الطب > كيف يعمل جسم الإنسان؟
الجهاز الحركي - العضلات
ما الذي يتبادر إلى ذهنك مباشرة لدى سماعك كلمة (عضلات)؟
ربما صورةٌ لشابٍّ رياضي يستهويه كمالُ الأجسام وتغطّي ساعديه بعضُ الانتفاخات..
لكن اللسانَ لا يستطيع التحركَ والكلامَ بدون العضلات، والأذنَ بعضلاتها الصغيرةِ الداخليةِ لا يمكنها السمعُ بدون العضلات، بل حتى عروقك الدموية وقلبك وعينيك جميعها لن تعمل بدون جهودٍ جبّارةٍ من العضلات! وغيرها الكثير..
إذن ما هي العضلات وكيف تعمل؟
تابعوا تفاصيل هذا الجندي المجهول في المقال التالي..
هل تعلم أنك تملك ما يزيد عن 600 عضلةٍ في جسمِك؟! تساعدك هذه العضلاتُ على الحركة وحملِ الأشياءِ وضخِّ الدمِ داخل عروقِك، حتى أنها تساعدك على التنفس!
عند سماعك كلمةَ "عضلات"، لا شك أن أولَ ما يراودك هو تلك العضلاتُ التي تتحكم بها، والتي تُدعى بالعضلاتِ الإرادية. إنك في الحقيقة مَدينٌ لعضلاتِك الإراديةِ واللاإراديةِ بالغذاء الصحّيِّ والراحةِ لِما تقدّمه لك من أفعالٍ عبر تقلّصِها واسترخائِها.
لنتعرف إذن على بُنية العضلاتِ وكيفيةِ أدائها لوظائفِها.
يتكون النسيجُ العضلي من أليافٍ عضليةٍ قابلةٍ للتنبيه، تؤمّن العضلاتُ الحركةَ وثباتَ الوضعيةِ وتوازنَ المَفاصلِ كما أنها تولِّد الحرارة.
يوجد ثلاثةُ أنماطٍ من العضلات:
1- العضلةُ القلبية: عضلةٌ لا إرادية.
2- العضلاتُ الملساءُ: عضلاتُ الأوعيةِ والأحشاءِ، وهي لا إرادية.
3- العضلاتُ المخطّطةُ الهيكليةُ: تتّصل بالعظامِ وتحرّك الهيكلَ العظمي، وتُدعى المخططةَ نظراً لشكل اللُّيَيفِ العضليِّ المخططِ تحت المجهر.
تتألف العضلةُ من الحُزم العضليةِ fascicles والتي تتألف بدورِها من وحداتٍ من الألياف العضليةِ مكوَّنةٍ من لُيَيفات عضليةٍ myofibrils تحتوي على بروتيناتٍ قَلُوصِيّةٍ (الأكتين والميوزين) ضروريةٍ لتحقيق "التقلص".
يغطي النسيجُ الضامُّ كلَّ جزءٍ من العضلة:
1- يغطي غمدُ العضلةِ Epimysium العضلةَ بأكملها.
2- ظِهارةُ الحزمةِ العضليةِ Perimysium حول الحزمةِ الواحدة.
3- غمدُ الليفِ العضليِّ Endomysium حول كلِّ ليفٍ من الألياف العضلية.
تدخل الأعصابُ والأوعيةُ الدمويةُ ضمن النسيجِ الضامِّ لِتَصلَ إلى أغماد الأليافِ العضليةِ، تؤمّن الأوعيةُ الدمويةُ ترويةً غزيرةً تساهم بتوفير كمياتٍ هائلةٍ من الطاقة ATP اللازمةِ لعمل العضلةِ، كما تغطي العضلاتُ المفاصلَ فتصل العظامَ ببعضها.
يشكل غَمدُ الليفِ العصبيِّ مع غمد الليفِ العضلي (اتصالِ العصبِ مع العضلة)، مركّباً يُدعى باللوحةِ المحرِّكةِ (الوصلِ العصبيِّ العضلي المسؤولِ عن توصيل السيالاتِ العصبية من وإلى العضلة).
Neuromuscular junction:
محتوياتُ الخليةِ العضليةِ (الليف العضلي):
1- الغشاءُ السيتوبلازميُّ العضلي Sarcolemma.
2- السيتوبلازما العضليةُ الغنيةُ بالغليكوجين والميوغلوبين العضليِّ وتراكيزَ عاليةٍ من المتقدِّرات (أو المايتوكوندريا).
3- الأنابيب المسْتعرَضة Transverse (T) tubules: تتفرع بين الشبكة السيتوبلاسميةِ وتَنفُذ بعمقٍ إلى داخلِ الخلايا وهي تعمل على تزويدِ الخليةِ بالنبضاتِ العصبية المنبِّهة.
4- الصهاريجُ الانتهائية Terminal cisternae: أجزاءٌ انتهائية من الشبكة الهيوليةِ تُجاور الأنابيبَ المستعرَضة.
5- الثالوث Triads: الشبكةُ السيتوبلاسميةُ وأنابيبُ T والصهاريجُ الانتهائية مجتمعة.
