معلومة

38.4: تقلص العضلات وحركتها - علم الأحياء

38.4: تقلص العضلات وحركتها - علم الأحياء



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

مهارات التطوير

  • صنف الأنواع المختلفة من الأنسجة العضلية
  • اشرح دور العضلات في الحركة

خلايا العضلات متخصصة في الانقباض. تسمح العضلات بالحركات مثل المشي ، كما أنها تسهل العمليات الجسدية مثل التنفس والهضم. يحتوي الجسم على ثلاثة أنواع من الأنسجة العضلية: العضلات الهيكلية ، وعضلة القلب ، والعضلات الملساء (الشكل ( فهرس الصفحة {1} )).

تشكل الأنسجة العضلية الهيكلية عضلات الهيكل العظمي ، والتي ترتبط بالعظام أو الجلد وتتحكم في الحركة وأي حركة يمكن التحكم فيها بوعي. لأنه يمكن السيطرة عليها بالفكر ، تسمى العضلات الهيكلية أيضًا العضلات الإرادية. عضلات الهيكل العظمي طويلة وأسطوانية المظهر. عند النظر إليها تحت المجهر ، فإن أنسجة العضلات الهيكلية لها مظهر مخطط أو مخطط. تحدث التشققات بسبب الترتيب المنتظم للبروتينات المقلصة (الأكتين والميوسين). الأكتين هو بروتين مقلص كروي يتفاعل مع الميوسين لتقلص العضلات. تحتوي العضلات الهيكلية أيضًا على نوى متعددة موجودة في خلية واحدة.

تحدث الأنسجة العضلية الملساء في جدران الأعضاء المجوفة مثل الأمعاء والمعدة والمثانة البولية وحول الممرات مثل الجهاز التنفسي والأوعية الدموية. العضلة الملساء ليس لها خطوط ، وهي ليست تحت السيطرة الإرادية ، ولها نواة واحدة فقط لكل خلية ، وهي مدببة من كلا الطرفين ، وتسمى العضلة اللاإرادية.

توجد أنسجة عضلة القلب فقط في القلب ، وتضخ الانقباضات القلبية الدم في جميع أنحاء الجسم وتحافظ على ضغط الدم. مثل العضلات الهيكلية ، فإن عضلة القلب مخططة ، ولكن على عكس العضلات الهيكلية ، لا يمكن السيطرة على عضلة القلب بوعي وتسمى العضلة اللاإرادية. تحتوي على نواة واحدة لكل خلية ، وهي متفرعة ، وتتميز بوجود أقراص مقسمة.

هيكل ألياف العضلات والهيكل العظمي

كل ليف عضلي هيكلي هو خلية عضلية هيكلية. هذه الخلايا كبيرة بشكل لا يصدق ، بأقطار تصل إلى 100 ميكرومتر وأطوال تصل إلى 30 سم. يُطلق على غشاء البلازما لألياف العضلات والهيكل العظمي اسم غمد الليف العضلي. غمد الليف العضلي هو موقع للتوصيل المحتمل للعمل ، مما يؤدي إلى تقلص العضلات. داخل كل ليف عضلي توجد ليفية عضلية - هياكل أسطوانية طويلة تقع موازية للألياف العضلية. تعمل اللييفات العضلية على طول الألياف العضلية بالكامل ، ولأن قطرها لا يتجاوز 1.2 ميكرومتر ، يمكن العثور على مئات إلى الآلاف داخل ألياف عضلية واحدة. إنها تلتصق بالغشاء العضلي في نهاياتها ، بحيث تنقبض الخلية العضلية بأكملها مع تقصير اللييفات العضلية (الشكل ( فهرس الصفحة {2} )).

المظهر المخطط لأنسجة العضلات الهيكلية هو نتيجة لتكرار عصابات البروتينات الأكتين والميوسين الموجودة على طول اللييفات العضلية. تتكرر العصابات الداكنة والضوء I على طول اللييفات العضلية ، وتؤدي محاذاة اللييفات العضلية في الخلية إلى ظهور الخلية بأكملها مخططة أو مخططة.

تحتوي كل فرقة I على خط كثيف يمر عموديًا عبر الوسط يسمى قرص Z أو خط Z. تحدد الأقراص Z حدود الوحدات المسماة القسيمات اللحمية ، وهي الوحدات الوظيفية للعضلات الهيكلية. قسيم عضلي واحد هو المسافة بين قرصي Z متتاليين ويحتوي على شريط A كامل ونصفي نطاق I ، أحدهما على جانبي النطاق A. يتكون اللييف العضلي من العديد من الأورام اللحمية الممتدة على طوله ، وعندما تنقبض القسيم العضلي بشكل فردي ، تتقلص اللييفات العضلية وخلايا العضلات (الشكل ( فهرس الصفحة {3} )).

تتكون اللييفات العضلية من هياكل أصغر تسمى الخيوط العضلية. هناك نوعان رئيسيان من الخيوط: خيوط سميكة وخيوط رفيعة ؛ لكل منها تركيبات ومواقع مختلفة. تحدث الخيوط السميكة فقط في النطاق A للليف العضلي. ترتبط الخيوط الرفيعة ببروتين في القرص Z يسمى alpha-actinin وتحدث عبر كامل طول النطاق I وجزءًا من الفرقة A. المنطقة التي تتداخل فيها الخيوط السميكة والرقيقة لها مظهر كثيف ، حيث توجد مساحة صغيرة بين الخيوط. لا تمتد الخيوط الرفيعة على طول الطريق إلى العصابات A ، تاركة منطقة مركزية من النطاق A تحتوي فقط على خيوط سميكة. تبدو هذه المنطقة المركزية للشريط A أخف قليلاً من بقية النطاق A وتسمى المنطقة H. يحتوي منتصف المنطقة H على خط عمودي يسمى الخط M ، حيث تتماسك البروتينات الملحقة ببعض الشعيرات السميكة. يحتفظ كل من القرص Z والخط M بالخيوط العضلية في مكانها للحفاظ على الترتيب الهيكلي وطبقات اللييف العضلي. اللييفات العضلية متصلة ببعضها البعض عن طريق خيوط وسيطة أو ديزمين التي ترتبط بالقرص Z.

تتكون الخيوط السميكة والرقيقة من بروتينات. تتكون الخيوط السميكة من بروتين الميوسين. يتصل ذيل جزيء الميوسين بجزيئات الميوسين الأخرى لتشكيل المنطقة المركزية من خيوط سميكة بالقرب من الخط M ، بينما تصطف الرؤوس على جانبي الشعيرة السميكة حيث تتداخل الخيوط الرفيعة. المكون الأساسي للخيوط الرقيقة هو بروتين الأكتين. مكونان آخران للخيوط الرقيقة هما تروبوميوسين وتروبونين. يحتوي الأكتين على مواقع ملزمة لمرفق الميوسين. تسد خيوط التروبوميوسين مواقع الربط وتمنع تفاعلات الأكتين والميوسين عندما تكون العضلات في حالة راحة. يتكون التروبونين من ثلاث وحدات فرعية كروية. ترتبط وحدة فرعية واحدة بالتروبوميوسين ، وترتبط وحدة فرعية واحدة بالأكتين ، وتربط وحدة فرعية واحدة Ca2+ الأيونات.

ارتباط بالتعلم

شاهد هذه الرسوم المتحركة التي توضح تنظيم ألياف العضلات.

نموذج الانكماش الخيطي المنزلق

لكي تنقبض خلية عضلية ، يجب تقصير قسيم عضلي. ومع ذلك ، فإن الخيوط السميكة والرفيعة - مكونات الساركوميرات - لا تقصر. بدلاً من ذلك ، ينزلق أحدهما الآخر ، مما يتسبب في تقصير قسيم عضلي بينما تظل الخيوط بنفس الطول. تم تطوير نظرية الخيوط المنزلقة لتقلص العضلات لتلائم الاختلافات التي لوحظت في العصابات المسماة على قسيم عضلي بدرجات مختلفة من تقلص العضلات واسترخائها. آلية الانكماش هي ارتباط الميوسين بالأكتين ، وتشكيل الجسور المتقاطعة التي تولد حركة الخيوط (الشكل ( PageIndex {4} )).

عندما يقصر قسيم عضلي ، تقصر بعض المناطق بينما تبقى مناطق أخرى بنفس الطول. يُعرَّف القسيم العضلي بأنه المسافة بين قرصي Z متتاليين أو خطوط Z ؛ عندما تنقبض العضلة ، تقل المسافة بين أقراص Z. تحتوي المنطقة H - المنطقة الوسطى من المنطقة A - على خيوط سميكة فقط ويتم تقصيرها أثناء الانكماش. يحتوي النطاق I على خيوط رفيعة فقط ويقصر أيضًا. لا يقصر النطاق "أ" - فهو يظل بنفس الطول - ولكن نطاقات من ساركوميرات مختلفة تقترب من بعضها البعض أثناء الانكماش ، وتختفي في النهاية. يتم سحب خيوط رفيعة بواسطة خيوط سميكة باتجاه مركز قسيم عضلي حتى تقترب أقراص Z من الشعيرات السميكة. منطقة التداخل ، حيث تشغل الخيوط الرفيعة والخيوط السميكة نفس المنطقة ، تزداد كلما تحركت الشعيرات الرقيقة إلى الداخل.

ATP وتقلص العضلات

تحدث حركة تقصير العضلات عندما ترتبط رؤوس الميوسين بالأكتين وتسحب الأكتين إلى الداخل. يتطلب هذا الإجراء الطاقة ، والتي يتم توفيرها بواسطة ATP. يرتبط الميوسين بالأكتين في موقع ارتباط على بروتين الأكتين الكروي. يحتوي الميوسين على موقع ارتباط آخر لـ ATP حيث يقوم النشاط الإنزيمي بتحليل جزيء ATP إلى ADP ، مما يؤدي إلى إطلاق جزيء وطاقة فوسفات غير عضوي.

يتسبب ارتباط ATP في إطلاق الميوسين للأكتين ، مما يسمح للأكتين والميوسين بالانفصال عن بعضهما البعض. بعد حدوث ذلك ، يتم تحويل ATP المرتبط حديثًا إلى ADP والفوسفات غير العضوي ، Pأنا. يسمى الإنزيم الموجود في موقع الارتباط على الميوسين ATPase. الطاقة المنبعثة خلال التحلل المائي ATP تغير زاوية رأس الميوسين إلى وضع "الجاهزة". ثم يكون رأس الميوسين في وضع يسمح له بمزيد من الحركة ، ويمتلك طاقة كامنة ، ولكن ADP و P.أنا لا تزال مرفقة. إذا كانت مواقع ربط الأكتين مغطاة وغير متوفرة ، فسيظل الميوسين في التكوين عالي الطاقة مع تحلل ATP المائي ، ولكن لا يزال متصلاً.

