تتمة استهـلاك المــــادة العضويــة و تـدفق الطـــاقة s.v.t

[/ / دور العضلات الهيكلية المخططة في تحويل الطاقة:

[b]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:






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:





http://wwwens.uqac.ca/edusante/laboratoires/cahier_de_eleve_muscle.htm

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 .

2 ـ 2 ـ بالمجهر الضوئي:

أ ـ المقطع العرضي:



http://195.221.67.12/pedagogie/svt/applic/muscle/muscle21.htm



ب ـ بنية الليف العضلي:





http://www.humans.be/physio%20muscle.html





http://s.martinez.free.fr/V2/biologie/notions/1030-cellules-differenciees.html

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.



http://coproweb.free.fr/pagphy/physioan/ch7s1.htm



http://www.iav.ac.ma/veto/filveto/guides/phys/hossaini/agroveto/page/muscle/muscle.htm#paraII

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.



http://coproweb.free.fr/pagphy/physioan/ch7s1.htm

ب ـ فوق بنية الخييطات العضلي:

ـ خييط الميوزين يتكون من مئات جزيئات الميوزين و تتكون كل جزيئة من ساق و رأسين كرويين.










http://www.snv.jussieu.fr/vie/dossiers/contractionmuscle/contractmuscle.htm



ـ خييط الأكتين يتكون من مئات جزيئات كروية من الأكتين على شكل سلسلتين ملتويتين و ترتبط بهما بروتينات أخرى تدعى تروبونين و تروبوميوزين.





http://www.snv.jussieu.fr/vie/dossiers/contractionmuscle/contractmuscle.htm

3 ـ التقلص العضلي:

3 ـ 1 ـ ملاحظة:

http://www.humans.be/physio%20muscle.html



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. [/center]