العضلات الهيكلية هي كل العضلات المرتبطة بالهيكل العظمي وتمكن من القيام بالحركات عن طريق التقلص وتتميز بصفة عامة بالاهتياجية أي القدرة على الاستجابة لعامل مهيج والقلوصية أي القدرة على التقلص.
1 ـ دراسة تجريبية للتقلص العضلي( الظواهر الميكانيكية):
1 - 1 - العدة التجريبية:
توصل عضلة بطن الساق لضفدعة مخربة الدماغ و النخاع الشوكي بجهاز تسجيل التقلص العضلي الذي يسمى راسمة عضلية ثم نهيج العضلة إما بطريقة مباشرة أو غير مباشرة ( تهييج العصب الوركي) فنحصل على تسجيلات تسمى رسوم تخطيطية عضلية .
1 - 2 - تحليل التسجيلات العضلية: الوثيقة
أ - استجابة العضلة لاهاجة واحدة:
يمكن تقسيم المنحنى إلى ثلاثة أقسام:
ـ زمن الكمون : و هو المدة الزمنية التي تفصل التنبيه عن الاستجابة العضلية.
ـ مرحلة التقلص العضلي .
ـ مرحلة الارتخاء: أثناءها تعود العضلة إلى طولها الأصلي.
عند التنبيه الوحيد للعضلة نحصل على استجابة سريعة للعضلة تسمى الرعشة العضلية أو المخطط العضلي.
ب - استجابة العضلة لاهاجات متباعدة ذات شدة متصاعدة:
الشدة S1 لا تحدث التقلص العضلي و تسمى شدة غير فعالة.
الشدة S2 التي تحدث فيها أول استجابة تسمى العتبة أو الريوباز .
انطلاقا من S2 و كلما ارتفعت شدة الاهاجة كلما ازداد وسع التقلص و عندما تصل الشدة إلى S4 يضل عندئذ الوسع في قيمته القصوى مهما ارتفعت شدة الاهاجة و هذا يفسر بكون العضلة تتكون من ألياف عضلية و كلما ازدادت شدة الاهاجة إلا و يزداد عدد الألياف المستجيبة و عندما تستجيب كل الألياف يبقى الوسع ثابتا في قيمته القصوى و هذا ما يعرف بقانون التجنيد أو الإجمال بحيث تضاف استجابة الألياف لبعضها البعض.
ج - استجابة العضلة لاهاجات متتالية و متماثلة و فعالة :
ـ إذا وقع التهييج الثاني بعد انتهاء الاستجابة الأولى نحصل على رعشة معزولة بنفس الوسع.
ـ إذا وقع التهييج الثاني خلال مرحلة الارتخاء تلتحم الاستجابتان بشكل غير تام مع وسع أكبر للثانية.
ـ إذا وقع التهييج الثاني خلال مرحلة تقلص الاستجابة الأولى تلتحم الاستجابتان بشكل تام و نحصل على رعشة واحدة ذات وسع كبير.
د - استجابة العضلة لسلسلة من الاهاجات المتماثلة و المتقاربة:
ـ إذا كانت الاهاجات متباعدة تلتحم الاستجابات جزئيا و نتكلم عن كزاز غير تام.
ـ إذا كانت الاهاجات متقاربة تلتحم الاستجابات كليا و نتكلم عن كزاز تام.
التقلص الطبيعي للعضلة في الجسم عبارة عن كزاز تام يعني أن الجهاز العصبي يرسل سيالات عصبية مستمرة و متقاربة.
و - التعب العضلي:
نخضع العضلة لتنبيه واحد فنحصل على رعشة عضلية 1 ، بعد ذلك نخضعها لسلسلة من الاهاجات الغير مسجلة و في النهاية نخضعها لتنبيه أخير فنحصل على المخطط 2 .
يتميز التعب العضلي بالزيادة في مدة الكمون و نقصان في وسع التقلص و إطالة مدة الرعشة.
2 ـ الظواهر المرافقة للتقلص العضلي:
2 ـ 1 ـ ملاحظات:
خلال التمرين الرياضي يلاحظ إضافة إلى تقلص العضلات ( الظواهر الميكانيكية ) الظواهر التالية:
ـ ارتفاع درجة حرارة العضلات .
ـ ارتفاع كمية O2 المستهلك و CO2 المطروح ( ارتفاع التردد التنفسي)
ـ ارتفاع التردد القلبي و الصبيب الدموي.
2 ـ 2 ـ استنتاج:
التقلص في جوانبه الميكانيكية يكون مصحوبا بظواهر أخرى حرارية و كيميائية( طاقية).
