الجهاز العضلي فى الإنسان = Human muscular system
الجزء الثانى                                                                                        Part two


    

تركيب العضلة

 العضلات الهيكلية : 
يغطي العظام مئات العضلات اللحمية ، تتألف كل عضلة من حزم خلوية تعرف الواحدة منها بالحزمة العضلية محاطة بغشاء يعرف بغشاء الحزمة ، وهى تتركب من عدد كبير من خيوط رفيعة متماسكة مع بعضها تسمى الألياف (الخلايا) العضلية Muscle Fibers  ،

وكل ليفة (خلية) عضلية  تحتوى على مجموعة من لييفات عضلية       Myofibrils    يتراوح عددها ما بين ألف إلى ألفي لييفة مرتبة طوليا وموازية للمحور الطولى للعضلة ،

وتحتوى الليفة العضلية على :

1ـ عدد كبير من الأنوية .

2ـ السيتو بلازم ويسمى الساركوبلازم .

 3ـ غشاء خلوى يحيط بالبروتوبلازم يدعى ساكروليما .

- يتصل هذا الغشاء من طرفيه الدائريين بنسيج ليفي يدعى " العضل الداخلي " وكل مجموعة الياف عضلية يحيط بها غشاء يدعى " حول العضل " يفصلها عن غيرها من المجموعات العضلية . ويحيط بالعضلة غشاء آخر يدعى " فوق العضل " ، يعمل هذا الغشاء على تقليل الاحتكاك العضلي أثناء الحركة .

نرى أن مجموعة عضلات تتوضع مع بعضها البعض في حيز واحد وتنفصل عن مجموعة عضلات أخرى بواسطة حاجز عضلي وكل حاجز يلتصق بالعظم وباللفافة العميقة المحيطة بالعضلات . 

عند النظر إلى الخلايا المكوّنة للعضلات الإرادية تحت الميكروسكوب، نرى أنها تتكون من نمط مُخطط. هذا النمط في الحقيقة هو عبارة عن سلسلة من وحدات بنائية أصغر تسمى الواحدة منها القسيم العضلي أو القطعة العضلية «Sarcomere»، و قد تحتوي الخلية العضلية الواحدة على الآف القسيمات العضلية. و يتكون القسيم العضلي الواحد من العديد من الخيوط البروتينية الرفيعة والتي تسمى (الأكتين) وآخرى سميكة تسمى (الميوسين)، والتفاعل الحادث بين هذين العنصرين هو لب ميكانيكية الانقباض العضلي.

 

 

 

وفيديو :

دروس أفكر # بنية وفوق بنية العضلة الهيكلية المخططة

https://www.youtube.com/watch?v=9aaqfQQDE2w

وفيديو :

الجهاز العضلى -تركيب الليفة العضلية - Ayman Haggag Tube

كيف يحرك الإنسان ذراعه مثلا :
يعطي الجهاز العصبي الأوامر للعضلات على شكل سيالات عصبية فتتم الاستجابة في صورة انقباض أو انبساط للعضلات.

أولا :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 الانقباض إلى أن تشارك ألياف العضلة جميعها بالانقباض. وهنا يصل انقباضها الى حده الأقصى ويحكم ذلك قانون الكل او العدم .

ثانيا : الانقباض العضلي :

كيفية انتقال السيال العصبي الى العضلة الهيكلية :

( أ ) حــالة الراحـــة: ( الاستقطاب – الانبساط ).

1-   هي حالة العضلات الهيكلية قبل استقبال السيال العصبي.

2-   السطح الخارجي لغشاء الليفة العضلية: يحمل شحنة موجبة +

3-   السطح الداخلي لغشاء الليفة العضلية: يحمل شحنة سالبة -

4-ينشأ (فرق جهد تأثيري) نتيجة للفرق في تركيز الأيونات بين خارج وداخل الغشاء الليفي للعضلة: وهو ما يسمى بـ (حالة الاستقطاب).


( ب ) حـالة الإثــارة : ( اللااستقطاب – الاثارة ).

