ما هي مكونات العضلات

أنواع الخلايا العضلية
المصطلحات العلمية :

الجهاز الحركي : هو جهاز يستعان به للقيام بالحركة وهو يتكون من عضلات ، وهيكل من العظام ، وما يتصل بها من مفاصل وغضاريف.

العضلة : خلايا لها القدرة على الإنقباض والإنبساط.



العضلات الهيكلية أو المخططة : هي اللّحم الذي يكسو العظم ويكسب الكائن الحي صورته المميزة . يتصل معظمها بالهيكل العظمي لذا سميت هيكلية . وتتألف أليافها من خيوط عرضية قائمة ولذا توصف بأنها مخططة.
ولها عدة أشكال :

دائرية : كعضلة الجفن.

حلقية : كعضلة الشرج.

مسطحة : كعضلة الصدغ.

ستار عريض : كالحجاب الحاجز.

مغزلية : كعضلة العضلات الإرادية.

· تشكل العضلات نحو 40% من وزن الذكر و23% من وزن الأنثى.

· يبلغ عدد العضلات 600 عضلة مخططة في الإنسان تخضع في انقباضها وانبساطها للإرادة الواعية لذا توصف بأنها إرادية.

· يتم التحكم بها بواسطة الأعصاب الحركية.



العضلات الملساء : ( الحشوية ، اللاإرادية ) :
هي عضلات ليست مخططة تخطيطا عرضيا وغير مرتبة في حزم ولا ترتبط بالعظام وخلاياها ، ليست اسطوانية بل مغزلية الشكل ، وهي وحيدة النواة وهي تابعة في عملها للجهاز العصبي الذاتي .

أماكن تواجدها : جدار القناة الهضمية ، جدار الأوعية الدموية ، جدران المجاري التنفسية والبولية والتناسلية.

العضلات القلبية :
تجمع في خصائصها بين العضلات المخططة من حيث تركيبها من خلايا عضلية اسطوانية مخططة والعضلات الملساء فيها وحيدة النواة ، لاإرادية في عملها ، وتختلف عن النوعين السابقين بكونها :

1- متفرعة.
2- الغشاء البلازمي العرضي للخلايا المتجاورة يقترب كثيرا في بعض نقاطه مشكلا قرصا يدعى القرص البيني.

القرص البيني : تركيب من التقاء الغشاءين العرضيين لخليتين متجاورتين من خلايا العضلات القلبية، ويسهل نقل السيالات العصبية من خلية لأخرى.

الوتر : نسيج ضام قوي غني ببروتين الكولاجين يربط بين عضلة وأخرى أو بين عظم وعضلة.

الليفة العضلية : حزمة من خيوط تحتويها الخلية العضلية الواحدة ـ تحاط جميعها بغشاء بلازمي واحد ، ويتخللها شبكة انوبلازمية متسقة ، تخزن الكالسيوم اللازم لإنقباضها . ويقع تحت غشائها البلازمي العديد من الميتوكندريا والنوى ، وقليل من السيتوبلازم.

خيوط الأكتين : هي خيوط بروتينية رفيعة من مكونات اللييفة العضلية.

خيوط الميوسين : هي خيوط بروتينية سميكة ومن مكونات اللييفة العضلية.



آلية انقباض العضلة

من دراسة أنواع العضلات وجدنا أن :

- جميع أنواع العضلات تحتوي على خيوط الأكتين الرفيعة وخيوط الميوسين الغليظة ، فهل تنقبض جميعها بالطريقة نفسها ؟
- وما الآلية التي تنقبض بها؟

لقد تبين أخيراً أن الآلية التي تنقبض بها العضلة المخططة تحدث في نوعي العضلات الآخرين .



التغذية العصبية للعضلات المخططة


1- من دراستنا للحبل الشوكي وجدنا أنه يحتوى على قرنين ظهري وبطني. ويخرج من القرن البطني للحبل الشوكي ألياف عصبية أو محاور لخلايا عصبية حركية.


2- يتصل المحور الواحد بمجموعة من الألياف العضلية التي يتباين عددها حسب حجم العضلة ونوع الحركة المطلوبة منها.





3- عند تنبيه أحد المحاور أو الخلية العصبية الحركية بمنبه قوي ، فإن كل الألياف العضلية المرتبطة بذلك المحور تنقبض معاً، وبأقصى ما لديها. ونستطيع زيادة قوة انقباض العضلة بزيادة أعداد الألياف العضلية المشاركة في الإنقباض إلى أن تشارك ألياف العضلة جميعها بالإنقباض . وهنا يصل إنقباضها الى حده الأقصى ويحكم ذلك قانون الكل او العدم.

1- عند تنبيه أحد المحاور العصبية بمنبه ما :

- يتحرر الناقل الأستيل كولين من النهايات العصبية.

- يرتبط بمستقبلاته على الغشاء البلازمي لليف العضلي.

- تزداد نفاذية الغشاء للأيونات.

- تنتج حالة ازالة الإستقطاب في غشاء الليف العضلي بنفس الطريقة التي تمت عند تنبيه العصبون.

