ملخص العضلات وبعض مشكلاتها، العلوم الحياتية

العضلات الهيكلية

• العضلات الهيكلية هي العضلات التي ترتبط بالعظام
• القطعة العضلية: وهي الوحدة الأساسية التي تنقبض لتسبّب حركة العضلة الهيكلية
• يحتوي كل ليف عضلي على عدد من اللييفات العضلية ⁦Myofibrils⁩، ويتكون اللييف من وحدات متكررة تسمى القطعة العضلية ⁦Sarcomere⁩ وهي الوحدة الأساسية التي تنقبض لتسبّب حركة العضلة الهيكلية.
• تحتوي القطعة العضلية على نوعين رئيسين من الخيوط البروتينية، هما: الخيوط السميكة الميوسين ⁦(Myosin)⁩، والخيوط الرفيعة الأكتين ⁦(Actin)⁩.
• تتداخل خيوط الأكتين والميوسين بطريقة تجعل العضلة تبدو مخططة في الصور المجهرية.
• وفي نهايات خيوط الأكتين يوجد غشاء يساعد في تثبيتها يُسمّى (خط⁦-Z⁩)، ويشكل خطاً ⁦(Z)⁩ حدود القطعة العضلية.
• أما خيوط الميوسين فتثبّت نفسها في منتصف القطعة العضلية في منطقة تُسمّى (خط⁦-M⁩)، أنظر الشكل (11).

انقباض العضلة الهيكلية

• الميوسين: هو بروتين ليفي سميك يحتوي على ذيول خيطية، ورؤوس كروية لها القدرة على الارتباط بجزيئات ⁦ATP⁩، يؤدي تحلل جزيئات ⁦ATP⁩ المرتبطة إلى تنشيط رؤوس الميوسين لتشكل جسوراً عرضية مع خيوط الأكتين
• الأكتين: هو بروتين ليفي رقيق، يحتوي على مواقع ربط لرؤوس الميوسين
• التروبوميوسين: هو بروتين ليفي رقيق يغطي مواقع ربط رؤوس الميوسين على الأكتين عندما تكون العضلة في حالة انبساط.
• التروبونين: هو بروتين صغير يرتبط بالتروبوميوسين، له موقع ارتباط مع أيونات الكالسيوم $Ca^{2+}$ التي تُخزَّن في الشبكة الإندوبلازمية للألياف العضلية.
• نموذج الخيوط المنزلقة: الذي يوضح آلية انقباض العضلة الهيكلية، حيث تنزلق خيوط الأكتين الرفيعة بين خيوط الميوسين السميكة نحو وسط القطعة العضلية مسببة قصر القطعة العضلية.
• الأنيبيبات المستعرضة: امتدادات من الغشاء البلازمي للخلية العضلية تسمح بنقل أسرع لجهد الفعل إلى داخل الخلية.
• التروبوميوسين ⁦Tropomyosin⁩: هو بروتين ليفي رقيق يغطي مواقع ربط رؤوس الميوسين على الأكتين عندما تكون العضلة في حالة انبساط.
• التروبونين ⁦Troponin⁩: هو بروتين صغير يرتبط بالتروبوميوسين، له موقع ارتباط مع أيونات الكالسيوم $Ca^{2+}$ التي تُخزن في الشبكة الإندوبلازمية للألياف العضلية.
• عندما يصل السيال العصبي من العصبون الحركي إلى الألياف العضلية يُطلق الناقل العصبي الأستيل كولين ⁦(ACh)⁩ عند التشابك العصبي، ينتشر الأستيل كولين عبر الشق التشابكي، ويرتبط بالمستقبلات البروتينية على الغشاء البلازمي للألياف العضلية، مما يؤدي إلى تحفيز جهد الفعل في الألياف العضلية.
• ينتشر جهد الفعل على طول الغشاء البلازمي للألياف العضلية، ويتحرك إلى أسفل عبر الأنيبيبات المستعرضة ⁦(T tubules)⁩، وهي امتدادات من الغشاء البلازمي للخلية العضلية تسمح بنقل أسرع لجهد الفعل إلى داخل الخلية.
• يحفز جهد الفعل إطلاق أيونات الكالسيوم $Ca^{2+}$ من مخازنها في الشبكة الإندوبلازمية الملساء داخل الألياف العضلية.
• ترتبط أيونات الكالسيوم ببروتين التروبونين في الخيوط الرفيعة (الأكتين)؛ مما يؤدي إلى إزاحة بروتين التروبوميوسين الذي كان يحجب مواقع ربط رؤوس الميوسين، فتتكشف هذه المواقع، أنظر الشكل (12أ).
• تتكرر عملية ارتباط وفك الجسور العرضية بين رؤوس الميوسين ومواقع الأكتين بمساعدة تحلل ⁦ATP⁩، حيث تتطلب هذه العملية طاقة. في كل مرة ترتبط فيها الجسور العرضية بالأكتين تُدفَع خيوط الأكتين نحو مركز القطعة العضلية، مما يؤدي إلى انقباض العضلة، أنظر الشكل (12/ ب).
• بعد انتهاء جهد الفعل، يُعاد ضخ أيونات الكالسيوم $Ca^{2+}$ من السيتوبلازم إلى مخازنها في الشبكة الإندوبلازمية بواسطة النقل النشط.
• بمجرد إزالة أيونات الكالسيوم من السيتوبلازم، يعود التروبوميوسين إلى تغطية مواقع ربط رؤوس الميوسين، مما يؤدي إلى استرخاء العضلة وانبساطها، أنظر الشكل (13).

العضلات الملساء

• تتميز العضلات الملساء بعدم وجود خطوط ليفية تحت المجهر الضوئي؛ لأن خيوط الأكتين والميوسين لا تصطف بانتظام داخل الخلية، وهذا سبب تسميتها بالملساء.
• وتتصف خلايا العضلات الملساء بأنها رفيعة ومغزلية الشكل، وتحتوي الخلية على نواة واحدة (أحادية النواة).

وظائف العضلات الملساء

• توجد العضلات الملساء في جدران الأعضاء الداخلية المُجوّفة، مثل: الجهاز الهضمي، والجهاز التناسلي، والأوعية الدموية، وتتسبب في انقباض جدران هذه الأعضاء والتحكّم في تدفق الدم في الشرايين وتنظيم ضغط الدم، وتؤدي دوراً في الحفاظ على درجة حرارة الجسم، ونقل الطعام عبر الجهاز الهضمي، وتؤدي إلى انقباضات الرحم أثناء المخاض.
• وتوجد العضلات الملساء أيضاً في العين، إذ تتحكم في عدسة العين وقطر البؤبؤ.

العضلة القلبية

• العضلة القلبية هي نوع خاص من العضلات اللاإرادية الحركة الموجودة…