إذا تم الكشف عن مواقع ربط الأكتين ، فسيتم تشكيل جسر متقاطع ؛ أي أن رأس الميوسين يمتد على المسافة بين جزيئات الأكتين والميوسين. صأنا ثم يتم إطلاقه ، مما يسمح للميوسين بإنفاق الطاقة المخزنة كتغيير توافقي. يتحرك رأس الميوسين نحو الخط M ، ويسحب الأكتين معه. عندما يتم سحب الأكتين ، تتحرك الخيوط حوالي 10 نانومتر نحو الخط M. تسمى هذه الحركة بضربة القوة ، لأنها الخطوة التي يتم فيها إنتاج القوة. عندما يتم سحب الأكتين نحو الخط M ، يقصر قسيم عضلي وتقلص العضلات.

عندما يتم "تشكيل" رأس الميوسين ، فإنه يحتوي على طاقة ويكون في تكوين عالي الطاقة. يتم إنفاق هذه الطاقة عندما يتحرك رأس الميوسين خلال شوط الطاقة ؛ في نهاية شوط الطاقة ، يكون رأس الميوسين في وضع منخفض الطاقة. بعد السكتة الدماغية ، يتم تحرير ADP ؛ ومع ذلك ، فإن الجسر المتقاطع لا يزال في مكانه ، والأكتين والميوسين مرتبطان معًا. يمكن بعد ذلك ربط ATP بالميوسين ، مما يسمح بدورة الجسر المتقاطع بالبدء مرة أخرى ويمكن أن يحدث المزيد من تقلص العضلات (الشكل ( PageIndex {5} )).

ارتباط بالتعلم

شاهد هذا الفيديو الذي يشرح كيفية الإشارة إلى انقباض العضلات.

اتصال فني

أي من العبارات التالية حول تقلص العضلات صحيحة؟

  1. تحدث شوط الطاقة عندما يتحلل ATP إلى ADP والفوسفات.
  2. تحدث السكتة الدماغية عندما ينفصل ADP والفوسفات عن رأس الميوسين.
  3. تحدث ضربة الطاقة عندما ينفصل ADP والفوسفات عن موقع الأكتين النشط.
  4. تحدث شوط الطاقة عندما يربط Ca2 + رأس الكالسيوم.

ارتباط بالتعلم

شاهد هذه الرسوم المتحركة لتقلص العضلات عبر الجسر.

البروتينات التنظيمية

عندما تكون العضلة في حالة راحة ، يتم فصل الأكتين والميوسين. لمنع الأكتين من الارتباط بالموقع النشط على الميوسين ، تحجب البروتينات التنظيمية مواقع الارتباط الجزيئي. يمنع التروبوميوسين مواقع ارتباط الميوسين على جزيئات الأكتين ، ويمنع تكوين الجسر المتقاطع ويمنع الانقباض في العضلات دون مدخلات عصبية. يرتبط التروبونين بالتروبوميوسين ويساعد على وضعه على جزيء الأكتين ؛ كما أنه يربط أيونات الكالسيوم.

لتمكين تقلص العضلات ، يجب على التروبوميوسين تغيير الشكل ، وكشف موقع ارتباط الميوسين على جزيء أكتين والسماح بتكوين الجسر المتقاطع. يمكن أن يحدث هذا فقط في وجود الكالسيوم ، والذي يتم الاحتفاظ به بتركيزات منخفضة للغاية في الساركوبلازم. في حالة وجودها ، ترتبط أيونات الكالسيوم بالتروبونين ، مما يتسبب في حدوث تغييرات توافقية في التروبونين التي تسمح للتروبوميوسين بالابتعاد عن مواقع ارتباط الميوسين في الأكتين. بمجرد إزالة التروبوميوسين ، يمكن أن يتشكل جسر متقاطع بين الأكتين والميوسين ، مما يؤدي إلى الانكماش. يستمر ركوب الدراجات عبر الجسور حتى كاليفورنيا2+ لم تعد الأيونات و ATP متوفرة ويغطي التروبوميوسين مرة أخرى مواقع الربط على الأكتين.

اقتران الإثارة، تقلص

اقتران الإثارة والتقلص هو الرابط (التحويل) بين جهد الفعل المتولد في غمد الليف العضلي وبداية تقلص العضلات. إن محفز إطلاق الكالسيوم من الشبكة الساركوبلازمية إلى الساركوبلازم هو إشارة عصبية. يتم التحكم في كل ليف عضلي هيكلي بواسطة عصبون حركي ، والذي ينقل إشارات من الدماغ أو الحبل الشوكي إلى العضلات. تسمى منطقة غمد الليف العضلي على الألياف العضلية التي تتفاعل مع الخلايا العصبية باللوحة الطرفية الحركية. يُطلق على نهاية محور العصبون اسم الطرف المشبكي ، ولا يتصل فعليًا بلوحة نهاية المحرك. تفصل مساحة صغيرة تسمى الشق المشبكي الطرف المشبكي عن لوحة نهاية المحرك. تنتقل الإشارات الكهربائية على طول محور العصبون ، الذي يتفرع عبر العضلات ويتصل بألياف عضلية فردية عند تقاطع عصبي عضلي.

تتطلب قدرة الخلايا على الاتصال كهربائيًا أن تنفق الخلايا الطاقة لإنشاء تدرج كهربائي عبر أغشية الخلايا. يتم نقل تدرج الشحنة هذا بواسطة الأيونات ، والتي يتم توزيعها بشكل تفاضلي عبر الغشاء. كل أيون له تأثير كهربائي وتأثير تركيز. تمامًا كما يختلط الحليب في النهاية مع القهوة دون الحاجة إلى التحريك ، توزع الأيونات نفسها أيضًا بالتساوي ، إذا سمح لها بذلك. في هذه الحالة ، لا يُسمح لهم بالعودة إلى حالة مختلطة بشكل متساوٍ.

يستخدم ATPase الصوديوم والبوتاسيوم الطاقة الخلوية لتحريك K.+ أيونات داخل الخلية و Na+ الأيونات بالخارج. هذا وحده يتراكم شحنة كهربائية صغيرة ، لكنه يتراكم بتدرج تركيز كبير. هناك الكثير من K.+ في الخلية والكثير من نا+ خارج الزنزانة. البوتاسيوم قادر على مغادرة الخلية من خلال K.+ القنوات المفتوحة 90٪ من الوقت ، وهي كذلك. ومع ذلك ، نا+ نادرا ما تكون القنوات مفتوحة ، لذلك نا+ يبقى خارج الزنزانة. عندما ك+ يترك الخلية ، مطيعًا تدرج تركيزها ، الذي يترك شحنة سالبة خلفه. لذلك عند الراحة ، يوجد تدرج تركيز كبير لـ Na+ لدخول الخلية ، وهناك تراكم للشحنات السالبة المتبقية في الزنزانة. هذا هو غشاء الراحة المحتملة. تعني الإمكانات في هذا السياق فصل الشحنة الكهربائية القادرة على القيام بالعمل. يقاس بالفولت ، تمامًا مثل البطارية. ومع ذلك ، فإن إمكانات الغشاء أصغر بكثير (0.07 فولت) ؛ لذلك ، يتم التعبير عن القيمة الصغيرة بالميليفولت (بالسيارات) أو 70 بالسيارات. نظرًا لأن الجزء الداخلي للخلية سلبي مقارنة بالخارج ، فإن علامة الطرح تشير إلى زيادة الشحنات السالبة داخل الخلية ، −70 mV.

إذا تغير حدث ما نفاذية الغشاء إلى Na+ الأيونات ، سوف تدخل الخلية. سيؤدي ذلك إلى تغيير الجهد. هذا حدث كهربائي ، يسمى جهد الفعل ، والذي يمكن استخدامه كإشارة خلوية. يحدث الاتصال بين الأعصاب والعضلات من خلال الناقلات العصبية. تتسبب إمكانات عمل الخلايا العصبية في إطلاق النواقل العصبية من الطرف المشبكي إلى الشق المشبكي ، حيث يمكن أن تنتشر عبر الشق المشبكي وترتبط بجزيء مستقبل على لوحة نهاية المحرك. تمتلك الصفيحة الطرفية للمحرك ثنيات مفصلية - طيات في غمد الليف العضلي التي تخلق مساحة كبيرة للناقل العصبي ليرتبط بالمستقبلات. المستقبلات هي في الواقع قنوات صوديوم تفتح لتسمح بمرور Na+ في الخلية عندما يتلقون إشارة ناقل عصبي.

الأسيتيل كولين (ACh) هو ناقل عصبي تطلقه الخلايا العصبية الحركية التي ترتبط بمستقبلات في لوحة نهاية المحرك. يحدث إطلاق الناقل العصبي عندما ينتقل جهد الفعل إلى أسفل محور العصبون الحركي ، مما يؤدي إلى تغيير نفاذية الغشاء الطرفي المشبكي وتدفق الكالسيوم. كاليفورنيا2+ تسمح الأيونات للحويصلات المشبكية بالانتقال إلى الغشاء قبل المشبكي (الموجود على العصبون) والارتباط به ، وإطلاق ناقل عصبي من الحويصلات إلى الشق المشبكي. بمجرد إطلاقه بواسطة الطرف المشبكي ، ينتشر ACh عبر الشق المشبكي إلى لوحة نهاية المحرك ، حيث يرتبط بمستقبلات ACh. عندما يرتبط ناقل عصبي ، تفتح هذه القنوات الأيونية ، و Na+ تعبر الأيونات الغشاء إلى الخلية العضلية. هذا يقلل من فرق الجهد بين داخل وخارج الخلية ، وهو ما يسمى إزالة الاستقطاب. عندما يرتبط ACh باللوحة الطرفية للمحرك ، يُطلق على هذا الاستقطاب اسم إمكانات اللوحة الطرفية. ينتشر نزع الاستقطاب بعد ذلك على طول غمد الليف العضلي ، مما يخلق جهد فعل حيث تشعر قنوات الصوديوم المجاورة لموقع نزع الاستقطاب الأولي بالتغير في الجهد والانفتاح. يتحرك جهد الفعل عبر الخلية بأكملها ، مما يؤدي إلى موجة من الاستقطاب.

يتم تكسير ACh بواسطة إنزيم acetylcholinesterase (AChE) إلى أسيتيل وكولين. يوجد AChE في الشق المشبكي ، مما يؤدي إلى تحطيم ACh بحيث لا يظل مرتبطًا بمستقبلات ACh ، مما يؤدي إلى تقلص عضلي ممتد غير مرغوب فيه (الشكل ( PageIndex {6} )).

اتصال فني

غاز الأعصاب القاتل السارين يثبط بشكل لا رجعة فيه أستيراز الكولين. ما هو تأثير السارين على تقلص العضلات؟

بعد إزالة الاستقطاب ، يعود الغشاء إلى حالة الراحة. وهذا ما يسمى إعادة الاستقطاب ، حيث يتم إغلاق قنوات الصوديوم ذات الجهد الكهربائي. تستمر قنوات البوتاسيوم بتوصيل 90٪. نظرًا لأن غشاء البلازما الصوديوم والبوتاسيوم ATPase دائمًا ما ينقل الأيونات ، يتم استعادة حالة الراحة (مشحونة سالبة من الداخل بالنسبة إلى الخارج). الفترة التي تلي انتقال النبضة مباشرة في العصب أو العضلة ، والتي تستعيد فيها الخلية العصبية أو الخلية العضلية قدرتها على نقل نبضة أخرى ، تسمى فترة الانكسار. خلال فترة المقاومة ، لا يمكن للغشاء أن يولد جهد فعل آخر. تسمح فترة الانكسار للقنوات الأيونية الحساسة للجهد بالعودة إلى تكوينات الراحة الخاصة بها. يتحرك ATPase الصوديوم باستمرار Na+ التراجع عن الزنزانة و K.+ مرة أخرى في الخلية ، و K.+ تتسرب تاركة وراءها شحنة سالبة. وبسرعة كبيرة ، يستقطب الغشاء مرة أخرى ، بحيث يمكن إزالته مرة أخرى.

