كيف تنقبض العضلات الهيكلية
عضلات الهيكل العظمي ضرورية لقدرتنا على الحركة وأداء الأنشطة البدنية. سواء كان الأمر يتعلق بالجري أو رفع الأثقال أو حتى شيء بسيط مثل التلويح بالمرح ، فإن تقلص العضلات الهيكلية يجعل كل ذلك ممكنًا. يوفر فهم كيفية انقباض هذه العضلات رؤى قيمة في علم التشريح وعلم وظائف الأعضاء. في هذه المقالة ، سوف نستكشف العملية الرائعة وراء تقلص العضلات والهيكل العظمي.
- هيكل العضلات: تتكون عضلات الهيكل العظمي من خلايا أسطوانية طويلة تسمى ألياف العضلات. تحتوي هذه الألياف على وحدات أصغر تسمى اللييفات العضلية ، وهي مسؤولة عن تقلص العضلات. يتكون كل عضل ليفي من وحدات متكررة تسمى ساركوميرات ، وهي العناصر الأساسية للتقلص.
- نظرية الخيوط المنزلقة: نظرية الخيوط المنزلقة هي التفسير المقبول على نطاق واسع لكيفية انقباض عضلات الهيكل العظمي. وفقًا لهذه النظرية ، يحدث تقلص العضلات عندما تنزلق خيوط رفيعة عبر خيوط سميكة داخل قسيم عضلي ، مما يؤدي إلى تقصير قسيم عضلي.
- الأكتين والميوسين: تتكون الخيوط الرفيعة في قسيم عضلي من الأكتين ، بينما تتكون الخيوط السميكة من الميوسين. عندما تكون العضلات في حالة راحة ، يتم حظر رؤوس الميوسين من الارتباط بالأكتين بواسطة بروتين يسمى تروبوميوسين. بروتين آخر يسمى تروبونين يحافظ على التروبوميوسين في مكانه.
- عملية تقلص العضلات: عندما تصل إشارة من الخلايا العصبية الحركية إلى الألياف العضلية ، يتم إطلاق أيونات الكالسيوم في الخلية العضلية ، وترتبط بجزيئات التروبونين. يتسبب هذا الارتباط في حدوث تغيير توافقي في مركب تروبونين تروبوميوسين ، مما يؤدي إلى تعريض مواقع الربط على الأكتين.
ثم تلتصق رؤوس الميوسين بمواقع الربط هذه ، وتشكل جسورًا متقاطعة. يسمح إطلاق الطاقة من جزيئات ATP لرؤوس الميوسين بالدوران ، وسحب الشعيرات الرفيعة نحو مركز قسيم عضلي. هذه العملية ، المعروفة باسم ضربة القوة ، تقصر من قسيم عضلي وتولد القوة.
طالما توجد أيونات الكالسيوم ، تستمر هذه الدورة من ارتباط الميوسين ، وتدويره ، وفصله ، مما يؤدي إلى تقلص العضلات. عندما تتوقف الإشارة العصبية ، يتم ضخ أيونات الكالسيوم مرة أخرى في التخزين ، ويتم تغطية مواقع الارتباط في الأكتين بواسطة التروبوميوسين مرة أخرى ، مما يعيد العضلات إلى حالة الاسترخاء.
إن تقلص العضلات الهيكلية هو عملية معقدة تنطوي على تفاعل مختلف البروتينات والآليات الخلوية. توفر نظرية الخيوط المنزلقة فهماً شاملاً لكيفية انقباض العضلات ، مما يسمح لنا بتقدير التنسيق المعقد المطلوب للحركة.
