أحياء – الحركة فى الكائنات الحية الجزء الثانى للصف الثالث الثانوى 2016

• العضلات تتحمل مسئولية حركة الجسم وذلك بسبب قدرتها على الانقباض والانبساط.

• كيفية انقباض العضلة الهيكلية (التفسير الفسيولوجي):

يتم تحت تأثير السيالات العصبية – وفسيولوجية استجابتها للحافز بالتنسيق والتارز بين الجهاز الهيكلي والعصبي والعضلي.

تتم الحركة في الإنسان والحيوان بالتعاون والتناسق بين ثلاث أجهزة:

(1)  الجهاز الهيكلي (العظمي):

• يشكل مكان اتصال مناسب للعضلات.

• يعمل كدعامة للأطراف المتحركة. ولذلك فالمفاصل تقوم بدور هام في حركة أجزاء الجسم… علل:

وذلك لأن المفصل عبارة عن مكان التقاء عظمتين أو أكثر. والعظام تشكل مكان اتصال مناسب للعضلات من جهة وتعمل كدعامة للأطراف من جهة أخرى.

( 2 ) الجهاز العصبي :

          يعطي الأوامر للعضلات على شكل سيالات عصبية فتتم الاستجابة في صورة انقباض أو انبساط للعضلات.

( 3 ) الجهاز العضلي :

• هو المسئول عن حركة الجسم.

• العضلات الإرادية (الهيكلية – المخططة) : هي التي يتحكم فيها الإنسان وتشمل معظم عضلات الجسم.

• العضلات اللاإرادية (الملساء – غير المخططة): وهي التي لا يستطيع الإنسان التحكم فيها تماماً وتشمل العضلات الملساء وعضلة القلب والأحشاء.

كيفية انتقال السيال العصبي الى العضلة الهيكلية

( 1 ) 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).

( 2 ) 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.

( 3 ) 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 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 موجب 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.

نظرية الخيوط المنزلقة لهكسلي (نظرية الانزلاق):

تعتبر اصلح الفروض التي فسرت انقباض العضلات

فكــرة النظريــة :

 (1)     تعتمد فرضية الخيوط المنزلقة لهكسلي على التركيب المجهري الدقيق للألياف العضلات حيث أن كل ليفة عضلية تتكون من مجموعة لييفات (1000-2000) لييفة، وكل لييفة تتكون من نوعين من الخيوط البروتينية هما خيوط (الاكتين) الرفيعة وخيوط (الميوسين) السميكة / الغليظة

 (2)     استخدام المجهر الإلكتروني للمقارنة بين ليفة عضلية في حالة انقباض وأخرى في حالة انبساط (راحة) واستنتج الآتي:

• الخيوط البروتينية (الميوسين والأكتين) المكونة للألياف العضلية تنزلق الواحدة فوق الأخرى مما تسبب انقباض أو تقلص العضلة:

• بسبب وجود (روابط مستعرضة) تم تكوينها بمساعدة (أيونات الكالسيوم) وهذه الروابط تمتد من (خيوط الميوسين) لكي تتصل بـ (خيوط الاكتين).

• الانقباض العضلي يحدث عندما تعمل الروابط المستعرضة كخطاطيف تسحب المجموعات المتجاورة من خيوط الأكتين باتجاه بعضها البعض وينتج عن ذلك انقباض الليفة العضلية (أي يقصر طولها) وذلك بمساعدة الطاقة المختزنة في.ATP وهكذا تنقبض العضلة

• عند زوال المنبه تبتعد الروابط المستعرضة عن خيوط الاكتين فتنبسط العضلة وتتباعد خطوط Z   عن بعضها وتعود القطع العضلية الى طولها الأساسي

• تستهلك العضلة جزء من الطاقة المخزنة في ال ATP فى فصل الروابط المستعرضة عن خيوط الاكتين لذلك عن تناقص ال ATP قد يؤدى ذلك الى عدم انفصال الروابط المستعرضة عن خيوط الاكتين فتظل العضلة فى حالة انقباض وغير قادرة على الانبساط

الروابط المستعرضة: هي خيوط تم تكوينها بمساعدة أيونات الكالسيوم تمتد من خيوط الميوسين لكي تتصل بخيوط الأكتين.

قصور نظرية الخيوط المنزلقة لهكسلى :

(1)     قامت النظرية بتفسير آلية انقباض العضلات الهيكلية ولكنها لم تستطع تفسير آلية انقباض العضلات الملساء.

(2)     وذلك على الرغم من أن الخيوط البروتينية في ألياف العضلات الملساء تتكون من نوع يشبه إلى حد كبير الخيوط الأكتينية في العضلات الهيكلية. 

(1)           الوحدة الحركية: هي الوحدة الوظيفية للعضلة الهيكلية.

(2)           علل / الوحدة الحركية تعتبر الوحدة الوظيفية للعضلة الهيكلية ؟!

وذلك لان انقباض العضلات ما هو الا محصلة انقباض جميع الوحدات الحركية المؤلفة للعضلة

(3)           التركيب:

-         عبارة عن مجموعة من الألياف العضلية والخلية العصبية الحركية التي تغذيها.

–       عند دخول الليف العصبي الحركي إلى العضلة يتفرع إلى عدد كبير من الفروع العصبية داخل العضلة.

–       كل ليف عصبي حركي يغذي عدد (5: 100) من الالياف العضلية بواسطة تفرعاته النهائية التي يتصل الواحد منها (بالصفائح النهائية الحركية) لليفة العضلية في موضع يعرف بـ (الوصلة العصبية العضلية).

(1)     ما معنـــى أن: -الوحدة الحركية = (1: 70)؟ معنى هذا أن ليف عصبي حركي واحد يغذي (70) ليف عضلي بواسطة تفرعاته النهائية التي يتصل الواحد منها بالصفائح النهائية الحركية لليفة العضلية عند مكان يسمى بالوصلة العصبية العضلية.

    ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

(1)            سبب إجهاد وتعب العضلة ناتج عن انقباضها بصورة متتالية وسريعة وذلك لان

• 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 (الانسان والحيوان).