السيطرة على توتر العضلات

يبدأ التحكم العصبي في تكوين جسور الأكتين والميوسين المتقاطعة ، مما يؤدي إلى تقصير قسيم عضلي متضمن في تقلص العضلات. تمتد هذه الانقباضات من الألياف العضلية عبر النسيج الضام لسحب العظام ، مما يتسبب في حركة الهيكل العظمي. يسمى الشد الذي تمارسه العضلة بالتوتر ، ويمكن أن يختلف مقدار القوة الناتجة عن هذا التوتر. يتيح ذلك للعضلات نفسها تحريك الأشياء الخفيفة جدًا والأشياء الثقيلة جدًا. في الألياف العضلية الفردية ، يعتمد مقدار التوتر الناتج على منطقة المقطع العرضي للألياف العضلية وتكرار التحفيز العصبي.

يحدد عدد الجسور المتقاطعة المتكونة بين الأكتين والميوسين مقدار التوتر الذي يمكن أن تنتجه الألياف العضلية. يمكن أن تتشكل الجسور المتقاطعة فقط في الأماكن التي تتداخل فيها الخيوط السميكة والرفيعة ، مما يسمح للميوسين بالارتباط بالأكتين. إذا تم تشكيل المزيد من الجسور المتقاطعة ، فسوف يسحب المزيد من الميوسين الأكتين ، وسيتم إنتاج المزيد من التوتر.

الطول المثالي للقسيم العضلي أثناء إنتاج الحد الأقصى من التوتر يحدث عندما تتداخل الخيوط السميكة والرقيقة إلى أقصى درجة. إذا امتد قسيم عضلي أثناء الراحة إلى ما بعد طول الراحة المثالي ، فإن الخيوط السميكة والرقيقة لا تتداخل إلى أقصى درجة ، ويمكن أن تتشكل عدد أقل من الجسور المتقاطعة. ينتج عن هذا عدد أقل من رؤوس الميوسين التي تسحب الأكتين ، وينتج توتر أقل. عندما يتم تقصير قسيم عضلي ، يتم تقليل منطقة التداخل مع وصول الخيوط الرفيعة إلى المنطقة H ، والتي تتكون من ذيول الميوسين. نظرًا لأن رؤوس الميوسين هي التي تشكل جسورًا متقاطعة ، فلن يرتبط الأكتين بالميوسين في هذه المنطقة ، مما يقلل من التوتر الناتج عن الألياف العضلية هذه. إذا تم تقصير قسيم عضلي أكثر ، تبدأ الخيوط الرفيعة في التداخل مع بعضها البعض - مما يقلل من تكوين الجسر المتقاطع أكثر ، وينتج توترًا أقل. على العكس من ذلك ، إذا تمدد القسيم العضلي العضلي إلى النقطة التي لا تتداخل فيها الخيوط السميكة والرقيقة على الإطلاق ، فلن يتم تكوين جسور متقاطعة ولا ينتج توتر. لا يحدث هذا القدر من التمدد عادةً لأن البروتينات الملحقة ، والأعصاب الحسية الداخلية ، والنسيج الضام يعارض التمدد الشديد.

المتغير الأساسي الذي يحدد إنتاج القوة هو عدد الألياف العضلية داخل العضلة التي تتلقى جهد فعل من العصبون الذي يتحكم في تلك الألياف. عند استخدام العضلة ذات الرأسين لالتقاط قلم رصاص ، فإن القشرة الحركية للدماغ تشير فقط إلى عدد قليل من الخلايا العصبية في العضلة ذات الرأسين ، ولا يستجيب سوى عدد قليل من الألياف العضلية. في الفقاريات ، يستجيب كل ليف عضلي بشكل كامل إذا تم تحفيزه. عند التقاط البيانو ، تقوم القشرة الحركية بإشارات جميع الخلايا العصبية في العضلة ذات الرأسين وكل ليف عضلي يشارك. هذا قريب من الحد الأقصى للقوة التي يمكن أن تنتجها العضلة. كما ذكرنا سابقًا ، يمكن أن تؤدي زيادة وتيرة جهود الفعل (عدد الإشارات في الثانية) إلى زيادة القوة أكثر قليلاً ، لأن التروبوميوسين مغمور بالكالسيوم.

ملخص

يحتوي الجسم على ثلاثة أنواع من الأنسجة العضلية: العضلات الهيكلية ، وعضلة القلب ، والعضلات الملساء. يحدث تقلص العضلات عندما تقصر الأورام اللحمية ، حيث تنزلق الخيوط السميكة والرقيقة مع بعضها البعض ، وهو ما يسمى نموذج الخيوط المنزلقة لانقباض العضلات. يوفر ATP الطاقة لتشكيل الجسر المتقاطع وانزلاق الشعيرة. تتحكم البروتينات التنظيمية ، مثل تروبونين وتروبوميوسين ، في تكوين الجسر المتقاطع. يقوم اقتران الإثارة والتقلص بتحويل الإشارة الكهربائية للخلايا العصبية ، عبر أستيل كولين ، إلى إشارة كهربائية على غشاء العضلات ، والتي تبدأ في إنتاج القوة. يحدد عدد الألياف العضلية المنقبضة مقدار القوة التي تنتجها العضلة بأكملها.

اتصالات فنية

[رابط] أي من العبارات التالية حول تقلص العضلات صحيحة؟

  1. تحدث شوط الطاقة عندما يتحلل ATP إلى ADP والفوسفات.
  2. تحدث السكتة الدماغية عندما ينفصل ADP والفوسفات عن رأس الميوسين.
  3. تحدث ضربة الطاقة عندما ينفصل ADP والفوسفات عن موقع الأكتين النشط.
  4. تحدث السكتة الدماغية عند Ca2+ يربط رأس الكالسيوم.

[رابط] ب

[رابط] غاز الأعصاب القاتل السارين يمنع بشكل لا رجعة فيه acetycholinesterase. ما هو تأثير السارين على تقلص العضلات؟

[رابط] في وجود السارين ، لا يتم إزالة الأسيت كولين من المشبك ، مما يؤدي إلى التحفيز المستمر لغشاء البلازما العضلي. في البداية ، يكون نشاط العضلات مكثفًا وغير متحكم فيه ، لكن التدرجات الأيونية تتبدد ، لذا فإن الإشارات الكهربائية في الأنابيب التائية لم تعد ممكنة. والنتيجة هي شلل يؤدي إلى الوفاة بالاختناق.

راجع الأسئلة

في حالة استرخاء العضلات ، يتم حظر موقع ربط الميوسين في الأكتين بواسطة ________.

  1. تيتين
  2. تروبونين
  3. الميوغلوبين
  4. تروبوميوسين

د

يسمى غشاء الخلية للألياف العضلية ________.

  1. ليفي عضلي
  2. غمد الليف العضلي
  3. ساركوبلازم
  4. خيوط عضلية

ب

تسترخي العضلة إذا لم تصل إشارة عصبية جديدة. ومع ذلك ، فإن الناقل العصبي من التحفيز السابق لا يزال موجودًا في المشبك. يساعد نشاط ________ على إزالة هذا الناقل العصبي.

  1. الميوسين
  2. إمكانات العمل
  3. تروبوميوسين
  4. أستيل كولينستراز

د

تعتمد قدرة العضلة على توليد التوتر فورًا بعد التحفيز على:

  1. تفاعل الميوسين مع الخط M.
  2. تداخل الميوسين والأكتين
  3. مرفقات الأكتين بالخط Z.
  4. لا شيء مما بالأعلى

د

إستجابة مجانية

كيف يمكن أن تتأثر تقلصات العضلات إذا استنفد ATP تمامًا في ألياف العضلات؟

نظرًا لأن ATP مطلوب لتحرر الميوسين من الأكتين ، فستظل العضلات متقلصة بشكل صارم حتى يتوفر المزيد من ATP لإطلاق الميوسين عبر الجسر. هذا هو السبب في أن الفقاريات الميتة تخضع لصلابة الموت.

ما هي العوامل التي تساهم في مقدار التوتر الناتج في الألياف العضلية الفردية؟

منطقة المقطع العرضي ، وطول الألياف العضلية في حالة الراحة ، وتكرار التحفيز العصبي.

ما هو تأثير انخفاض الكالسيوم في الدم على الخلايا العصبية؟ ما هو تأثير انخفاض الكالسيوم في الدم على عضلات الهيكل العظمي؟

لن تكون الخلايا العصبية قادرة على إطلاق ناقل عصبي بدون الكالسيوم. يتم تخزين الكالسيوم في عضلات الهيكل العظمي ولا تحتاج إلى أي من الكالسيوم من الخارج.

قائمة المصطلحات

الأكتين
بروتين مقلص كروي يتفاعل مع الميوسين لتقلص العضلات
أستيل كولينستراز
إنزيم (AChE) الذي يكسر ACh إلى أسيتيل وكولين
عضلة القلب
نسيج عضلي موجود في القلب فقط. تضخ تقلصات القلب الدم في جميع أنحاء الجسم وتحافظ على ضغط الدم
محرك نهاية اللوحة
غمد الليف العضلي الذي يتفاعل مع العصبون
ليفي عضلي
هياكل أسطوانية طويلة موازية للألياف العضلية
خيوط عضلية
الهياكل الصغيرة التي تشكل اللييفات العضلية
الميوسين
بروتين مقلص يتفاعل مع الأكتين لتقلص العضلات
غمد الليف العضلي
غشاء البلازما من ألياف العضلات والهيكل العظمي
ساركومير
الوحدة الوظيفية للعضلات الهيكلية
أنسجة العضلات والهيكل العظمي
تشكل عضلات الهيكل العظمي ، والتي ترتبط بالعظام وتتحكم في الحركة وأي حركة يمكن التحكم فيها بوعي
العضلات الملساء
يحدث النسيج في جدران الأعضاء المجوفة مثل الأمعاء والمعدة والمثانة البولية وحول الممرات مثل الجهاز التنفسي والأوعية الدموية
خيوط سميكة
مجموعة من جزيئات الميوسين
خيوط رفيعة
جرح اثنين من بوليمرات الأكتين مع تروبوميوسين وتروبونين
تروبوميوسين
يعمل على منع مواقع ارتباط الميوسين على جزيئات الأكتين ، ويمنع تكوين الجسر المتقاطع ويمنع الانقباض حتى تتلقى العضلات إشارة عصبية
تروبونين
يرتبط بالتروبوميوسين ويساعد على وضعه على جزيء الأكتين ، كما أنه يربط أيونات الكالسيوم

38.4 تقلص العضلات وحركتها (صفحة 3/28)

عندما (أ) قسيم عضلي (ب) يتعاقد ، تقترب خطوط Z من بعضها البعض ويصبح النطاق I أصغر. يظل الشريط A بنفس العرض ، وعند الانكماش الكامل ، تتداخل الخيوط الرفيعة.

