تكملت للدرس

موضوع: تكملت للدرس الإثنين أكتوبر 29, 2007 7:30 am

VI / دور العضلات الهيكلية المخططة في تحويل الطاقة:
العضلات الهيكلية هي كل العضلات المرتبطة بالهيكل العظمي و تمكن من القيام بالحركات عن طريق التقلص و تتميز بصفة عامة بالاهتياجية أي القدرة على الاستجابة لعامل مهيج و القلوصية 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 علة تسجيلات تسمى رسوم تخطيطية عضلية .
1 - 2 - تحليل التسجيلات العضلية:
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 ثم كيميائية أو 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:
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 بعد تفكيك الكليكوز إلى حمض بيروفيك يختزل هذا الأخير إلى حمض لبني .
C6H12O6 + 2ADP + 2Pi -----------------------> 2(CH3-CHOH-COOH) + 2ATP
يسبب تراكم الحمض اللبني انخفض 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 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:
تتكون العضلة من عدة ألياف عضلية على شكل حزم، ذات لون أحمر لاحتوائها على الخضاب العضلي و هو بروتين متخصص في نقل الأكسجين و يظهر المقطع العرضي أيضا وجود أوعية دموية و مقاطع عصبية .
يمثل كل ليف عضلي خلية ضخمة متعددة النوى يصل طولها إلى عدة cm محاطة بغشاء يسمى غشاء ساركوبلاسمي و تحتوي على سيتوبلاسم (ساركوبلاسم) يحتوي على العديد من الميتوكوندريات و شبكة سيتوبلاسمية كثيفة غنية بالكالسيوم ، كما يحتوي على كمية من الغليوكوجين و الخضاب العضلي.
ج ـ بنية اللييف العضلي:
يتشكل كل لييف عضلي من تناوب أشرطة فاتحة I و أشرطة داكنة A ، و يظهر وسط كل شريط داكن منطقة فاتحة تدعى المنطقة H و وسط كل شريط فاتح خط قاتم يدعى الحز Z .

تسمى المنطقة المحصورة بين حزي Z متتالين ساركومير و يعتبر هذا الأخير الوحدة البنيوية و الوظيفية للييف العضلي.

2 ـ 3 ـ بالمجهر الإلكتروني:
أ ـ فوق بنية اللييف العضلي:
يتشكل كل لييف عضلي من صنفين من الخييطات العضلية :
ـ خييطات سميكة مكونة من بروتين يدعى ميوزين .
ـ خييطات دقيقة مكونة من بروتين يدعى أكتين .
الشريط الفاتح I مكون فقط من الأكتين أما الشريط القاتمA يتكون من النوعين من الخييطات باستثناء المنطقة H حيث يتواجد الميوزين فقط
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
ـ خييط الأكتين يتكون من مئات جزيئات كروية من الأكتين على شكل سلسلتين ملتويتين و ترتبط بهما بروتينات أخرى تدعى تروبونين و تروبوميوزين.
3 ـ التقلص العضلي:
3 ـ 1 ـ ملاحظة:
خلال التقلص العضلي نلاحظ :
ـ اقتراب الحزات Z فيما بينها.
ـ تقصير طول الساركومير و اختزال طول الأشرطة الفاتحة و استقرار طول الأشرطة القاتمة.
ـ نقصان طول المنطقة H و أحيانا اختفائها .
و بما 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 و ATP إلى خييطات الأكتين و الميوزين نلاحظ اتحاد رؤوس الميوزين بالأكتين و تشكل مركب الأكتوميوزين و هو بمثابة أنزيم يحفز حلمأة ATP و بالتالي تحرير طاقة تؤدي إلى انزلاق الأكتين نحو مركز الساركومير .
ـ في غياب الكالسيوم لا يتكون مركب الأكتوميوزين لأن مواقع اتحاد رؤوس الميوزين بالأكتين تكون مقنعة ببروتينات تروبونين و تروبوميوزين.
ب ـ مراحل التقلص العضلي:
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 و هو بمثابة أنزيم يحفز حلمأة ATP
4 ـ حلمأة ATP المرتبطة برؤوس الميوزين و تحرير طاقة تؤدي إلى دوران رؤوس الميوزين و بالتالي 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 فيحدث الارتخاء.
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

مشكورة اختنا بوركت
زادنا الله و اياك علما