan chịu trách nhiệm về tính chất đàn hồi của gân. Định hướng của các sợi collagen trong gân là chạy song song, chéo đơn giản, hai sợi chéo với một sợi thẳng, sự hình thành bím tóc của ba sợi và kiểu đan chéo hướng lên của hai sợi song song. Sự định hướng và sắp xếp của các sợi collagen khác nhau giữa các gân và khác nhau về vị trí của gân. Điều này phụ thuộc vào yêu cầu của từng loại gân. Ví dụ, gân cần chống lại lực kéo xoay sẽ định hướng các sợi collagen để làm việc này.
Các phân tử collagen bao gồm các chuỗi polypeptide, ba trong số đó kết hợp với nhau để tạo thành một phân tử tropocollagen xoắn dày đặc. 5 trong số này kết hợp để tạo thành một microfibril. Sau đó, các sợi microfibril kết lại với nhau để tạo thành các sợi nhỏ. Chúng được nhóm lại thành bó sợi và gân.
Các sợi có đường kính nhỏ khi còn non nhưng khi trưởng thành, chúng sẽ phát triển về kích thước, đạt cực đại ở độ tuổi từ 20-29 tuổi. Khi gân già đi, đường kính trở nên nhỏ hơn, điều này liên quan đến khả năng giảm sức mạnh của cơ. Đường kính gân cũng có thể co lại nếu bị thương.
Mạch máu nuôi gân
Các mạch máu của gân rất quan trọng để chữa lành vết thương. Việc cung cấp máu cho các khu vực cụ thể được đảm bảo bởi các mạch máu khác nhau. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng gân giảm đáng kể nguồn cung cấp mạch máu xung quanh vị trí ròng rọc xương. Các đoạn mạch máu ở điểm nối của hai gân có thể bị chèn ép, nhất là khi gân bị thoái hóa và/hoặc bị đứt, ví dụ gân bàn tay, gân bàn chân….
thần kinh
Các dây thần kinh của gân bắt nguồn từ da, màng gân và thần kinh cơ. Tại chỗ nối gân-cơ, các sợi thần kinh bắt chéo trước khi đi vào gân. Sau đó, hầu hết các sợi thần kinh kết thúc và kết thúc trên bề mặt của gân. Các đầu dây thần kinh có thể được phân loại thành dây thần kinh có myelin và không có myelin. Các sợi thần kinh có bao myelin là các thụ thể cơ học chuyên biệt (các cơ quan của gân Golgi) cảm nhận được sức căng và áp lực trong gân. Chúng có xu hướng nằm gần cơ bắp. Các sợi không có bao myelin chịu trách nhiệm cảm nhận và truyền cảm giác đau.
Cấu trúc xung quanh gân
Các cấu trúc xung quanh gân có thể được chia thành nhiều loại. Mục đích chính của các cấu trúc này là giảm ma sát và cho phép gân trượt trơn tru. Đây là yếu tố quan trọng đảm bảo quá trình chuyển đổi lực lượng đạt hiệu quả cao nhất.
gân là gì? Đó là một cấu trúc trắng sáng giữa xương và cơ
3. Vai trò của gân là gì?
Từ lâu, gân được coi là một cấu trúc mà qua đó cơ liên kết với xương cũng như giữa các cơ với nhau, có chức năng truyền lực. Kết nối này cho phép các gân điều chỉnh lực một cách thụ động trong quá trình chuyển động của khớp, mang lại sự ổn định.
Tuy nhiên, trong hai thập kỷ qua, nhiều nghiên cứu đã tập trung vào đặc tính đàn hồi của một số loại gân và khả năng hoạt động như lò xo của chúng. Không phải tất cả các gân đều được yêu cầu thực hiện cùng một chức năng, với một số chi được khu trú chủ yếu, chẳng hạn như ngón tay khi viết (gân định vị) và các chi khác hoạt động như lò xo để di chuyển hiệu quả hơn (gân dự trữ năng lượng). Năng lượng được lưu trữ trong gân có thể được lưu trữ và phục hồi với hiệu quả cao. Ví dụ, trong một sải chân của con người, gân Achilles dài ra khi khớp cổ chân co lại. Trong phần cuối của sải chân, khi bàn chân uốn cong (ngón chân hướng xuống), năng lượng đàn hồi dự trữ được giải phóng. Hơn nữa, vì gân đàn hồi nên cơ có thể hoạt động với chiều dài ngắn hơn hoặc thậm chí không thay đổi, cho phép cơ tạo ra nhiều lực hơn.
Tính chất cơ học của gân phụ thuộc vào đường kính và hướng của các sợi collagen. Các sợi collagen song song với nhau và liên kết chặt chẽ với nhau. Trong gân, các sợi collagen có tính linh hoạt nhất định do không có các gốc hydroxyproline và proline tại các vị trí cụ thể trong chuỗi axit amin, cho phép chúng thực hiện các chức năng như uốn cong hoặc tạo vòng. Các nếp gấp trong các sợi collagen cho phép gân có tính linh hoạt cũng như độ cứng do nén thấp. Ngoài ra, vì gân là một cấu trúc đa sợi được tạo thành từ nhiều sợi và một phần độc lập, nên nó không hoạt động như một thanh duy nhất và đặc tính này cũng góp phần vào tính linh hoạt của nó.
Các thành phần proteoglycan của gân cũng rất quan trọng đối với tính chất cơ học. Trong khi các sợi collagen cho phép gân chống lại ứng suất kéo, thì proteoglycan cho phép chúng chống lại ứng suất nén. Những phân tử này rất ưa nước, có nghĩa là chúng có thể hấp thụ một lượng lớn nước và do đó có tốc độ trương nở cao. Tính năng này có thể liên quan đến việc cho phép các sợi gân dài ra và giảm đường kính khi bị căng. Tuy nhiên, proteoglycan cũng có thể đóng một vai trò trong đặc tính kéo của gân.
Cấu trúc của gân thực sự là một hỗn hợp dạng sợi, được xây dựng theo một loạt các cấp độ phân cấp. Ở mỗi cấp độ của hệ thống phân cấp, các đơn vị collagen được liên kết với nhau bằng các liên kết ngang collagen hoặc proteoglycan, để tạo ra một cấu trúc có khả năng chống chịu lực kéo cao. Độ giãn dài và sức căng của riêng các sợi collagen đã được chứng minh là thấp hơn nhiều so với toàn bộ gân dưới cùng một lực căng, chứng tỏ rằng các chất nền giàu proteoglycan cũng phải trải qua quá trình biến dạng.
Các gân dự trữ năng lượng đã được chứng minh là sử dụng một lượng trượt đáng kể giữa các sợi cơ để tạo ra các đặc tính căng thẳng cao mà chúng cần, trong khi các gân cục bộ phụ thuộc nhiều hơn vào collagen trượt giữa các sợi và các sợi xơ. Tuy nhiên, dữ liệu gần đây cho thấy các gân dự trữ năng lượng cũng có thể chứa các gân cuộn hoặc xoắn, về bản chất – một sự sắp xếp sẽ rất có lợi cho việc cung cấp hành vi giống như lò nung. lò xo là cần thiết trong các gân này.