عندما يقصر قسيم عضلي ، تقصر بعض المناطق بينما تبقى مناطق أخرى بنفس الطول. يُعرَّف القسيم العضلي بأنه المسافة بين قرصي Z متتاليين أو خطوط Z عندما تنقبض العضلة ، تقل المسافة بين الأقراص Z. تحتوي المنطقة H و mdash على خيوط سميكة فقط ويتم تقصيرها أثناء الانكماش. يحتوي النطاق I على خيوط رفيعة فقط ويقصر أيضًا. لا يقصر النطاق A ويظل mdashit بنفس الطول و mdashbut تتقارب نطاقات من الساركوميرات المختلفة معًا أثناء الانكماش ، وتختفي في النهاية. يتم سحب خيوط رفيعة بواسطة خيوط سميكة باتجاه مركز قسيم عضلي حتى تقترب أقراص Z من الشعيرات السميكة. منطقة التداخل ، حيث تشغل الخيوط الرفيعة والخيوط السميكة نفس المنطقة ، تزداد كلما تحركت الشعيرات الرقيقة إلى الداخل.


الشروط الاساسية

بصفتنا مشاركًا في Amazon ، فإننا نكسب من عمليات الشراء المؤهلة.

هل تريد الاستشهاد بهذا الكتاب أو مشاركته أو تعديله؟ هذا الكتاب هو Creative Commons Attribution License 4.0 ويجب أن تنسب OpenStax.

    إذا كنت تعيد توزيع هذا الكتاب كله أو جزء منه بتنسيق طباعة ، فيجب عليك تضمين الإسناد التالي في كل صفحة مادية:

  • استخدم المعلومات أدناه لتوليد اقتباس. نوصي باستخدام أداة استشهاد مثل هذه.
    • المؤلفون: كوني راي ، روبرت وايز ، فلاديمير جوروكوفسكي ، جان دي سايكس ، جونغ تشوي ، ياعيل أفيسار
    • الناشر / الموقع الإلكتروني: OpenStax
    • عنوان الكتاب: علم الأحياء
    • تاريخ النشر: 21 أكتوبر 2016
    • المكان: هيوستن ، تكساس
    • عنوان URL للكتاب: https://openstax.org/books/biology/pages/1-introduction
    • عنوان URL للقسم: https://openstax.org/books/biology/pages/38-key-terms

    © سبتمبر 15، 2020 OpenStax. محتوى الكتاب المدرسي الذي تنتجه OpenStax مرخص بموجب ترخيص Creative Commons Attribution License 4.0. لا يخضع اسم OpenStax وشعار OpenStax وأغلفة كتب OpenStax واسم OpenStax CNX وشعار OpenStax CNX لترخيص المشاع الإبداعي ولا يجوز إعادة إنتاجه دون الحصول على موافقة كتابية مسبقة وصريحة من جامعة رايس.


    تحرك العضلات في جسم الإنسان

    تشكل العضلات في الإنسان حوالي 40 إلى 50 في المائة من إجمالي وزن الجسم.

    يتم تصنيف هذه العضلات على نطاق واسع إلى ثلاث فئات:

    1. العضلات الهيكلية أو المخططة أو المخططة أو الإرادية

    2. العضلات الملساء أو غير المخططة أو غير المخططة أو الحشوية أو اللاإرادية

    توجد هذه العضلات في الأطراف وجدار الجسم واللسان والفار والخجول وبداية المريء. هذه العضلات تحت سيطرة إرادة الحيوان. عادة ما تكون هذه العضلات مرتبطة بالهيكل العظمي. المكون الرئيسي للعضلات هو الماء.

    البوتاسيوم هو العنصر المعدني الأكثر وفرة في العضلات. المعادن الأخرى مثل الصوديوم والكالسيوم والفوسفور والمغنيسيوم موجودة فقط في آثار ضئيلة. العضلات تخزن الجليكوجين. لديهم الأكسجين الحامل للأكسجين الميوغلوبين أو "الهيموجلوبين العضلي". تحتوي العضلات أيضًا على ATP و phosphocreatine والكرياتين واليوريا وما إلى ذلك.

    2. العضلات الحشوية (العضلات الملساء):

    توجد هذه في الجزء الخلفي من المريء والمريء والمعدة والأمعاء والرئتين والجهاز البولي التناسلي والمثانة البولية والأوعية الدموية وقزحية العين والأدمة الجلدية وعضلة الشعيرات المصححة للشعر. لا تتصل العضلات الملساء بالهيكل العظمي أبدًا. هذه الألياف أو الخلايا العضلية ممدودة وشكلها مغزل. تحتوي كل ليف على نواة بيضاوية واحدة محاطة بالسيتوبلازم (ساركوبلازم).

    في السيتوبلازم ، يتم ترتيب عضلات العضل والخشب طوليًا. لا يوجد غمد ليلي ، ومع ذلك ، فإن الألياف محاطة بغشاء البلازما. يتحكم الجهاز العصبي اللاإرادي في عمل هذه العضلات ، وبالتالي فهي ليست تحت سيطرة إرادة الحيوان.

    توجد عضلات القلب في جدار القلب وفي جدار الأوردة الكبيرة (مثل الأوردة الرئوية والوريد الأجوف العلوي) حيث تدخل هذه الأوردة إلى القلب. تُظهر هذه الألياف شخصيات ألياف العضلات غير المخططة والمخططة.

    كل ليف عبارة عن هيكل طويل وأسطواني يفتقر إلى غمد ليلي محدد. الألياف غير نواة وتقع النوى بالقرب من المركز. تحتوي الألياف على بعض الفروع الجانبية ، والمعروفة باسم الجسور المائلة لتشكيل شبكة مقلصة.

    تحتوي اللييفات العضلية على نطاقات عرضية باهتة وخافتة وخفيفة ، والتي تتناوب مع بعضها البعض. بهذه الطريقة تكون ألياف عضلة القلب مخططة أيضًا ، ولكن بها أقراص مقحمة داكنة على فترات.

    الأقراص المقحمة هي مناطق متخصصة من غشاء الخلية من ألياف متجاورة. تعمل الأقراص المقحمة كمعززات لموجة الانقباض وتسمح بانتقال موجة تقلص العضلات من ألياف قلبية إلى أخرى.

    الهيكل التفصيلي للعضلات الهيكلية:

    لفهم هيكل وآلية الانقباض ، تتكون كل عضلة هيكلية من عدد من حزم العضلات أو الحزم. تحتوي كل حزمة عضلية على عدد من ألياف العضلات (خلايا العضلات). كل ليف عضلي محاط بغشاء بلازما يسمى غمد الليف العضلي الذي يحيط بالساركوبلازم.

    الألياف العضلية عبارة عن تخليق لأن الساركوبلازم يحتوي على العديد من النوى. تسمى الشبكة الإندوبلازمية للألياف العضلية الشبكة الساركوبلازمية التي تخزن أيونات الكالسيوم. يوجد عدد كبير من الخيوط المتوازنة المرتبة تسمى الخيوط العضلية أو اللييفات العضلية.

    اللييفات العضلية لها عصابات داكنة وخفيفة. تسمى العصابات المظلمة أيضًا العصابات A (العصابات متباينة الخواص). تسمى العصابات الضوئية أيضًا العصابات I (العصابات المتجانسة). في وسط النطاق A ، توجد منطقة أقل ظلمة نسبيًا تسمى H-Zone (= منطقة Hensen ، التي سميت على اسم Hensen الذي وصفها لأول مرة).

    يوجد الخط M في وسط المنطقة H: الحرف "M" مأخوذ من الكلمة الألمانية Mittleschiebe (ميتل شيبي = وسط). يحتوي كل نطاق I في وسطه على غشاء مظلم يسمى Z-line. الحرف "Z" مشتق من الكلمة الألمانية Zwischenschiebe (zwischen = between، schiebe = disc).

    يُطلق على الخط Z أيضًا اسم Z-disc ، أو غشاء Krause أو خط Dobie. يُطلق على جزء اللييفات العضلية بين سطرين متتاليين Z اسم ساركوم وشيير. لذلك ، فإن sarcomere com & shyprises А-band ونصف كل نطاق I المجاور.

    القسيم العضلي هو الوحدة الوظيفية للليف العضلي. في الواقع ، كل قسيم عضلي عبارة عن حزمة من الخيوط العضلية السميكة والرقيقة. يبلغ قطر الخيوط العضلية السميكة حوالي 150 ألفًا ، بينما يبلغ قطر الخيوط العضلية الرفيعة حوالي 70 ألفًا.

    هيكل البروتينات المقلصة:

    تتكون الأغشية العضلية السميكة من بروتين الميوسين. تتكون الأغشية العضلية الرقيقة من ثلاثة أنواع من البروتينات تسمى أكتين وتروبوميوسين وتروبونين. تسمى هذه البروتينات الأربعة بروتينات مقلصة.

    تتكون الخيوط السميكة أساسًا من بروتين الميوسين. يساهم الميوسين بنسبة 55٪ من بروتين العضلات بالوزن. يتكون جزيء الميوسين من ستة سلاسل متعددة الببتيد ، وسلاسل ثقيلة متطابقة وأربع سلاسل خفيفة.

    تلتف السلسلتان الثقيلتان حول بعضهما البعض بشكل حلزوني لتشكيل حلزون مزدوج. ومع ذلك ، يتم طي أحد طرفي كل من هذه السلاسل في كتلة بروتين كروية تسمى رأس الميوسين. وبالتالي ، هناك رأسان حريان يرقدان جنبًا إلى جنب في أحد طرفي جزيء الميوسين الحلزوني المزدوج.

    الجزء الممدود من اللولب الملفوف يسمى الذيل. سلاسل الضوء الأربعة هي أيضًا أجزاء من رؤوس الميوسين ، اثنتان لكل رأس. تساعد هذه السلاسل الخفيفة في التحكم في وظيفة الرأس أثناء عملية تقلص العضلات. يتم تقسيم الميوسين بواسطة إنزيم التربسين إلى جزأين ، تسمى الميروميوسين الخفيف (LMM) والميروميوسين الثقيل (HMM).

    يفتقر LMM إلى نشاط Adenosine triphos & shyphatase (ATPase) ولا يتحد مع الأكتين. يتكون HMM من جزأين فرعيين كرويين وجزء فرعي ليفي على شكل قضيب. يحتوي كل جزء فرعي كروي على موقع ربط ATP وموقع ربط أكتين (الشكل 20.2 ب). يمكن أن تشكل جسرًا متقاطعًا مع وجود الموقع النشط على الأكتين.

    يتكون الخيط الرفيع من ثلاثة بروتينات مختلفة - الأكتين ، التروبوميوسين والتروبونين (الشكل 20.3).