تتألف الأليافُ العضليةُ من وحداتٍ قَلوصِية يُدعى كلٌّ منها بالساركومير المكوَّن من حزمٍ داكنةٍ (ميوزين) وحزمٍ فاتحة (أكتين).
بنية الساركومير:
تسمى الحزم الداكنة بالحُزَم A، حيث تنتج بروتيناتُها المستقطِبَةُ للضوءِ لونَها الداكن.
وتسمى الحُزمُ الفاتحةُ بالحزم I، وبروتيناتُها غيرُ مستقطِبةٍ للضوء فتظهرُ فاتحة.
تتوزع الخيوط ُالثخينة (الميوزين) ضمن الحزم الداكنة، والخيوط الرفيعة (الأكتين) ضمن الحزم الفاتحة. تحوي كلُّ حزمةٍ A داكنةٍ على قطعةٍ فاتحةٍ ضيقة تُدعى المنطقة H.
تتصل الخيوطُ الثخينةُ مع بعضِها ببروتيناتِ الميوزين في عدة نقاطٍ، ونقاطُ الوصلِ هذه تشكّل الخطَّ M.
أما الخيوطُ الرفيعةُ فتتوضّع في خطٍّ متعرِّجٍ يدعى الخط Z.
بُنية اللُّيَيفات العضلية:
الخيوط الثخينة (الميوزين): الجسور المعترضة (cross-binding bridges) المؤلفة من بروتينات الميوزين مع الرؤوس البروتينية والذيول.
تتجاذب رؤوسُ الميوزين مع مواقعَ نشطةٍ على خيوطِ الأكتين (تملك الرؤوسُ إنزيمَ ATPase المسؤولَ عن إزاحةِ الـ ATP لبَدء عمليةِ التقلّص).
الخيوط الرفيعة (الأكتين): تتألف من تحتِ وحداتٍ بروتينيةٍ تُدعى G- أكتين، وكلG -أكتين لديه موقعٌ نَشِطٌ يربط فيه رأسَ ميوزين أثناء عمليةِ التقلص. يتفرّع الـG -أكتين إلى تحتِ وحداتٍ تدعىF -أكتين؛ حيث كلُّ شفع F-أكتين يشكّل جزيءَ أكتين.
تحيط البروتيناتُ تروبوميوزين و تروبونين بالأكتين-F. يتألف التروبونين من ثلاثِ تحتِ وحداتٍ هي:
-TNi تربط الأكتين.
-TNt تربط التروبوميوزين.
-TNc تربط أيوناتِ الكالسيوم (ca++).
تختلف العضلاتُ الملساءُ عن الهيكليةِ بمظهرِها غيرِ المخططِ، وامتلاكِها انغلافاتٍ دائريةً تدعى التجاويفَ، التي تماثل جهازَ أنابيب T، وامتلاكِها بروتينَ الكالموديولين بدل التروبونين والذي له أربعةُ أماكنٍ لارتباطِ الكالسيوم، وكما يتم التنبيهُ فقط للألياف السطحيةِ لينتقل بين الأليافِ العميقةِ عبرَ فجواتِ اتصالٍ بين الخلايا.
آليّةُ تقلصِ العضلاتِ الهيكلية Contraction:
لأنّ العضلةَ الهيكليةَ إراديةٌ، فتقلّصُها يحتاج تنبيهاً عصبياً.
الخطوةُ الأولى للتقلص هي التنبيهُ العصبيُّ؛ أي انتقالُ النبضةِ العصبيةِ من العصب إلى غشاءِ الخليةِ العضليةِ. تسير النبضةُ على طولِ غشاءِ الخليةِ لتصلَ إلى الشبكةِ الهيولية العضليةِ Sarcoplasmic Reticulum (SR).
وعندها تفتح قنواتُ الكالسيوم في غشاءِ الشبكةِ SR (الكالسيوم شاردةٌ ضروريةٌ للتقلص)، فيتدفق الكالسيوم ضمن اللُّيَيفاتِ العضلية.
تملأ أيوناتُ الكالسيوم ca++ مواقعَ الارتباطِ على التروبونين TNc، فيسبب الارتباطُ تغيراً شكلياً في التروبونين، الذي بدورِه سيسبب انزياحاً في جزيء التروبوميوزين.
يرتبط رأسُ الميوزين بالأكتين بعد انزياحِ جزيءِ التروبوميوزين من الموقعِ الفعّالِ، مسبّباً تقلصاً وتحطيماً للـ ATP وتحريكاً لجسور الميوزين المعترضة.
يسبّب ارتباطُ الأكتين بالميوزين استدارةَ رؤوسِ الميوزين، ثم تَشغَلُ جزيئاتُATP المواقعَ الفعالةَ على الأكتين، فتتراجع الرؤوسُ لترتبطَ من جديد بخيطِ أكتينٍ آخر.
تسترخي الأليافُ العضليةُ وتنفكّ الارتباطاتُ عند توقّفِ النبضةِ العصبية.
وبهذه العمليةِ المعقّدةِ، استطعتَ بسهولةٍ تحريكَ عضلةِ سبّابتِك لنَقرِ زرِّ فتحِ هذا المقال
المصادر: