مكونات العضلة

مكونات العضلة
وسوف نقوم بالتركيز على العضلات الهيكلية :
ماذا يوجد داخل الخلية العضلية ؟
تعرف العضلات الهيكلية باسم العضلات المخططة وذلك لأن عند عرضها تحت ضوء استقطابى تظهر بعض الخطوط .
قطاع عرضي لعضلة هيكلية ويظهر فيها الخلايا الدهنية ( باللون الأبيض ) وألياف العضلة ( باللون الأحمر )
وللعضلة الهيكلية بنية معقدة تساعد على عمل تلك العضلة وسوف نستعرض معاً جزء من عضلة هيكلية , بداية من المكونات الأكبر حتى ننتهى إلى المكونات الصغيرة .
أجزاء من عضلة هيكلية :
إن الوظيفة الرئيسية لأى عضلة هى التقلص والانقباض فعلى سبيل المثال عندما تفكر فى تحريك ذراعك مستخدماً عضلات الذراع فيقوم المخ بإرسال إشارات إلى الخلايا العصبية والتى تقوم بإرسال إشارات على عضلة الذراع فتقوم عضلة الذراع بالانقباض فتحدث الحركة
ويختلف مقدار القوة التى تولدها العضلة حيث تستطيع العضلة تحديد مدى الحركة بالزيادة أو النقصان وذلك تبعاً للإشارات التى يصدرها الجهاز العصبى .
وبذلك تنحصر وظيفة العضلة فى توليد قوى الإنقباض .
وتتكون العضلة من حزمة خلايا تسمى ألياف وأنسجة , ويعتبر حجم أنسجة العضلات الأكبر بين أنسجة الجسم المختلفة .
يحتوى ليف العضلة على العديد من الليفات الصغيرة التى تعتبر مخزن للبروتين المتواجد فى العضلة . وتساعد تلك البروتينات العضلة على الانقباض
وتحتوى الليفات على نوعين من الشعيرات تنتشر على طول المحور الطويل لليف وتأخذ هذه الشعيرات أشكال مسدسة . وتنقسم تلك الشعيرات إلى شعيرات دقيقة وشعيرات سميكة , وتحاط كل شعيرة بستة شعيرات دقيقة
وتعتبر مادة ( الماركو بلازميك ريتكلم ) مسؤولة عن تخزين وإخراج أيونات الكالسيوم التى القوة العضلية.
إنقباض العضلات
تقوم الشعيرات السميكة والرقيقة بالعمل الرئيسى للعضلة وتتكون الشعيرات السميكة من بروتين يسمى (ميوسين ) وعلى المستوى الجزيئى فإن الشعيرات السميكة هى عمود من جزيئات الميوسين مرتب على شكل اسطوانة وتتكون الشعيرات الرقيقة من بروتين آخر يسمى ( أكتين )
أثناء عملية الإنقباض تقوم الشعيرات السميكة بالاقتراب من الشعيرات الدقيقة مما يعمل على تقصير الساركومير .
فى نسيج العضلة تكون إشارة الانقباض متزامنة على كافة أجزاء النسيج
وهنالك تركيبان فى أخاديد كل شعيرة رقيقة والتى تسمح للشعيرة الرقيقة بالإنزلاق على طول الشعيرة السميكة وهناك عصاً طويلة مثل البروتين تدعى تروميوسين , وفرزة قصيرة مثل البروتين معقد التركيب يسمى تروبونين وتعد مواد التروبوميونين هى المفاتيح الجزئية المسيطرة على تفاعل ميوسين والأكتين خلال الانقباض .بينما وضح انزلاق الشعيرات كيفية تقصر العضلة فلا يوضح هذا الانزلاق كيفية تخليق العضلة للقوة التى تطلبها عملية التقصير
ولفهم كيفية توليد تلك القوة , فلنفكر معاً كيف نقوم برفع شئ ما بواسطة حبل ؟
تبدأ بمسك الحبل بكلتا اليدين ثم تقوم بشد الحبل بيد واحدة ولتكن اليمنى وتجعل اليسرى حرة وبمسك الحبل باليد اليمنى فإنك تغير من شكل الذراع الأيمن بتقصير المدى وتقوم بجذب الحبل باتجاهك ثم تشد الحبل باليد اليسرى المددة وتطلق اليد اليمنى وبذلك تغير شكل اليد اليسرى بتقصير المدى ثم تعاد هذه العملية عدة مرات حتى تنتهى من رفع الشئ المراد رفعه
ولفهم كيفية توليد العضلات للقوة , فلنطبق ذلك على مثال الحبل ..
فلنعتبر الميوسين مع التقاطع الذى تشكله هى الذراع وشعيرات الأكتين هى الحبل
فعند انقباض جزيئات الميوسين فإنها تشكل رابطة كيميائية مع الأكتين على الشعيرات الدقيقة ( شدك للحبل ) وتعتبر هذه الرابطة الكيميائية الكبارى المتقاطعة وللتوضيح فقط فى الشكل الأعلى نركز على كوبرى متقاطع واحد بشكل مبدئى فإن الكوبرى المتقاطع يتمدد ( ذراعك يتمدد ) بواسطة الأدينوساين دي فوسفات ( أى دى بى ) وفوسفات غير عضوى ( بى أى ) مرتبط بالميدسين .
وبمجرد تكوين الكبارى المتقاطعة فإن رأس الميوسين ينحنى ( ذراعك يتقصر ) لذا تخلق القوة وتنزلق شعيرات الأكتين خلف الميوسين ( بجذب الحبل ) وتسمى هذه العملية بضرب القوة ويخرج الميوسين أثناء تلك العملية مادتى ( أيه دى بى ) و ( بى أى ) .
وبمجرد خروج تلك المواد تتولد جزيئات ثالث فوسفات الأدينوساين ( أيه تى بى ) والتى ترتبط بالميوسين ثم يطلق الميوسين جزيئات الأكتين ( عندما تترك الحبل ) .
ينقسم ثالث فوسفات الأدينوساين إلى ( أيه دى بى ) و ( بى أى ) بواسطة الميوسين وتتسبب الطاقة المتوالدة من ( أيه تى بى ) فى إعادة رأس الميوسين إلى موقعه الأصلى ( إعادة تمديد زراعك )