- أن إزالة الإستقطاب واعادة الإستقطاب يشكلان جهد فعل ينتشر على طول الليف العضلي وعبر انغمادات غشائية تدعى الأنيببات المستعرضة تمتد بين اللييفات العضلية وتصل إلى مقربة من مخازن الكالسيوم في الشبكة الإندوبلازيمة مما يؤدي الى تحرر الكالسيوم منتشرا بين الخيوط العضلية البروتينية مؤدياً إلى انقباضها


فرضية الخيوط المنزلقة :وضع العالمان البريطانيان هكسلي وهانسون فرضية الخيوط المنزلقة اعتمادا على دراساتهما بالمجهر الإلكتروني للعضلات المخططة في اثناء الأنقباض والراحة وقد وجدا أن:

1- طول خيوط الميوسين السميكة يبقى ثابتا أثناء الإنقباض والراحة بينما يقصر طول القطعة العضلية ويقترب خطا Z من بعضهما عند الإنقباض ويزداد طول القطعة العضلية ويبتعد الخطان عن بعضهما في حالة الإنبساط.

2- أدت هذه الملاحظة الى الإستنتاج بأن خيوط الأكتين الرفيعة تنزلق على خيوط الميوسين الغليظة ، مقربة خطي Z من بعضهما مسببة قصر القطعة العضلية وبالتالي قصر العضلة بأكملها.


لماذا تنزلق الخيوط الرفيعة والسميكة على بعضها في اثناء الإنقباض فقط ولا يحدث ذلك في اثناء الإنبساط ؟
السبب في ذلك يعود الى ايونات الكالسيوم : فعند صدور أمر بالحركة يؤدي الى حدوث جهد فعل ، وهذا يؤدي الى تحرير أيونات الكالسيوم التي تسبب ارتباطا مباشراً بين الجسور العرضية للميوسين وخيوط الأكتين. ونظرا لقدرة الجسورالعرضية على الإنثناء نحو وسط القطعة العضلية ( منطقة H ) فإن هذه الجسور تسبب سحب خيوط الأكتين معها نحو وسط القطعة العضلية ويحدث بذلك الإنزلاق.

استهلاك الطاقة أثناء نشاط العضلة

هل تحتاج العضلة إلى الطاقة الكيميائية ATP أثناء نشاطها ؟

تحتاج العضلة إلى الطاقة في كل من الخطوات التالية :
1- تكرار انثناء الجسور العرضية لإحداث انزلاق معقول وتكراره يتطلب فصل الإرتباط بين الجسر العرضي والأكتين ، ثم إعادة ارتباطه بموقع جديد على خيط الأكتين يكون أقرب إلى خط Z . تحتاج عمليتا الفصل وإعادة الإرتباط إلى استهلاك جزيء واحد من ATP .

2- إعادة ضخ أيونات الكالسيوم نحو مخازن في الشبكة الإندوبلازيمة عند زوال المنبه وقبل حدوث الإرتخاء تحتاج إلى طاقة ATP ( ويعد هذا نوعا من النقل النشط ).

ما مصدر الطاقة في العضلة ؟

1- تحتوي العضلة عادة على كمية قليلة من جزيئات ATP وهي المصدر المباشر لإنقباض العضلة وهذه الكمية لا تكفي إلا لبضعة انقباضات .

لماذا تصاب العضلة بالتشنج العضلي ؟

لأن نقص كمية ATP يبقي الجسور العرضية مرتبطة بمكان واحد من الأكتين مما يؤدي إلى إستمرار انقباض العضلة وهذا ما يعرف بالتشنج العضلي .

2- هناك مصادر أخرى للطاقة منها :

أ- فوسفات كرياتين ( Creatine Phosphate CP ).
وهو مصدر سريع لتزويد العضلة بالطاقة ، يكف لمدة ثوانٍ فقط ، ويمكن تفسير ذلك حسب المعادلة التالية.


أثناء الراحة : يصبح تركيز CP خمس مرات قدر تركيز ATP.



ب- غلايكوجين :

يتحطم غلايكوجين بواسطة أنزيمات متعددة ويعطي سكر الجلوكوز الذي يتأكسد ويتحلل ليعطي ATP 38 في عملية الفسفرة التأكسدية تزود العضلة بالطاقة من 5-10 دقائق من التمرين.

أما في عملية التخمر فيتحلل ليعطي i2 ATP فقط.

وتلجأ العضلة الى عملية التخمر عندما تكون الإنقباضات متتالية وسريعة وكمية الأوكسجين غير كافية لإتمام عملية الفسفرة التأكسدية . نتيجة ذلك يتراكم حمض اللاكتيك ( حمض اللبن ) في العضلة مسببا حالة تعرف بـ ( اعياء العضلة ) لأن الحموضة الزائدة الناتجة من تراكم حمض اللبن تؤدي إلى انقاص القوة التي تولدها انثناءات الجسور العرضية. وبإستراحة بسيطة يمكن أن تنقبض العضلة إذا ما نبهت حيث يستهلك حمض اللبن لبناء غلايكوجين وفوسفات كرياتين من جديد.