    الأكتين هو بروتين جلوبيولين وله وزن جزيئي منخفض. يحدث في شكلين ، أحادي G-actin و البوليمر F-actin. G-actin (G = كروي) بوليمر ويخجل إلى الشكل الليفي F-actin (F = ليفي) في وجود Mg ++.

    تروبوميوسين هو قضيب حلزوني مزدوج تقطعت به السبل. إنه جزيء ليفي وخجل يعلق بـ F-actin في الأخدود بين خيوطه. في حالة الراحة ، يُعتقد أن جزيئات التروبوميوسين تقع فوق المواقع النشطة لخيوط الأكتين بحيث لا يمكن أن يحدث الانجذاب بين الأكتين والميوسين لإحداث تقلص.

    تروبونين مركب من 3 ببتيدات. يرتبط Troponin T (TpT) بالتروبوميوسين بالإضافة إلى مكوني التروبونين الآخرين. يمنع Troponin I (Tpl) تفاعل F-actin-myosin ويرتبط أيضًا بمكونات أخرى من التروبونين. تروبونين С (TpC) هو بولي ببتيد مرتبط بالكالسيوم. يُعتقد أن التقارب القوي للتروبونين مع أيونات الكالسيوم يؤدي إلى بدء عملية الانكماش.

    يمكن ربط العضلة بعظم واحد أو عظام مختلفة بطرف واحد أو من طرفيها ، إما مباشرة عن طريق النسيج الضام غير المرن أو الأوتار.

    يتم تطبيق مصطلح اللفافة على ورقة أو شريط عريض من النسيج الضام الليفي تحت الجلد أو حول العضلات وأعضاء الجسم الأخرى.

    يسمى العصبون الذي ينقل منبهًا إلى الأنسجة العضلية العصبون الحركي. تتكون الوحدة الحركية من خلية عصبية حركية واحدة (خلية عصبية) وألياف عضلية تعصبها.

    يسمى الجزء من غشاء البلازما العضلي (غمد الليف العضلي) الذي يقع تحت النهايات العصبية (المحاور المحورية) بلوحة نهاية المحرك. تشكل المحطات المحورية واللوحة الطرفية الحركية معًا تقاطع عصبي وعضلي أو تقاطع عصبي حركي.

    رابعا. نشل عضلة واحدة:

    تتقلص الألياف العضلية مرة واحدة فقط إذا تم تحفيزها بواسطة نبضة عصبية واحدة أو بصدمة كهربائية واحدة ذات قوة كافية. يسمى هذا التناقض المنفرد والألياف العضلية المنفردة نشل العضلة المفردة. بعد النفض مباشرة ، ترتخي ألياف العضلات.

    للتقلص ، تتطلب الألياف العضلية دائمًا حدًا أدنى محددًا من القوة أو شدة التحفيز أو الدافع العصبي. وهذا ما يسمى حافز العتبة. إذا كان المنبه أو الدافع العصبي أقل من هذه الشدة ، فإن العضلات تفشل في الانقباض.

    السادس. مبدأ AII-or-None (= قانون Bowditch):

    وفقًا لقانون "الكل أو لا شيء" ، عندما تتعاقد الألياف ، فإنها تتعاقد إلى أقصى حد.

    تسمى حالة الانكماش المستمرة بالتيتانوس.

    ثامنا. نغمة العضلات (= نغمة العضلات):

    تسمى حالة الانقباض الجزئي المستمر نغمة العضلات أو نغمة العضلات. إنه نوع من الكزاز الخفيف. من الضروري الحفاظ على وضعية الجسم وشكله.

    التاسع. بروتينات العضلات:

    الميوسين أكتين تروبوميوسين ، تروبونين ، ميوغلوبين ، المكون الرئيسي للعضلة هو الماء. البوتاسيوم هو العنصر المعدني الأكثر وفرة في العضلات. المعادن الأخرى مثل الصوديوم والكالسيوم والفوسفور والمغنيسيوم موجودة فقط في آثار قليلة. العضلات تخزن الجليكوجين. لديهم صبغة تحمل الأكسجين الميوجلوبين أو "هيموجلوبين العضلات". تحتوي العضلات أيضًا على ATP والفوسفوكرياتين والكرياتين واليوريا. إلخ.

    العضلات المشدودة تخضع لسيطرة إرادة الحيوان. الكالسيوم عنصر أساسي ومغلف لتقلص العضلات. في وجود أيونات الكالسيوم والطاقة من ATP ، يتفاعل الأكتين والميوسين مع تكوين الأتوميوسين الذي يسبب تقلص العضلات. أثناء تقلص العضلات ، يتم تحويل حمض البيروفيك إلى حمض اللاكتيك بشكل لايروئي وخجول.

    يتم نقل حمض اللاكتيك عن طريق الدم إلى الكبد حيث يتحول إلى الجليكوجين. تتحول الطاقة الكيميائية إلى طاقة ميكانيكية أثناء تقلص العضلات. يظهر تباعد وتقلص العضلات لأقصر مدة في جفن العين. الارتعاش في البرد هو طريقة لإنتاج الحرارة عن طريق تقلص العضلات.

    التصنيف الوظيفي لعضلات الجسم:

    وفقًا لنوع الحركة التي تحدثها ، تكون عضلات الهيكل العظمي من الأنواع التالية:

    تنحني هذه العضلة جزءًا من طرف على آخر في مفصل ، على سبيل المثال ، العضلة ذات الرأسين. إنه يجلب الذراع الأمامية نحو الجزء العلوي من الذراع.

    تمد هذه العضلة أو تقوي أحد الأطراف ، مثل العضلة ثلاثية الرؤوس. يمتد الذراع الأمامية.

    تجلب هذه العضلة أحد الأطراف نحو الخط الأوسط من الجسم ، على سبيل المثال ، العضلة الظهرية العريضة. يضغط الذراع بالكامل على الجانب.

    تسحب هذه العضلة أحد الأطراف بعيدًا عن خط منتصف الجسم ، على سبيل المثال ، الدالية. يوجه الذراع بالكامل إلى الجانب.

    تقوم هذه العضلة بتحويل راحة اليد إلى أسفل أو إلى الخلف ، على سبيل المثال ، الكبريتات.

    تقوم هذه العضلة بتحويل راحة اليد إلى أعلى أو إلى الأمام ، على سبيل المثال ، فوق البطين.

    ترفع هذه العضلة جزءًا من الجسم ، على سبيل المثال ، المضغ. يرفع الفك السفلي لأعلى لإغلاق الفم.

    تعمل هذه العضلة على خفض جزء من الجسم ، على سبيل المثال ، الفك السفلي الخافض. يخفض الفك السفلي لفتح الفم.

    تقوم هذه العضلة بتدوير جزء من الجسم ، مثل الكمثري. يرفع ويدور الفخذ.

    تقلل هذه العضلة من حجم الفتحة ، على سبيل المثال ، العضلة العاصرة البوابية بين المعدة والاثني عشر.

    هذه العضلة تكبر حجم الفتحة.

    عضلات معادية:

    تسمى العضلات التي تتعارض مع عضلات أخرى بالعضلات المعادية. العضلة ذات الرأسين ، على سبيل المثال تنحني أو تثني الذراع وتسمى العضلة المثنية. المضاد لها ، تقوم العضلة ثلاثية الرؤوس بتقوية أو تمديد الذراع ويطلق عليها اسم التمديد والشيشور. تم العثور على أزواج مماثلة من الثنيات والباسطات المتعارضة في المعصم والركبة والكاحل والمفاصل الأخرى. عندما ينحرف المثني وينحرف ، يجب أن يسترخي الباسط المقابل للسماح للعظم بالحركة.

    وهذا يتطلب التنسيق المناسب بين النبضات العصبية التي تتجه للخجل إلى مجموعتي العضلات. الأزواج العدائية الأخرى للعضلات هي الأوتار والعضلات والمباعدة ، والتي تحرك أجزاء من الجسم باتجاه أو بعيدًا عن المحور المركزي لمصاعد الجسم والمنخفضات والأقواس ، والتي ترفع وتخفض أجزاء الجسم الكبّاء التي تدور أجزاء الجسم إلى أسفل وإلى الخلف والمرتفعات ، والتي قم بتدويرها للأعلى وللأمام وللعضلات العاصرة والموسعات التي تقلل وتوسع حجم الفتحة.

    آلية تقلص العضلات

    نظرية الخيوط المنزلقة (الشكل 20.6):

    اقترحت مجموعتان من العمال نظرية الخيوط المنزلقة.

    السمات الأساسية لهذه النظرية هي كما يلي:

    1. أثناء تقلص العضلات ، تنزلق الخيوط العضلية الرقيقة إلى الداخل باتجاه منطقة H.

    2. يقصر القسيم العضلي ، لكن أطوال الخيوط العضلية الرفيعة والسميكة لا تتغير.

    3. تتصل الجسور المتقاطعة للخيوط العضلية السميكة بأجزاء من أكتين من الأغشية العضلية الرقيقة. تتحرك جسور الميوسين المتقاطعة على سطح الخيوط العضلية الرقيقة وتنزلق الخيوط العضلية الرفيعة والسميكة فوق بعضها البعض.

    4. عندما تتحرك الخيوط العضلية الرقيقة بعد الخيوط العضلية السميكة ، تضيق منطقة H وتختفي حتى عندما تلتقي الخيوط العضلية الرقيقة في مركز القسيم العضلي. وهكذا يتناقص طول قسيم عضلي أثناء الانقباض. حجم I الفرقة يتناقص أيضا.

    5. أطوال الخيوط العضلية السميكة والرقيقة لا تتغير أثناء تبطين العضلات.

    في الألياف العضلية المريحة ، يكون الجزء الخارجي من غمد الليف مشحونًا بشكل إيجابي فيما يتعلق بالداخل. يسمى هذا الاختلاف في الجهد عبر الغشاء بجهد الراحة. يقال إن الغشاء ذو ​​القدرة على الراحة مستقطب. يتم الحفاظ عليها بواسطة أيونات الصوديوم والبوتاسيوم.

    تسود أيونات الصوديوم على الجزء الخارجي من غمد الليف العضلي وتهيمن أيونات البوتاسيوم على الداخل. تُضخ أيونات الصوديوم إلى الخارج وتدخل أيونات البوتاسيوم إلى الداخل ، عن طريق النقل النشط. تسمى عملية تحريك الأيونات مقابل التركيز مضخة الصوديوم (= مضخة تبادل الصوديوم والبوتاسيوم).

    الأحداث الكهربائية والكيميائية الحيوية في تقلص العضلات:

    تم وضع هذه الأحداث من قبل ألبرت زينت جيورجي وآخرين.

    يتم تلخيص هذه الأحداث على النحو التالي:

    1. عندما يصل الدافع العصبي إلى النهاية النهائية للمحور العصبي ، تندمج الأكياس الصغيرة التي تسمى الحويصلات المشبكية مع غشاء المحور العصبي وتطلق ناقلًا كيميائيًا ، أستيل كولين.