1-تصل السيالات العصبية (المؤثر الذي سبب انقباض العضلة الإرادية) من المخ والحبل الشوكي عن طريق الخلايا العصبية الحركية والتي تتصل نهاياتها العصبية اتصالاً محكماً بالليفة العضلية مكونة (تشابك عصبي عضلي).

2-عند وصول السيال العصبي إلى الحويصلات الموجودة في النهايات العصبية للخلايا العصبية… يحدث ما يلي:

تخرج بعض المواد الكيميائية منها والتي تعرف بالنواقل العصبية مثل (الأستيل كولين). وذلك بعد أن يعمل السيال العصبي على دخول (أيونات الكالسيوم) إلى داخل النهايات العصبية والتي يؤدي دخولها إلى انفجار الحويصلات الناقلة وبالتالي خروج الأسيتيل كولين.

تسبح النواقل (الأستيل كولين) في الفراغ (الشق التشابكي) الموجود بين النهايات العصبية وغشاء العضلة حتى تصل إلى سطح الليفة العضلية الإرادية.

عندما يصل (الأستيل كولين) إلى مستقبلاته الموجودة على سطح الليفة العضلية فيتحد معها مما يؤدي إلى إثارة الغشاء العضلي وتتغير نفاذيته لأيونات الصوديوم والبوتاسيوم: (يندفع الصوديوم إلى داخل الليفة بكميات كبيرة وبسرعة وتندفع أيونات البوتاسيوم إلى خارج الليفة بكميات أقل).

نتيجة لدخول أيونات الصوديوم بكميات كبيرة يحدث (تلاشى لفرق الجهد) على غشاء الليفة ثم انعكاسها. أي أن داخل الغشاء الليفي العضلي يصبح موجباً والخارجي يصبح سالباً: (حالة اللااستقطاب).

عندما تصل الليفة إلى حالة اللااستقطاب: تنقبض العضلة.

( ج ) حـالة العـودة إلى الراحــة :

1-يعود فرق الجهد إلى وضعه الطبيعي على غشاء الليفة العضلية بعد جزء من الثانية حتى تكون مهيأة للاستجابة للحفز مرة أخرى بفعل إنزيم (الكوليناستيريز). 

إنزيم الكولين استريز: هو إنزيم متوفر فى نقاط التشابك العصبي العضلي.

وظيفــة الكولين استريز: يعمل على تحطيم مادة الأستيل كولين وتحويلها إلى (كولين) و(حامض الخليك) وبالتالي يبطل عملها فتعود نفاذية غشاء الليفة العضلية إلى وضعها الطبيعي في حالة الراحة قبل استقبال السيال العصبي وتكون مهيأة للحفز مرة اخرى أي العودة إلى حالة الاستقطاب.

(1)           العضلة تكون مستقطبة وقت الراحة: وذلك لأن سطحها الخارجي يكون موجبا والداخلي سالباً.

(2)           ناقل عصبي يخرج من النهايات العصبية الحركية: الأسيتيل كولين.

(3)           إنزيم متوفر فى نقاط الاتصال العصبي العضلي: إنزيم الكولين استيريز.

(4)           ماذا يحدث لو لم يتم تحطيم الأسيتيل كولين أو توقفه؟!

ß  هذا يؤدي إلى استمرار اتحاد الأستيل كولين مع مستقبلاته الموجودة على سطح الليفة العضلية مما يؤدي إلى استمرار إثارة العضلة أي أن العضلة تظل في حالة انقباض وتقلصات مستمرة مما يؤدي إلى إجهادها.

وفيديو :

Function of the Neuromuscular Junction HD Animation

https://www.youtube.com/watch?v=RHZ2ryhIlc8

https://www.youtube.com/watch?v=RHZ2ryhIlc8

وفيديو :

Neuromuscular Junction

https://www.youtube.com/watch?v=Z_Eq5IbTeV4&t=11s

آليــة انقباض العضلة :

نظرية الخيوط المنزلقة لهكسلي (نظرية الانزلاق):

تعتبر أصلح الفروض التي فسرت انقباض العضلات .