وعند تكرار العملية فإن عمل جزيئات الميوسين لا يكون متزامناً
ففى أى لحظة يتحد بعض الميوسين مع الأكتين ( مسك الحبل ) والبعض الآخر يولد القوة ( سحب الحبل ) وما تبقى يطلق الأكتين ( ترك الحبل )
سبب الإنقباض
يتسبب الانقباض فى كافة العضلات عن طريق نبضات كهربية سواء عن طريق الخلايا العصبية أو خلق بشكل داخلى أو بشكل خارجى (عن طريق محفز صدمة كهربية ) تبدأ الإشارة الكهربية سلسلة أحداث تؤدى إلى خلق الكبارى المتقاطعة بين الموسين ولاكتين والتى يولد القوة . ويوجد اختلافات طفيفة بين تلك السلسلة من الأحداث داخل العضلات الهيكلية والقلبية والملساء ولنبدأ بالعضلات الهيكلية أولاً .

الظاقة اللازمة لإنقباض العضلة
تستخدم العضلات الطاقة فى شكل ( أيه تى بى ) والتى تستخدم فى إعادة الميوسين وإطلاق شعيرات الأكتين ولتصنيع مادة ( أيه تى بى ) فإن العضلة :
1 – تقوم بتكسير كرياتين الفوسفات وتضيف الفوسفات إلى ( أيه دى بى ) لتكوين ( أيه تى بى )
2 – تقوم بتنفيذ تنفس هوائى والذى يتسبب فى تكسير الجلوكوز والجليكوجين والدهون والأحماض الأمينية فى وجود الأكسجين
وتحتوى العضلات على مزيج من نوعين رئيسيين من الأنسجة ( اختلاجة سريعة واختلاجة بطيئة ) وتولد ألياف الإختلاجة السريعة قوة أكبر وتتسبب فى انقباض اسرع للعضلة وعلى العكس تولد الإختلاجة البطيئة بطئ كما يمكن أن تظل فى وضع الإنقباض أكثر من الإختلاجة السريعة
وبفضل التمرين المنتظم يزيد حجم العضلة وذلك على الأغلب بتغير حجم وعدد ألياف العضلة بدلاً من تغيير نوع الألياف ويستخدم البعض من الرياضيين بعض العقاقير المنشطة لتحسين أداء العضلات رغم خطورة تلك العادة والتى أصبحت محرمة فى معظم المنافسات الرياضية

خلايا بعض العضلات
تعتبر خلايا العضلات الملساء صغيرة مقارنة بخلايا العضلات الهيكلية وتتخذ تلك الخلايا شكل مغزلى , وتحتوى تلك الخلايا على حزم الشعيرات السميكة والرقيقة ويوجد فى العضلة الملساء شعيرات متوسطة متشابكة داخل الخلية من خيوط شبكة صيد السمك وتتشبث الشعيرات المتوسطة بالشعيرات الدقيقة وتستجيب إلى الأقراص زد فى العضلة الهيكلية وعلى خلاف خلايا العضلات الهيكلية لا يوجد بخلاف العضلات الملساء تروبونين أو تروبوميوسين .
خلايا العضلات الملساء فى وضع الإسترخاء
خلايا العضلات الملساء فى وضع منقبض
ويتسبب الإنقباض فى الخلايا الملساء فى تكوين كبارى متقاطعة وتتعدى الشعيرات الرقيقة السميكة ويحدث التقصر فى كافة الاتجاهات أثناء الانقباض
تنظم أيونات الكالسيوم الإنقباض فى العضلة الملساء بطريقة تختلف عن الانقباض فى العضلة الهيكلية .
1 – أيونات الكلسيوم تأتى من خارج الخلية
2 – أيونات الكالسيوم ترتبط إلى عقدة انزيم على الميسوسين يسمى الكالمودلوسين ميوسين
3 – يتفكك الإنزيم المعقد إلى ( أيه تى بى ) و ( أيه دى بى ) ويتم نقل الـ ( بى أى ) مباشرة إلى الميوسين .
4 – تعمل عملية النقل على تفعيل الميوسين
5 – يشكل الميوسين جسور متقاطعة مع الأكتين
6 – عندما يضخ الكالسيوم خارج الخلية , يقوم إنزيم آخر بإزالة الـ ( بى أى ) من الميوسين
7 – يصبح الميوسين خامل وترتخى العضلة
تسمى تلك العملية بالانقباض المنتظم للميوسين .
وتشبه العضلات القلبية العضلات الهيكلية فى كثير من النواحى ما عدا فى الألياف حيث أن ألياف العضلات القلبية غير متطورة بشكل جيد كالعضلات الهيكلية , و ينظم الأكتين عملية الانقباض فى عضلات القلب , وتشبه سلسلة الأحداث التى تحدث فى العضلات القلبية تلك التى تحدث فى العضلات الهيكلية بشكل كبير .