    ينتشر الأسيتيل كولين عبر الشق المشبكي (المسافة بين الغشاء المحوري ولوحة نهاية المحرك) ويرتبط بمواقع المستقبل للوحة نهاية المحرك. عندما يصل استقطاب اللوحة الطرفية للمحرك إلى مستوى معين ، فإنه يخلق جهد فعل.

    بعد ذلك ، يقوم إنزيم الكولينستريز الموجود جنبًا إلى جنب مع مواقع مستقبلات الأسيتيل كولين ، بتقسيم الأسيتيل كولين إلى أسيتات وكولين. ينتشر جزء من الكولين إلى المحور العصبي ويعاد استخدامه لتخليق المزيد من الأسيتيل كولين لنقل النبضات اللاحقة.

    2. ينتقل جهد الفعل (النبضة) من اللوحة الطرفية الحركية فوق غشاء البلازما (غشاء بلازما العضلات) ثم إلى الأنابيب T والشبكة الساركوبلازمية ويحفز الشبكة الساركوبلازمية لإطلاق أيونات الكالسيوم في الساركوبلازم (سيتوبلازم الألياف العضلية ).

    3. يلعب الكالسيوم دورًا تنظيميًا رئيسيًا في تقلص العضلات. ترتبط أيونات الكالسيوم بالتروبونين مسببة تغيرًا في شكلها وموضعها. وهذا بدوره يغير شكل وموضع تروبوميوسين ، الذي يرتبط به التروبونين. يكشف هذا التحول عن المواقع النشطة على جزيئات F-actin. عندئذٍ تصبح جسور الميوسين المتقاطعة قادرة على الارتباط بهذه المواقع النشطة.

    4. تنطلق رؤوس جزيئات الميوسين بشكل جانبي من الأغشية العضلية السميكة نحو الأغشية العضلية الرقيقة المحيطة. تسمى رؤوس الميوسين هذه بالجسور المتقاطعة. يحتوي رأس كل جزيء ميوسين على إنزيم ميوسين ATPase. في وجود أيونات الميوسين ATPase و Ca ++ و Mg ++ ، يتحلل ATP إلى ADP والفوسفات غير العضوي ، مما يؤدي إلى إطلاق الطاقة في الرأس.

    ATP & # 8211 Myosin ATPase / Ca ++، Mg ++ → ADP + Pi + الطاقة

    5. تتسبب الطاقة من ATP في ربط جسور الميوسين المتقاطعة بالأكتين.

    6. تتحرك الجسور المتقاطعة النشطة ، مما يتسبب في انزلاق الخيوط العضلية الرقيقة على طول الأغشية العضلية السميكة. هذه الحركة تشبه حركة مجاديف القارب. يدفع التجديف بالمجاديف قاربًا عبر الماء ، أو الماء على طول جوانب القارب إلى حد ما بنفس الطريقة التي تنزلق بها الخيوط العضلية السميكة والرفيعة على طول بعضها البعض.

    كما هو مذكور في نظرية الخيوط المنزلقة ، لا يوجد تقصير في ميوفيلا وخجول رقيقة وسميكة. ومع ذلك ، فإن القسيم العضلي يقصر بسبب انزلاق الخيوط العضلية الرقيقة الناتجة عن حركات الجسر المتقاطع. تقصر مناطق H و I-bands ، لكن عرض النطاق А يظل ثابتًا.

    تم اقتراحه من قبل كوري وكوري ، الحاصلين على جائزة نوبل مع هوساي عام 1947. تحدث هذه الدورة في العضلات والكبد. أثناء تحلل السكر ، يتم إنتاج حمض اللاكتيك من حمض البيروفيك في العضلات.

    يتم نقل حمض اللاكتيك في الدم إلى الكبد حيث يتأكسد 1/5 من حمض اللاكتيك إلى الماء وثاني أكسيد الكربون ويتحول 4/5 من حمض اللاكتيك إلى جليكوجين. يطلق الجليكوجين الجلوكوز في الدم والذي يتم تحويله إلى الجليكوجين في العضلات. تتكرر الدورة.

    أثناء التمرين الشاق ، لا تحصل العضلات على كمية كافية من الأكسجين لسد احتياجاتها من الطاقة على الفور. لذلك يتقلص اللاهوائي ويتراكم حمض اللاكتيك الناتج عن تحلل السكر اللاهوائي. أثناء الشفاء ، يتجاوز استهلاك الأكسجين للعضلات. يسمى الأكسجين الإضافي المستهلك أثناء التعافي بدين الأكسجين للعضلة.

    يتم استخدامه في أكسدة حمض اللاكتيك المتراكم هوائيًا وفي استعادة الكرياتينين المستنفدين من الفوس والشيبات و ATP في ألياف العضلات. يذهب جزء صغير من ديون الأكسجين أيضًا إلى الميوغلوبين الذي يربط الأكسجين ويخزنه للاستخدام في المستقبل. للحصول على أكسجين إضافي ، يحدث التنفس العميق والسريع مما يحمل المزيد من الأكسجين إلى الرئتين وفي النهاية إلى الأنسجة.

    دور الجزيئات الحيوية في تقلص العضلات:

    يشارك عدد من الجزيئات الحيوية في تقلص العضلات.

    1. تلعب بروتينات العضلات مثل الميوسين والأكتين والتروبوميوسين والتروبونين دورًا مهمًا أثناء تقلص العضلات كما هو موضح أعلاه. يشبه الميوغلوبين الميوغلوبين الهيمو والشيجلوبين ، أي لنقل الأكسجين.

    2. يتم تخزين الكربوهيدرات (مثل الجليكوجين) والدهون (مثل الدهون المحايدة) كغذاء وتوفير الطاقة.

    3. توفر الفوسفات عالية الطاقة مثل ATP و phosphocreatine الطاقة.

    البوتاسيوم هو المعدن الأساسي للعضلات. الكاتيونات الأخرى هي الصوديوم والكالسيوم والمغنيسيوم ،

    الكلوريد والفوسفات هما الأنيونات الموجودة في العضلات. تم بالفعل وصف دور البوتاسيوم والصوديوم والكالسيوم والمغنيسيوم والكلوريد والفوسفات في آلية تقلص العضلات.

    5. تحفز الإنزيمات جميع التفاعلات البيولوجية التي تشارك في التقلص العضلي. Myosin ATPase هو الإنزيم المهم الذي يشارك في تقلص العضلات.

    استرخاء العضلات:

    بعد تقلص العضلات ، تعود أيونات الكالسيوم بسرعة إلى الشبكة الساركوبلازمية عن طريق النقل النشط ، وهي عملية تتطلب ATP. ينتقل تروبونين و تروبوميسين مول و shyecules إلى موقعهما السابق ويمنعان المواقع النشطة على الأغشية العضلية الرقيقة. تنفصل جسور الميوسين المتقاطعة عن الأكتين. عندما لا يتمكن الميوسين من الارتباط بالأكتين ، ترتخي العضلة.

    تقلص متساوي التوتر ومتساوي القياس:

    القوة التي تنتجها العضلة بأكملها عندما تنقبض تسمى توتر العضلات والقوة التي تمارس على العضلات بواسطة الوزن تسمى الحمل.

    على سبيل المثال ، عندما نلتقط كتابًا ، يكون الكتاب هو الحمل والقوة التي تنتجها عضلات ذراعنا هي التوتر. وبالتالي فإن الحمل والتوتر قوى متعارضة. عندما يظل التوتر كما هو بينما يحدث التغيير في طول ألياف العضلات ، فإنه يسمى تقلص متساوي التوتر (نفس التوتر).

    تقصر العضلة أثناء هذا النوع من الانقباض. مثال على انكماش متساوي التوتر هو الانحناء البسيط للذراع. عندما يظل طول ألياف العضلات كما هو ويزداد التوتر ، يُطلق عليه الانكماش متساوي القياس (نفس الطول). لا تقصر العضلة خلال هذا النوع من الانقباض. مثال على المقاييس المتساوية القياس هو سحب أي جسم ثقيل.

    الاختلافات بين الانكماش متساوي التوتر والانكماش متساوي القياس

    إذا تم إعطاء منبه ثانٍ قبل الاسترخاء التام لاستجابة العضلات لحافز الأول ، فإن القوة الناتجة عن الانقباض الثاني ستكون أقوى من الأولى بالمثل ، والثالث سيكون أقوى من الثاني. هذه الظاهرة تسمى الجمع.

    يسمى تيبس العضلات الذي يحدث بعد الموت بصلابة الموت. توقف التمثيل الغذائي الخلوي. يختفي الموت الصادق بعد خمسة عشر إلى خمسة وعشرين ساعة من الموت حيث تتحلل البروتينات.

    تحتوي ألياف العضلات على نوعين من الفوسفات العضوي ، وهما الأدينوزين ثلاثي الفوسفات (ATP) والفوسفوكرياتين. يخزنون الطاقة في العضلات.

    مثل خلايا الجسم الأخرى ، تصنع الخلايا العضلية ATP على النحو التالي:

    كلما لزم الأمر ، يعطي اعبي التنس المحترفين الطاقة

    ينتج الكرياتين في الكبد. في العضلة المريحة ، يتفاعل بعض الـ ATP المنتج مع الكرياتين ليشكل فسفوكرياتين و ADP. عندما تكون العضلات نشطة ، يتم نقل بعض الطاقة من الفوسفوكرياتين مرة أخرى إلى ATP حيث يمكن استخدام الطاقة لتقلص الطاقة.

    التعب العضلي:

    يُطلق على انخفاض قوة تقلص العضلات بعد التحفيز المطول إجهاد العضلات.

    العضلة قادرة على الانقباض لفترة قصيرة في غياب الأكسجين. لكنه يتعب عاجلاً لأنه في حالة عدم وجود الأكسجين ، تتراكم المنتجات الأيضية لتحلل السكر بشكل أساسي حمض اللاكتيك.

    يؤدي تراكم حمض اللاكتيك إلى إجهاد العضلات. الشعور بألم في العضلات المرهقة. موقع التعب هو نقطة الالتقاء بين العصب والعضلات. تتعرض العضلة للإرهاق بعد تمرين شاق أسرع من بعد تمرين خفيف.

    تحتاج العضلات المتعبة إلى أكسجين إضافي للتخلص من حمض اللاكتيك الزائد. بعد التمرين الشاق ، يجب أن يستمر التنفس بشكل أسرع لبعض الوقت لتوفير أكسجين إضافي لأكسدة حمض اللاكتيك الزائد. وهذا يؤدي إلى اختفاء التعب.

    يسمى زيادة حجم خلايا العضلات بالتضخم.

    يسمى الانخفاض في حجم الخلايا العضلية الفردية بالضمور.

    ألياف العضلات الحمراء والبيضاء:

    تحتوي الطيور والثدييات في عضلاتها الهيكلية على نوعين من ألياف العضلات المخططة ، ألياف عضلية حمراء أو بطيئة وألياف عضلية بيضاء أو سريعة.