 فرضية الخيوط المنزلقة :

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

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

2- أدت هذه الملاحظة الى الاستنتاج 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 أثناء الانقباض فقط ولا يحدث ذلك في أثناء الانبساط ؟

السبب في ذلك يعود إلى أيونات 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 الانثناء نحو وسط القطعة العضلية ( منطقة H ) فإن هذه الجسور تسبب سحب خيوط الأكتين معها نحو وسط القطعة العضلية ويحدث بذلك الانزلاق.

ألم تصلك الصورة بعد؟ حسنًا حان الآن وقت التبسيط والتخيل.
تخيّل نفسك تقف بين خزانتي كتب، تبعد كل منها عنك بضعة أمتار وموضوعة على عجلات بحيث يسهل تحريكها. تم إعطاؤك مهمة جذب الخزانتين نحو بعضهما البعض بدون استعمال أي شيء سوى حبلين وأذرعك. ما ستفعله هو أنك ستقف في المنتصف بين هاتين الخزانتين ممسكًا الحبلين المتصلين بإحكام بالخزانة، كلٌ بذراع، وستبدأ في سحبهم. وبصورة تكرارية تسحب الحبل وتتركه ثم تمسكه مره أخرى وتسحب و هكذا، في النهاية ستصل الخزانتين إليك و تكون قد أنجزت المهمة. (في هذه المقال تمثل أذرعك جزيئات الميوسين، أما الحبل فيمثل ألياف الأكتين، في حين تمثل الخزانتان خيطي Z اللذان يحدّان القسيم العضلي في كل اتجاه).

• ولكن كيف لخيوط الميوسين أن تسحب خيوط الأكتين لتسبب الانقباض العضلي؟

وجد العلماء أن النهاية الكروية لكل خيط ميوسين سميك -الذي يقترب من خيوط الأكتين- يحتوي مناطق مكلّبة (أشبه بالخطاف) والتي تسهّل بدورها الانقباض عن طريق سحب الأكتين. و كالمثال السابق، تشبه طريقة عمل خطاطيف الميوسين طريقة سحبك للحبل، حيث ترتبط الخطاطيف -عند اتصالها بالأكتين تسمي بالجسور العرضية- بالأكتين فتسحبه ثم تتركه، ثم تتقدم لتمسك به مرة أخرى في دورة جديدة في ما يسمى بدورة الميوسين-أكتين. وهذه العملية تتطلب طاقة، والأخيرة تُستمَد من تكسير جزيئات الـ ATP « أدينوزين ثلاثي الفوسفات».

وفيديو :

دروس أفكر # آلية التقلص العضلي

https://www.youtube.com/watch?v=fscUK2pD0lM

وفيديو :

تفسير هكسلي لانقباض العضلة - Ayman Haggag Tube

https://www.youtube.com/watch?v=Qd7FNX58U4M&t=11s

وفيديو :

Steps of Muscle Contraction

https://www.youtube.com/watch?v=e3Nq-P1ww5E

وفيديو :

Class 11 Biology Muscle Contraction

https://www.youtube.com/watch?v=sZuy356qkPM&t=368s

وفيديو :

Muscle Contraction - Cross Bridge Cycle, 

Animation.

https://www.youtube.com/watch?v=BVcgO4p88AA&t=4s

وفيديو :

Muscle Contraction 3D

https://www.youtube.com/watch?v=GrHsiHazpsw

وفيديو :

Muscle Contraction Process إنقباض العضلات [HD]

وفيديو :

Muscle Excitation Contraction Coupling

https://www.youtube.com/watch?v=UZNPv86y7Fg

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 الارتباط بين الجسر العرضي والأكتين ، ثم إعادة ارتباطه بموقع جديد على خيط الأكتين يكون أقرب إلى خط Z . تحتاج عمليتا الفصل وإعادة الارتباط إلى استهلاك جزيء واحد من ATP .