2 ـ 3 ـ الظواهر الحرارية:
تطرح الحرارة من طرف العضلة في مرحلين أساسيتين:
ـ المرحلة الأولى: تحرر خلال الرعشة العضلية و تسمى الحرارة الأولية و تستغرق مدة وجيزة و يحرر جزء منها خلال مرحلة التقلص و الجزء الآخر خلال مرحلة الارتخاء.
ـ المرحلة الثانية: تحرر بعد الرعشة العضلية و تسمى الحرارة المتأخرة و هي ذات شدة أضعف و تستغرق مدة أطول .
2 ـ 4 ـ الظواهر الطاقية:
المصدر المباشر للطاقة اللازمة للتقلص العضلي هي حلمأة جزيئة ATP
ATP + H2O ----------------------> ADP + Pi + 7,3Kcal
جزء من هذه الطاقة يستعمل في التقلص العضلي و الجزء الآخر يضيع على شكل حرارة التقلص.
ـ طرق تجديد ATP: انظر الوثيقة
أ ـ تفاعلات سريعة لاهوائية لالبنية:Anaerobe alactique
و هي مصدر الحرارة الأولية خصوصا حرارة الارتخاء .
ـ التفاعل الأول :
ADP + ADP ------------ enzyme Myokinase----------> ATP +AMP + حرارة الارتخاء
ـ التفاعل الثاني : تحتوي الألياف العضلية على مركب غني بالطاقة يسمى كرياتين فوسفاط أو فوسفاجين Creatine-P
ADP + Creatine-P --------------------------------------> ATP +Creatine + حرارة الارتخاء
ب ـ تفاعلات متوسطة لاهوائية لبنية:التخمر اللبني.Anaerobe lactique
في غياب O2 و بعد تفكيك الكليكوز إلى حمض بيروفيك يختزل هذا الأخير إلى حمض لبني .
C6H12O6 + 2ADP + 2Pi -----------------------> 2(CH3-CHOH-COOH) + 2ATP
يسبب تراكم الحمض اللبني انخفاض PH العضلة و بالتالي انخفاض فعالية الأنزيمات و انخفاض الإستقلاب العضلي مما يؤدي إلى التعب العضلي.
ج ـ تفاعلات بطيئة هوائية :Aerobe
في وجود O2 و بعد تفكيك الكليكوز إلى حمض بيروفيك يدخل هذا الأخير في التأكسدات التنفسية داخل الميتوكوندري و هي مصدر الحرارة المتأخرة.
C6H12O6 + O2 -------------> CO2 + H2O + 36ATP + الحرارة المتأخرة
2 ـ بنية العضلة الهيكلية المخططة:
2 ـ 1 ـ بالعين المجردة:
 |
2 ـ 2 ـ بالمجهر الضوئي:
أ ـ المقطع الطولي و العرضي:
تتكون العضلة من عدة ألياف عضليةMyofibres على شكل حزم، ذات لون أحمر لاحتوائها على الخضاب العضلي و هو بروتين متخصص في نقل الغازات التنفسية و هناك أيضا وجود أوعية دموية و أعصاب.
مقطع عرضي لألياف عضلية  | مقطع طولي لألياف عضلية  |
http://www.biomultimedia.net/archiv/muscle.htm | |
ب ـ بنية الليف العضلي:انظر الرابط
 | رسم تخطيطي جزئي ثلاثي الأبعاد لخلية عضلية= ليف عضلي  http://www.humans.be/physio%20muscle.html |
يمثل كل ليف عضلي خلية ضخمة متعددة النوى يصل طولها إلى عدة cm محاطة بغشاء ساركوبلاسمي و تحتوي على سيتوبلاسم (ساركوبلاسم) يوجد به العديد من الميتوكوندريات و شبكة ساركوبلاسمية كثيفة غنية بالكالسيوم،كما يحتوي على كمية من الغليوكوجين و الخضاب العضلي.و يبقى المكون الرئيسي لليف العصلي هو اللييفات العضلية التي تعطي المظهر المخطط للعضلات.
ج ـ بنية اللييف العضليmyofibrille:ملاحظة بتكبير 20.000
http://www.biomultimedia.net/archiv/muscle.htm
يتشكل كل لييف عضلي من تناوب أشرطة فاتحة I (رقم 3 )و أشرطة داكنة A (رقم 2 )، و يظهر وسط كل شريط داكن منطقة فاتحة تدعى المنطقة H و وسط كل شريط فاتح خط قاتم يدعى الحز Z ( رقم 1 ).