    عندما تكون العضلة في حالة راحة ، يتم فصل الأكتين والميوسين. لمنع الأكتين من الارتباط بالموقع النشط على الميوسين ، تحجب البروتينات التنظيمية مواقع الارتباط الجزيئي. يمنع التروبوميوسين مواقع ارتباط الميوسين على جزيئات الأكتين ، ويمنع تكوين الجسر المتقاطع ويمنع الانقباض في العضلات دون مدخلات عصبية. يرتبط التروبونين بالتروبوميوسين ويساعد على وضعه على جزيء الأكتين كما أنه يربط أيونات الكالسيوم.

    لتمكين تقلص العضلات ، يجب على التروبوميوسين تغيير الشكل ، وكشف موقع ارتباط الميوسين على جزيء أكتين والسماح بتكوين الجسر المتقاطع. يمكن أن يحدث هذا فقط في وجود الكالسيوم ، والذي يتم الاحتفاظ به بتركيزات منخفضة للغاية في الساركوبلازم. في حالة وجودها ، ترتبط أيونات الكالسيوم بالتروبونين ، مما يتسبب في حدوث تغييرات توافقية في التروبونين التي تسمح للتروبوميوسين بالابتعاد عن مواقع ارتباط الميوسين في الأكتين. بمجرد إزالة التروبوميوسين ، يمكن أن يتشكل جسر متقاطع بين الأكتين والميوسين ، مما يؤدي إلى الانكماش. يستمر ركوب الدراجات عبر الجسور حتى تصبح أيونات Ca 2+ و ATP غير متوفرة ويغطي تروبوميوسين مرة أخرى مواقع الربط على الأكتين.


    أسئلة سبب التأكيد لعلم الأحياء الفصل 20 الحركة والحركة

    الاتجاهات: في الأسئلة التالية ، يتبع بيان التأكيد بيان السبب.
    ضع علامة على الاختيار الصحيح على النحو التالي:
    (أ) إذا كان كل من التأكيد والسبب صحيحين وكان السبب هو التفسير الصحيح للتأكيد.
    (ب) إذا كان كل من التأكيد والسبب صحيحين ولكن السبب ليس هو التفسير الصحيح للتأكيد.
    (ج) إذا كان التأكيد صحيحًا ولكن السبب خاطئ.
    (د) إذا كان كل من التأكيد والسبب خاطئين.

    س 1. التأكيد: هناك أوجه تشابه بين حركة الكائنات وحيدة الخلية والحيوانات متعددة الخلايا.
    السبب: تحدث الحركات الهدبية والسوطية والأميبية في الكائنات وحيدة الخلية.

    الجواب: (ب) الحركة الرئيسية الموجودة في الكائنات وحيدة الخلية هي الحركات الهدبية والسوطية والأميبية. في الحيوانات متعددة الخلايا أيضًا ، تهاجر البلعمة عبر الأنسجة عن طريق الحركات الأميبية. حركة الهدبية للخلايا المبطنة للجهاز التنفسي العلوي وقناتي فالوب وفاسا efferentia للخصيتين تنقل جزيئات الغبار والبويضات والحيوانات المنوية في اتجاه محدد في تلك الأعضاء. تنتقل الحيوانات المنوية للثدييات إلى الجهاز التناسلي الأنثوي عن طريق حركات السوط.

    س 2. التأكيد: الألياف العضلية عبارة عن تخليق.
    السبب: تحتوي الألياف العضلية على عدد كبير من الخيوط العضلية المتوازنة المرتبة في الساركوبلازم.

    الإجابة: (ب) الألياف العضلية عبارة عن تخليق لأن الساركوبلازم يحتوي على العديد من النوى. السمة المميزة للألياف العضلية هي وجود عدد كبير من الخيوط المتوازنة المرتبة في الساركوبلازم تسمى الخيوط العضلية أو اللييفات العضلية. يحتوي كل عضل ليفي على شرائط داكنة وخفيفة بديلة عليه.

    س 3. التأكيد: العضلات الحشوية ناعمة المظهر.
    السبب: تتجمع العديد من خلايا العضلات في نمط متفرع لتشكيل عضلة حشوية.

    الجواب الجواب: (ج) تقع العضلات الحشوية في الجدران الداخلية للأعضاء الحشوية المجوفة في الجسم مثل القناة الهضمية ، والجهاز التناسلي ، وما إلى ذلك ، وهي لا تظهر أي خطوط وهي ناعمة المظهر. ومن ثم ، يطلق عليهم اسم العضلات الملساء (العضلات غير المخططة). تتجمع العديد من خلايا عضلة القلب في نمط متفرع لتشكيل عضلة قلبية.

    س 4. التأكيد: يتم تنفيذ الحركة في Hydra بواسطة نوعين من الخلايا المقلصة.
    السبب: نقص ألياف العضلات في Hydra.

    الجواب الجواب: (أ) بسبب نقص الألياف العضلية في Hydra ، يستخدم الحيوان نوعين من الخلايا المقلصة لهذا الغرض. تجري عمليات هذه الخلايا في جدار الجسم على طول المحور الطويل للجسم وحول تجويف الجسم المركزي. تقلص هذه الخلايا واسترخائها على التوالي ، ويقصران ويطيلان هذه العمليات. وبالتالي تسبب جميع أنواع حركات الهيدرا بما في ذلك التقصير والاستطالة وانحناء الجسم وحركة اللامسة. يتم إجراء الحركة بواسطة حلقات شقلبة.

    س 5. التأكيد: يعتبر جزء اللييف العضلي بين سطرين متتاليين & # 8216Z & # 8217 وحدة وظيفية للتقلص تسمى قسيم عضلي.
    السبب: أثناء الانكماش ، تقل النطاقات & # 8216I & # 8217 بينما تحتفظ النطاقات & # 8216A & # 8217 بالطول ، مما يتسبب في تقصير قسيم عضلي.

    الجواب الجواب: (ب) يحتوي كل ميوفيبريل على خيوط الأكتين والميوسين مما يعطيها مظهرًا مخططا بسبب العصابات الداكنة والخفيفة. تتكون العصابات الضوئية من الأكتين وتسمى الأيباند أو النطاق الخواص ، بينما تسمى العصابات الداكنة & # 8216A & # 8217 أو العصابات متباينة الخواص وتحتوي على الميوسين. يتم ترتيب كل من البروتينات على شكل هياكل شبيهة بالقضيب ، موازية لبعضها البعض وكذلك للمحور الطولي لللييفات العضلية. يوجد في وسط كل شريط & # 8216I & # 8217 ألياف مرنة تسمى & # 8216Z & # 8217 خط يقسمها. يعتبر جزء اللييف العضلي بين سطرين متتاليين & # 8216Z & # 8217 وحدة وظيفية للتقلص ويسمى قسيم عضلي. أثناء الانكماش ، يتم سحب خطوط & # 8216Z & # 8217 المرفقة بالأكتين إلى الداخل مما يتسبب في تقصير قسيم عضلي ، أي الانكماش. ومن ثم ، أثناء تقصير العضلات ، أي الانكماش ، تقل النطاقات & # 8216I & # 8217 ، بينما تحتفظ النطاقات & # 8216A & # 8217 بالطول.

    س 6. التأكيد: يُعرف استهلاك الأكسجين الإضافي في جسم الإنسان باسم ديون الأكسجين.
    السبب: يحتاج الجسم إلى أكسجين إضافي لأكسدة حمض اللاكتيك المتراكم الناتج أثناء التمرينات الشاقة.

    الجواب الجواب: (ب) أثناء التمرينات الشاقة ، لا تحصل العضلات على كمية كافية من الأكسجين لسد احتياجاتها من الطاقة على الفور. لذلك ، يتقلص لاهوائيًا ويتراكم حمض اللاكتيك. أثناء الشفاء ، يتجاوز استهلاك الأكسجين للعضلة بكثير مما كان عليه في حالة الراحة. يسمى الأكسجين الإضافي المستهلك أثناء التعافي بدين الأكسجين للعضلة.

    س 7. التأكيد: تسمى العضلة ذات الرأسين والعضلة ثلاثية الرؤوس العضلات المعادية.
    السبب: يرجع ذلك إلى حقيقة أنهم ينقبضون ويتراخون معًا.

    الجواب الجواب: (ج) العضلات المعادية هي تلك العضلات التي تنقبض لتنتج حركات معاكسة في نفس المفصل. عندما تنقبض العضلة لإنتاج حركة ، يجب أن يسترخي خصمها للسماح بحدوث هذه الحركة. تسمى العضلة ذات الرأسين والعضلة ثلاثية الرؤوس العضلات المعادية. لأنه أثناء الانثناء في الكوع ، تنقبض العضلة ذات الرأسين وتسترخي العضلة ثلاثية الرؤوس أثناء التمدد في نفس المفصل ، وتنقبض العضلة ثلاثية الرؤوس وتسترخي العضلة ذات الرأسين.

    س 8. التأكيد: تزداد قوة تقلص العضلات مع زيادة قوة المنبه.
    السبب: يرجع ذلك إلى زيادة تقلص الألياف العضلية الفردية مع زيادة قوة التحفيز.

    الإجابة: (ج) تتقلص الألياف العضلية دائمًا بأقصى قوة ولا ترتفع هذه القوة عند زيادة قوة التحفيز. إذا كانت قوة المنبه أقل من العتبة ، فإن الألياف العضلية لا تنقبض على الإطلاق. هذا هو المعروف باسم كل قانون أو لا شيء. لكن العضلة بأكملها لا تمتثل لهذا القانون ، فهذا يعني أن قوة تقلص العضلات تزداد مع زيادة قوة المنبه. هذا يرجع إلى حقيقة أن قوة المنبه العتبة تختلف من الألياف العضلية إلى الألياف العضلية في العضلات.

    س 9. التأكيد: التعب هو عدم قدرة العضلات على الاسترخاء.
    السبب: بسبب تراكم حمض اللاكتيك عن طريق الانقباضات المتكررة. [AIIMS 1998]

    الإجابة: (أ) بسبب تراكم حمض اللاكتيك ، لا تستجيب العضلات للمنبهات بعد نشاط سابق مطول

    س 10. التأكيد: تحدث مرحلة تقلص العضلات عندما يرتبط الميوسين بالأكتين ويطلق الأكتين.
    السبب: يبدأ تقلص العضلات بإشارة يرسلها الجهاز العصبي المحيطي عبر العصبون الحركي. [AIIMS 2016]

    الجواب الجواب: (ج) تحدث مرحلة تقلص العضلات عندما يرتبط الميوسين بالأكتين ويطلق الأكتين. يبدأ تقلص العضلات عن طريق إشارة يرسلها الجهاز العصبي المركزي عبر الخلايا العصبية الحركية. تشكل الخلايا العصبية الحركية جنبًا إلى جنب مع الألياف العضلية المتصلة بها وحدة حركية.

    س 11. التأكيد: يتم شرح آلية تقلص العضلات من خلال نظرية الانزلاق الخيطي.
    السبب: يحدث تقلص الألياف العضلية عن طريق انزلاق خيوط سميكة فوق خيوط رفيعة.

    الإجابة: (ج) يمكن تفسير آلية تقلص العضلات بشكل أفضل من خلال نظرية الخيوط المنزلقة التي تنص على أن تقلص الألياف العضلية يحدث عن طريق انزلاق خيوط الأكتين فوق خيوط الميوسين السميكة.

    س 12. التأكيد: عند التحفيز ، تطلق الخلية العضلية أيونات الكالسيوم (Ca2 +) من الشبكة الساركوبلازمية.
    السبب: بالتفاعل مع مركب بروتيني ، Ca2 + يكشف عن المواقع النشطة على خيوط الأكتين.

    الجواب الجواب: (ب) إشارة عصبية عند الوصول إلى الوصل العصبي العضلي تطلق ناقل عصبي (أستيل كولين) الذي يولد جهد فعل في غمد الليف العضلي. ينتشر هذا من خلال الألياف العضلية ويسبب إطلاق أيونات الكالسيوم من الشبكة الساركوبلازمية في الساركوبلازم. تؤدي الزيادة في مستوى Ca2 + إلى ارتباط الكالسيوم بوحدة فرعية من التروبونين على خيوط الأكتين وبالتالي إزالة قناع المواقع النشطة للميوسين.

    س 13. التأكيد: يصاب الشخص بالتعب في وقت قريب جدًا أثناء التمرين.
    السبب: تخضع ألياف العضلات لديون الأكسجين أثناء التمرين.

    س 14. التأكيد: العضلات الحمراء تعتمد على العملية اللاهوائية للحصول على الطاقة.
    السبب: تحتوي العضلات الحمراء على عدد قليل من الميتوكوندريا فيها.

    الإجابة: (د) تحتوي العضلات على صبغة حمراء لتخزين الأكسجين تسمى الميوجلوبين. نسبة الميوجلوبين عالية في بعض العضلات مما يعطيها مظهرًا مائلًا إلى الحمرة. تسمى هذه العضلات بالألياف الحمراء. تحتوي هذه العضلات أيضًا على الكثير من الميتوكوندريا التي يمكن أن تستخدم كمية كبيرة من الأكسجين المخزن فيها لإنتاج ATP. لذلك ، يمكن أيضًا تسمية هذه العضلات بالعضلات الهوائية.

    س 15. التأكيد: يسمى التشنج السريع في العضلات باسم تكزز.
    السبب: يحدث الكزاز عادة بسبب زيادة مستوى الكالسيوم في الدم.

    الجواب الجواب: (ج) التكزز هو تشنج وارتعاش في العضلات وخاصة في الوجه واليدين والقدمين. ترجع التشنجات السريعة (الانقباضات البرية) في العضلات إلى انخفاض الكالسيوم 2+ في سوائل الجسم والذي قد يكون بسبب نشاط الغدة الجار درقية.


    مرحبًا بك في العالم الحي

    وتشمل العضلات التي هي الأديم المتوسط في الأصل.

    تشكل العضلات 40-50% من وزن الجسم.

    العضلات لها استثارة ، انقباض ، تمدد ومرونة أمبير.

    بناءً على الموقع ، تتكون العضلات من 3 أنواع:

    العضلات الهيكلية (المخططة)

    العضلات الحشوية (غير المخططة)

    هيكل العضلة المخططة

    تتكون العضلات الهيكلية من حزم عضلية (الحزم) متماسكة بواسطة طبقة النسيج الضام الكولاجيني (اللفافة).

    كل حافظة تحتوي على الكثير muscle fibres (muscle cells).

    Muscle fibres are lined by plasma membrane (sarcolemma) enclosing the sarcoplasm.

    Each muscle fibre contains myofilaments (myofibrils).

    Each myofibril has alternate dark (Anisotropic or A-band) و light striations (Isotropic or I-band). This is due to the presence of 2 fibrous بروتينات مقلصة- thin Actin filament وسميكة Myosin filament.

    I-bands يحتوي actin. A-bands contain actin and myosin. They are arranged parallel to each other.

    A-band bears a lighter middle region (H band) formed of only myosin. A thin dark line (M-line) runs through the centre of H-zone.

    I-band is bisected by a dense dark band called Z-line.

    An actin filament is made of 2 filamentous (F) actins which form double helix.

    F-actin is a polymer of monomeric Globular (G) actins.

    Actin contains 2 other proteins (tropomyosin & troponin).

    Two filaments of tropomyosin run along the grooves of the F-actin double helix.

    تروبونين لديها 3 subunits. It is seen at regular intervals on tropomyosin.

    In the resting state, a subunit of troponin masks the binding sites for myosin on the actin filaments.

    Each myosin filament is a polymer of many monomeric proteins called Meromyosins.


    الاستنتاجات

    As has been long recognized, muscle–tendon architecture contributes importantly to the functional role that muscles play in animal locomotion. Understanding muscle–tendon architecture in terms of locomotor movement requires that the contractile dynamics of muscle force and length change be assessed in the context of the time-varying demand for the forces and work that muscles must produce to propel and control the movements of an animal. In this sense, locomotion represents the emergent unifying functional context in which muscle contractile dynamics can be studied and better understood.

    في الجسم الحي patterns of muscle strain and force generation critically depend on the timing of neuromuscular activation in relation to the cyclical movements of an animal's limbs and the loads against which muscles contract (Marsh, 1999). Stretch–shorten contraction cycles and isometric force development are common features of muscle dynamics that power both terrestrial locomotion and flight, favoring increased shortening work and reduced cost of force generation. When linked to muscle–tendon architecture, these patterns help to reveal how the design of different limb muscles favors work modulation and the control of movement versus MTUs that reduce the cost of force generation and can provide elastic energy return.

    Although an understanding of proximal limb muscles is challenged by obtaining direct في الجسم الحي measures of muscle force, by combining في الجسم الحي techniques to quantify fascicle strain in relation to neuromuscular activation with inverse dynamics analysis of joint torque patterns, the roles of proximal muscles can be elucidated in relation to those of distal MTUs, for which direct measures of muscle–tendon force can be quantified for varying في الجسم الحي شروط. It is clear that proximal muscles play diverse roles. Whereas distal biarticular muscles may primarily function to transfer energy, generating force economically with little net work performed, proximal biarticular muscles can contribute to work performed at one or both adjacent joints. Finally, classical F–L and F–V properties along with history-dependent properties, such as stretch–activation and shortening–deactivation, can play important roles in providing rapid, intrinsic adjustments to muscle force and work output that reinforce subsequent neuromotor feedback in the control of movement when steady movement patterns are perturbed. Future studies will benefit by integrating the functional significance of single-fiber properties to features of whole-muscle and connective tissue function, studied in the context of the time-varying dynamics of locomotion across a range of conditions. Use of modeling simulations will also play an increasingly important role for providing an overarching understanding of limb muscle design and use at the whole-animal level.


    مرحبًا بك في العالم الحي

    Skeletal muscle is made of muscle bundles (fascicles) containing muscle fibres.

    Muscle fibres are lined by plasma membrane (sarcolemma) enclosing the sarcoplasm.

    • I-bands: Contain actin filaments. It is bisected by a dark band (Z-line). Region b/w 2 Z-lines is called sarcomere. هم ال functional units of muscle contraction.
    • A-bands: Contain actin & myosin. Its light middle region (H zone) is formed of myosin. H-zone has a dark line (M-line) at the centre.
    • An actin filament is made of 2 filamentous (F) actins.
    • F-actin is a polymer of Globular (G) actins.

    • Actin contains 2 other proteins (tropomyosin & troponin).
    • Troponin has 3 subunits.
    • Each myosin filament is a polymer of Meromyosins.

    • A meromyosin has 2 parts: Heavy meromyosin (HMM or cross arm) & Light meromyosin or LMM (tail).
    • Head of cross arm is an ATPaseenzyme.

    Contraction of a muscle fibre occurs by the sliding of thin filaments over thick filaments.

    Impulse from CNS → neuromuscular junction → Synaptic vesicles release Acetylcholine → action potential in sarcolemma → release of Ca2+ from sarcoplasmic cisternae → Ca binds troponin → unmask the active sites for myosin → energy from ATP hydrolysis → myosin head binds to active sites on actin to form cross bridge → actin filaments pull towards centre of A-band → H-zone disappears → Z- line is pulled inwards → contraction of sarcomere.

    Red (Aerobic) muscles: Red colour due to more myoglobin. More mitochondria. Aerobic metabolism. Slow & sustained contraction.

    White muscle: White colour due to less myoglobin. Less mitochondria. Anaerobic metabolism. Fast contraction for short period.

    • Cervical vertebrae (7)
    • Thoracic vertebrae (12)
    • Lumbar vertebrae (5)
    • Sacrum (1)
    • Coccyx (1)

    • True ribs (1-7th pairs): Connected to sternum by Hyaline cartilage.
    • False or vertebro-chondral ribs (8-10th pairs): Join to the 7th rib.
    • Floating ribs (11-12th pairs): Not connected with sternum or other ribs.

    • Humerus (1)
    • Radius (1)
    • Ulna (1)
    • Carpals (wrist bones)-8
    • Metacarpals (Palm bones)-5
    • Phalanges (digits- 4)
    • Femur (thigh bone -1)
    • Patella (knee cap)-1
    • Tibia (1)
    • Fibula (1)
    • Tarsals (ankle bones)-7
    • Metatarsals (5)
    • Phalanges (digits -14)

    Clavicle articulates with acromion (elevated ridge) of Scapula.
    Acromion has glenoid cavity into which humerus articulates to form shoulder joint.


    اتصال فني

    يوضح هذا الرسم البياني اقتران الإثارة والتقلص في تقلص العضلات والهيكل العظمي. The sarcoplasmic reticulum is a specialized endoplasmic reticulum found in muscle cells.

    غاز الأعصاب القاتل السارين يثبط بشكل لا رجعة فيه أستيراز الكولين. ما هو تأثير السارين على تقلص العضلات؟

    بعد إزالة الاستقطاب ، يعود الغشاء إلى حالة الراحة. وهذا ما يسمى إعادة الاستقطاب ، حيث يتم إغلاق قنوات الصوديوم ذات الجهد الكهربائي. تستمر قنوات البوتاسيوم بتوصيل 90٪. نظرًا لأن غشاء البلازما الصوديوم والبوتاسيوم ATPase دائمًا ما ينقل الأيونات ، يتم استعادة حالة الراحة (مشحونة سالبة من الداخل بالنسبة إلى الخارج). الفترة التي تلي انتقال النبضة مباشرة في العصب أو العضلة ، والتي تستعيد فيها الخلية العصبية أو الخلية العضلية قدرتها على نقل نبضة أخرى ، تسمى فترة الانكسار. خلال فترة المقاومة ، لا يمكن للغشاء أن يولد جهد فعل آخر. تسمح فترة الانكسار للقنوات الأيونية الحساسة للجهد بالعودة إلى تكوينات الراحة الخاصة بها. The sodium potassium ATPase continually moves Na + back out of the cell and K + back into the cell, and the K + leaks out leaving negative charge behind. وبسرعة كبيرة ، يستقطب الغشاء مرة أخرى ، بحيث يمكن إزالته مرة أخرى.


    شاهد الفيديو: التقلص العضلي (أغسطس 2022).