2- إعادة ضخ أيونات الكالسيوم نحو مخازن في الشبكة الإندوبلازيمة عند زوال المنبه وقبل حدوث الارتخاء 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 لانقباض 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 ، يكفي 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 إلى عملية التخمر عندما تكون الانقباضات متتالية وسريعة وكمية الأوكسجين غير كافية لإتمام عملية الفسفرة التأكسدية . نتيجة ذلك يتراكم حمض اللاكتيك ( حمض اللبن ) في العضلة مسبباً حالة تعرف بـ ( إعياء العضلة ) لأن الحموضة الزائدة الناتجة من تراكم حمض اللبن تؤدي إلى إنقاص القوة التي تولدها انثناءات الجسور العرضية. وباستراحة بسيطة يمكن أن تنقبض العضلة إذا ما نبهت حيث يستهلك حمض اللبن لبناء غلايكوجين وفوسفات كرياتين من جديد.

إجهاد العضلة :

(1) سبب إجهاد وتعب العضلة ناتج عن انقباضها بصورة متتالية وسريعة وذلك لأن الدم لا يستطيع نقل الأكسجين بالسرعة الكافية ليوفر للعضلة احتياجاتها من التنفس وإنتاج الطاقة.

نتيجة لنقص الأكسجين تلجأ العضلة إلى تحويل الجليكوجين (نشا حيواني) إلى جلوكوز الذي يتأكسد بطريقة التنفس اللاهوائي (لا يحتاج الى اكسجين) لإنتاج طاقة تعطى العضلة فرصة أكبر للعمل فينتج حامض اللاكتيك الذي يتراكم ويسبب تعب العضلة واجهادها.

يحدث الشد العضلي نتيجة عدم كفاية جزيئات ال ATP في العضلة مما يسبب عدم انفصال الروابط المستعرضة عن خيوط الاكتين فتظل مرتبطة بها وتظل العضلة فى حالة انقباض مستمر فيسبب هذا الم الشد العضلى

(2) كيفية زوال إجهاد العضلة :

علل: يجب أن يتوقف الشخص عن الحركة عند إجهاد العضلة. 

حتى يصل للعضلة كمية كافية من الأكسجين لتقوم بعملية التنفس الهوائي الذي ينتج كمية كبيرة من الطاقة ATP. إذا ما قورنت بالطاقة الناتجة عن عملية التنفس اللاهوائي. فتعمل على انفصال الروابط المستعرضة عن خيوط الاكتين وانبساط العضلة وبذلك تبدأ العضلة من جديد في تتابع من الانقباضات والانبساطات

يمكن ان يتسبب الشد العضلي الزائد عن الحد في تمزق العضلات وحدوث نزف دموي.

يحدث الشد العضلي أيضا بسبب تداخل الاختلالات الناتجة عن وصول النبضات العصبية غير الصحيحة من المخ الى العضلات مع الأداء الطبيعي لها

 تلجأ العضلة للتنفس اللاهوائي في غياب أو نقص الأكسجين …. وذلك لتحويل الجليكوجين إلى جلوكوز الذي يتأكسد بطريقة التنفس اللاهوائي لإنتاج طاقة تعطي للعضلة فرصة أكبر للعمل.

الجليكوجين هو المخزون الفعلي للطاقة في خلايا العضلات (في الإنسان والحيوان).

شاهد أيضا :

                      الجهاز العضلي فى الإنسان = Human muscular system
                 الجزء الأول

الجهاز العصبي في الإنسان =  The Human Nervous System

المصادر
الباحثون المصريون

الانقباض العضلي- كيف تعمل عضلاتنا.

http://www.egyres.com/articles/%D8%A7%D9%84%D8%A7%D9%86%D9%82%D8%A8%D8%A7%D8%B6-%D8%A7%D9%84%D8%B9%D8%B6%D9%84%D9%8A-%D9%83%D9%8A%D9%81-%D8%AA%D8%B9%D9%85%D9%84-%D8%B9%D8%B6%D9%84%D8%A7%D8%AA%D9%86%D8%A7

المدرسة العربية
http://www.schoolarabia.net/ahia2/level5/ajhezet_algesem/aljihaz_al3adali_new/aljihaz_al3adali5.htm

مدونة لايف نيوز
http://akhbarlivenwes.blogspot.com.eg/2015/10/2016_40.html

منتدى درر العراق
https://www.dorar-aliraq.net/threads/15839-الجهاز-العضلي-مصطلحات-طبية