تسمى المنطقة المحصورة بين حزي Z متتالين ساركومير (رقم 5 ) و يعتبر هذا الأخير الوحدة البنيوية و الوظيفية للييف العضلي.
http://www.iav.ac.ma/veto/filveto/guides/phys/hossaini/agroveto/page/muscle/muscle.htm#paraII
2 ـ 3 ـ بالمجهر الإلكتروني:
أ ـ فوق بنية اللييف العضلي Myofibrille :
يتشكل كل لييف عضلي من صنفين من الخييطات العضلية Myofilaments:
ـ خييطات سميكة مكونة من بروتين يدعى ميوزين .(رقم 7 )
ـ خييطات دقيقة مكونة من بروتين يدعى أكتين .(رقم 6 )
الشريط الفاتح I مكون فقط من الأكتين أما الشريط القاتمA يتكون من النوعين من الخييطات باستثناء المنطقة H حيث يتواجد الميوزين فقط.
http://coproweb.free.fr/pagphy/physioan/ch7s1.htm
ب ـ فوق بنية الخييطات العضلي:
ـ خييط الميوزين يتكون من مئات جزيئات الميوزين و تتكون كل جزيئة من ساق و رأسين كرويين.
 جزيئة الميوزين |  خييط الميوزين |
http://www.snv.jussieu.fr/vie/dossiers/contractionmuscle/contractmuscle.htm
ـ خييط الأكتين يتكون من مئات جزيئات كروية من الأكتين على شكل سلسلتين ملتويتين و ترتبط بهما بروتينات أخرى تدعى تروبونين و تروبوميوزين.
http://www.snv.jussieu.fr/vie/dossiers/contractionmuscle/contractmuscle.htm
خلاصة:
http://www.biomultimedia.net
انظر أيضا الرابط
3 ـ التقلص العضلي:
3 ـ 1 ـ ملاحظة:
 |
انظر ايضا الرابط |
خلال التقلص العضلي نلاحظ :
ـ اقتراب الحزات Z فيما بينها.
ـ تقصير طول الساركومير و اختزال طول الأشرطة الفاتحة و استقرار طول الأشرطة القاتمة.
وبما أن طول الأشرطة القاتمة يبقى ثابتا فليس هناك تقصير للخييطات بل انزلاق فيما بينها .
3 ـ 2 ـ كيف يتم انزلاق الخييطات فيما بينها؟
أ ـ معطيات:
ـ حقن لييف عضلي بالكالسيوم يؤدي إلى التقلص.
ـ ساركوبلاسم الخلية العضلية فقير من الكالسيوم بينما الشبكة السيتوبلاسمية غنية .
ـ عند إضافة الكالسيوم إلى خييطات الأكتين و الميوزين نلاحظ اتحاد رؤوس الميوزين بالأكتين و تشكل مركب الأكتوميوزين.
ـ في غياب الكالسيوم لا يتكون مركب الأكتوميوزين لأن مواقع اتحاد رؤوس الميوزين بالأكتين تكون مقنعة ببروتينات تروبونين و تروبوميوزين.
 http://www.humans.be/physio%20muscle.html |
ب ـ مراحل التقلص العضلي: الرابط
1ـ عند التنبيه تصل السيالة العصبية إلى الشبكة السيتوبلاسمية الداخلية عبر أنابيب مستعرضة فتحرر الكالسيوم .
2 ـ بوجود الكالسيوم يصبح مكان تثبيت الميوزين بالأكتين مكشوفا.
3 ـ تشكل مركب الأكتوميوزين نتيجة اتحاد الأكتين برؤوس الميوزين هذه الاخيرة تكون مرتبطة بـ ADP و Pi .
4 ـ يغادر ADP و Pi رؤوس الميوزين و تحرير الطاقة المخزنة في الرؤوس والتي تؤدي إلى دورانها، وبالتالي انزلاق خييطات الأكتين بالنسبة للميوزين.
5 ـ عند توقف التنبيه يتم ضخ الكالسيوم إلى الشبكة السيتوبلاسمية الداخلية فتصبح مواقع اتحاد رؤوس الميوزين بالأكتين مقنعة من جديد و يتم تثبيت جزيئات ATP جديدة على رؤوس الميوزين مما يؤدي إلى انفصال رؤوس الميوزين عن الأكتين.
6 ـ تتم حلمأة ATP الى ADP و Pi و تبقى الطاقة مخزنة في الرؤوس لتستعمل في التقلص الموالي.
7 ـ تعود رؤوس الميوزين الى وضعهها الاصلي فيحدث الارتخاء.
 http://www.sci.sdsu.edu/movies/actin_myosin_gif.html |
4 ـ خلاصة:
تحول العضلة الطاقة الناتجة عن حلمأة ATP ( طاقة كيميائية) إلى انزلاق خييطات الأكتين بالنسبة للميوزين ( طاقة ميكانيكية) و يصرف جزء من هذه الطاقة على شكل حرارة ( طاقة حرارية) فالعضلة إذن محول للطاقة من حالتها الكيميائية إلى حالتها الميكانيكية و الحرارية.
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق