معلومة

ما الذي يجعل العضلات تولد الحرارة عند الانقباض؟

ما الذي يجعل العضلات تولد الحرارة عند الانقباض؟



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

لدي فضول لمعرفة السبب الدقيق لتوليد الحرارة الدراماتيكية المصاحبة لنشاط العضلات. هل يمكن لأي شخص أن يشرح هذا بلغة مفهومة؟


أولاً ، قد يكون من المفيد التحدث بإيجاز عن ماهية الحرارة. إنه شكل من أشكال الطاقة - الطاقة الجزيئية. في الأساس ، الحرارة هي مقدار اهتزاز جزيئات مادة أو جسم. عندما ننظر إلى جسم ساخن ، لا يبدو أنه يتحرك أكثر من جسم بارد ، ولكن على مقياس أصغر بكثير مما يمكننا رؤيته ، تتحرك جزيئاته بشكل أسرع من جسم بارد. اقرأ هذا لمزيد من المعلومات إذا كنت تريد.

هناك شيئان على الأقل يحدثان في تقلص العضلات (وكذلك في عمليات التمثيل الغذائي الأخرى) التي تنتج الحرارة. الأول هو التفاعل الكيميائي الذي يقوي انقباض العضلات. ربما لا ترغب في الخوض في تفاصيل كثيرة ، ولكن هناك أساسًا جزيء تستخدمه خلاياك لتخزين الطاقة ، والذي نختصره بالاختصار ATP. عندما تستخدم عضلاتنا هذه القوة ، يحدث تفاعل كيميائي طارد للحرارة "يحرق" ATP ، ويقسمه إلى قطعتين (ADP والفوسفات). هذا التفاعل يطلق طاقة. يتم استخدام بعض هذه الطاقة في الحركة الفعلية للعضلة. لكن بعضها "يهتز" الجزيئات القريبة. مرة أخرى ، هذا الهزهزة هو تعريف الحرارة.

ربما يكون المصدر الثاني للحرارة أصغر بكثير: الاحتكاك. باختصار ، في أي وقت تقريبًا اى شئ تتحرك الجزيئات المجاورة أكثر. تخيل أنك تحاول المشي في غرفة مليئة بالقيثارات. في كل مكان تتحرك فيه ، يتم اقتلاع بعض هذه الأوتار وتهتز. إنه يشبه ذلك إلى حد ما. عندما تشد ألياف عضلاتك وتنثني ، فإنها تحتك ببعضها البعض وتهتز ذرات بعضها البعض. كل هذا الهزهزة هي حرارة ويستمر الهزهزة حتى ينتقل إلى وسيط آخر ، كما هو الحال عندما يتبخر العرق من جلدك.


هذا مبسط بشكل مبالغ فيه ، لكن نأمل أن يكون واضحًا.

عندما نأكل الطعام ، فإن عمليات التمثيل الغذائي تفكك الجزيئات الكبيرة متعددة الكربون (مثل الجلوكوز) إلى جزيئات أصغر. هذه العملية تسمى الهدم ، وهي تطلق الطاقة. إليك مثال بسيط على تفاعل تقويضي:

AB -> A + B + طاقة

لمزيد من المعلومات حول هذا المبدأ ، انظر إلى القسم الخاص بمبدأ Le Châtelier في هذه الصفحة من جامعة واشنطن.

يمكن لجسمنا استخدام الطاقة المنبعثة لدفع المزيد من التفاعلات الكيميائية. على وجه التحديد ، تصنع خلايانا جزيء يسمى ATP ، والذي يستخدم في جميع أنحاء الخلية عند الحاجة إلى الطاقة. ومع ذلك ، لا تستطيع خلايانا تحويل 100٪ من الطاقة الناتجة عن العمليات التقويضية إلى طاقة كيميائية ، وبعضها يُفقد كحرارة (أو إنتروبيا). عندما نستخدم ATP ، يتم تحلل مجموعة فوسفات عالية الطاقة (مقسمة كيميائيًا) من جزيء ATP (ASPU ، انظر إلى السهم الموجود على اليمين لإطلاق الطاقة):

هذا يطلق الطاقة ، والتي يستخدم بعضها (أثناء التمرين) لجعل العضلات تنقبض ، لكن الكثير منها يُفقد كحرارة. نحن نسخن عندما نمارس الرياضة لأن العضلات تستخدم أكثر من الراحة ، مما يعني أنه يتم استخدام المزيد من ATP لشد العضلات ، مما يعني إطلاق المزيد من الحرارة من خلال تفاعل التحلل المائي ATP.


كيف يتسبب جهد الفعل في تقلص العضلات الهيكلية؟

تسمى النقطة التي يتشابك عندها العصبون الحركي مع الألياف العضلية بالوصلة العصبية العضلية. تتوقف الألياف العصبية غير المبطنة بحوالي 30 نانومترًا قبل الألياف العضلية ، تاركة فجوة تسمى الشق المشبكي ، مع نهاية العصب يشار إليها على أنها غشاء ما قبل التشابك ، ونهاية الألياف العضلية تسمى غشاء ما بعد التشابك.

عندما يصل جهد الفعل إلى نهاية العصب ، يتسبب نزع الاستقطاب المفاجئ في تدفق أيونات الكالسيوم عبر قنوات الجهد الكهربي. ترتبط هذه الأيونات بمستقبلات محددة على الحويصلات داخل الخلايا العصبية الحركية ، مما يجعلها تتحرك نحو الغشاء قبل المشبكي وتندمج معه وتطلق ناقلًا عصبيًا في الشق المشبكي. ينتشر الناقل العصبي عبر الشق ويرتبط بمستقبلاته المحددة على الغشاء المشبكي التالي. يؤدي ارتباط الناقل العصبي إلى فتح القنوات الأيونية المرتبطة بالرابط. يتسبب تدفق الأيونات السالبة الشحنة في إزالة استقطاب الألياف العضلية ، مما يؤدي إلى بدء الآليات التي تؤدي إلى تقلص العضلات.


علم الأحياء: الجهاز العضلي

الأنابيب التائية: توصل النبضات الكهربائية التي تجعلها داخل الخلية العضلية وتتسبب في إطلاق Ca2 + (أيونات الكالسيوم) من ساركولم الشبكية الساركوبلازمية (غشاء بلازما للخلية العضلية / الألياف) وتشكل الأنابيب التائية التي تنغمس في الخلايا وتأتي على اتصال مع الشبكة الساركوبلازمية (ER سلس)

شبكة Sarcoplasmic Reticulum: ER سلس للألياف العضلية التي تخزن Ca2 + (أيونات الكالسيوم)

2. تحتوي أطراف المحور العصبي على أوعية متشابكة مملوءة بالناقل العصبي أستيل. تنتقل الإشارات العصبية إلى أسفل محاور الخلايا العصبية الحركية وتصل إلى محطة محوار ، وتحفز الإشارات الحويصلات المشبكية لإطلاق أستيل كولين في الشق المشبكي. الآن تولد غمد الليف العضلي إشارات كهربائية تنتشر عبر غمد الليف العضلي وأسفل الأنابيب التائية.

3. الإشارات من الأنابيب T يسبب الافراج عن Ca2 + (أيونات الكالسيوم) من الشبكة الساركوبلازمية ، مما يؤدي إلى تقلص قسيم عضلي.

4. تروبونين يحدث على فترات على طول الخيوط. عندما يتم إطلاق أيونات الكالسيوم من الشبكة الساركوبلازمية ، فإنها تتحد / ترتبط مع التروبونين مما يسبب.

5.. ال تروبوميوسين (تلتف خيوط التروبوميوسين حول خيوط الأكتين ، وتغطي مواقع الربط للميوسين الموجودة على كل جزيء أكتين) لتغيير موضعها ، وكشف مواقع ارتباط الميوسين.

5. يمكن أن يرتبط الميوسين الآن بالأكتين. (وخيوط الأكتين تتداخل مع الميوسين)

6. ال تحتوي رؤوس خيوط الميوسين على مواقع ربط ATP.

7. هنا ، يتم تحلل ATP (مقسم) لتشكيل ADP و P.

8. يبقى ADP و P على رؤوس الميوسين ، وتعلق الرؤوس على موقع ربط الأكتين. يشكل ضم الميوسين إلى الأكتين روابط مؤقتة تسمى الجسور المتقاطعة. الآن ، يتم تحرير ADP و P وتنحني الجسور المتقاطعة بشكل حاد مما يؤدي إلى إنشاء ملف ضربة السلطة التي تسحب خيوط الأكتين نحو مركز قسيم عضلي. يؤدي ارتباط ATP الجديد إلى كسر الجسور المتقاطعة وعودة رأس الميوسين إلى وضع السكون.

9. تبدأ الدورة مرة أخرى ، ويعود الميوسين إلى مسافة أبعد على طول خيوط الأكتين وتتكرر الدورة حتى يتم إرجاع أيونات الكالسيوم بنشاط إلى مواقع تخزين الكالسيوم في الشبكة الساركوبلازمية


تقلص العضلات

كيف يبدأ تقلص العضلات الهيكلية

باستثناء ردود الفعل ، تحدث جميع تقلصات العضلات الهيكلية نتيجة للجهد الواعي الناشئ في الدماغ. يرسل الدماغ إشارات كهروكيميائية عبر الجهاز العصبي الجسدي إلى الخلايا العصبية الحركية التي تعصب ألياف العضلات (لمراجعة كيفية عمل الدماغ والخلايا العصبية ، انظر الفصل الجهاز العصبي). يمكن لخلايا عصبية حركية واحدة ذات أطراف محاور متعددة أن تعصب ألياف عضلية متعددة ، مما يؤدي إلى تقلصها في نفس الوقت. يحدث الاتصال بين محطة عصبون حركي وألياف عضلية في موقع تقاطع عصبي عضلي. هذا مشابك كيميائي حيث تنقل الخلايا العصبية الحركية إشارة إلى ألياف العضلات لبدء تقلص العضلات.

العملية التي يتم بها إرسال إشارة عند تقاطع عصبي عضلي موضحة في الشكل ( فهرس الصفحة <2> ). يبدأ تسلسل الأحداث عندما يبدأ جهد الفعل في جسم الخلية للخلايا العصبية الحركية ، وينتشر جهد الفعل على طول العصبون و rsquos axon إلى الوصل العصبي العضلي. بمجرد وصول جهد الفعل إلى نهاية المحطة المحورية ، فإنه يتسبب في ناقل عصبي أستيل كولين (ACh) من حويصلات متشابكة في المحطة المحورية. تنتشر جزيئات ACh عبر الشق المشبكي وترتبط بمستقبلات الألياف العضلية ، مما يؤدي إلى تقلص العضلات. يبدأ تقلص العضلات مع إزالة استقطاب غمد الليف العضلي الناجم عن دخول أيونات الصوديوم عبر قنوات الصوديوم المرتبطة بمستقبلات ACh.

الشكل ( PageIndex <2> ): يمثل هذا الرسم البياني تسلسل الأحداث التي تحدث عندما تحفز الخلايا العصبية الحركية الألياف العضلية على الانقباض. ينتقل جهد الفعل إلى أسفل الأنابيب التائية ويثير الشبكة الساركوبلازمية التي تطلق الكالسيوم. يتسبب الكالسيوم عند ارتباطه بالتروبونين في حدوث تغييرات توافقية في قسيم عضلي. وبالتالي ، يؤدي تفاعل الخيوط السميكة والرفيعة للقسيم العضلي إلى تقلص العضلات.

تحدث الأشياء بسرعة كبيرة في عالم الأغشية القابلة للإثارة (فكر في السرعة التي يمكنك بها التقاط أصابعك بمجرد أن تقرر القيام بذلك). مباشرة بعد إزالة الاستقطاب من الغشاء ، فإنه يستقطب مرة أخرى ، ويعيد تأسيس إمكانات الغشاء السلبية. وفي الوقت نفسه ، يتحلل ACh في الشق المشبكي بواسطة إنزيم أستيل كولينستراز (AChE). لا يمكن لـ ACh العودة إلى المستقبل وإعادة فتح قناتها ، مما قد يتسبب في إثارة وانقباض عضلي ممتد غير مرغوب فيه.

يدخل انتشار إمكانات العمل على طول غمد الليف العضلي إلى أنابيب تي. بالنسبة لإمكانية العمل للوصول إلى غشاء SR ، هناك غزوات دورية في غمد الليف العضلي ، تسمى أنابيب تي (& ldquoT & rdquo تعني & ldquotransverse & rdquo). يُطلق على ترتيب الأنبوب T مع أغشية SR على كلا الجانبين أ ثالوث (الشكل ( فهرس الصفحة <3> )). يحيط الثالوث بالهيكل الأسطواني المسمى أ ليفي عضليالذي يحتوي على الأكتين والميوسين. تحمل الأنابيب T جهد الفعل إلى داخل الخلية ، مما يؤدي إلى فتح قنوات الكالسيوم في غشاء SR المجاور ، مما يتسبب في ( نص^ <++> ) لتنتشر خارج SR وإلى الساركوبلازم. إنه وصول ( text^ <++> ) في الساركوبلازم الذي يبدأ في تقلص الألياف العضلية بوحداته الانقباضية أو القسيم العضلي.

الشكل ( PageIndex <3> ): الأنابيب T الضيقة تسمح بتوصيل النبضات الكهربائية. وظائف SR لتنظيم مستويات الكالسيوم داخل الخلايا. صهريجان طرفيان (حيث يتصل SR الموسع بالنبيب T) ونبيب T واحد يتكون من ثالوث و mdasha و ldquothreesome & rdquo من الأغشية ، مع تلك الخاصة بـ SR على الجانبين والنبيب T المحصور بينهما.

اقتران الإثارة، تقلص

على الرغم من أن المصطلح اقتران الإثارة، تقلص يربك أو يخيف بعض الطلاب ، يتعلق الأمر بهذا: لكي تنقبض الألياف العضلية الهيكلية ، يجب أولاً أن يكون غشاءها & ldquo excited & rdquo & mdashin بعبارة أخرى ، يجب تحفيزها لإطلاق جهد فعل. إن إمكانات عمل الألياف العضلية ، التي تكتسح على طول غمد الليف العضلي كموجة ، هي & ldquoted & rdquo إلى الانكماش الفعلي من خلال إطلاق أيونات الكالسيوم ( ( نص^ <++> )) من SR. بمجرد الإفراج عنه ، ( text^ <++> ) يتفاعل مع البروتينات الواقية ومركب التروبونين والتروبوميوسين ، مما يجبرهم على التنحي جانباً بحيث تكون مواقع ربط الأكتين متاحة للربط بواسطة رؤوس الميوسين. ثم يسحب الميوسين خيوط الأكتين نحو المركز ، ويقصر الألياف العضلية.

الشكل ( PageIndex <4> ): يحمي مجمع تروبوميوسين تروبونين مواقع الجسر المتقاطع على الأكتين. يمكن أن يرتبط الميوسين بالأكتين فقط عند إزالة هذا المركب بمساعدة أيونات الكالسيوم.

يبدأ هذا التسلسل في العضلات الهيكلية بإشارات من القسم الحركي الجسدي للجهاز العصبي. بمعنى آخر ، يتم دائمًا تشغيل الخطوة & ldquoexcitation & rdquo في عضلات الهيكل العظمي عن طريق إرسال إشارات من الجهاز العصبي.

نظرية الخيوط المنزلقة لتقلص العضلات

بمجرد تحفيز الألياف العضلية بواسطة الخلايا العصبية الحركية ، تنزلق خيوط بروتين الأكتين والميوسين داخل ألياف العضلات والهيكل العظمي بعضها البعض لإنتاج تقلص. ال نظرية الخيوط المنزلقة هو التفسير الأكثر قبولًا على نطاق واسع لكيفية حدوث ذلك. وفقًا لهذه النظرية ، فإن انقباض العضلات هو عبارة عن دورة من الأحداث الجزيئية التي ترتبط فيها خيوط الميوسين السميكة بشكل متكرر وتسحب خيوط الأكتين الرقيقة ، بحيث تنزلق فوق بعضها البعض. يتم توصيل خيوط الأكتين بأقراص Z ، كل منها يمثل نهاية قسيم عضلي. يؤدي انزلاق الشعيرات إلى سحب الأقراص Z من قسيم عضلي أقرب إلى بعضها ، مما يؤدي إلى تقصير قسيم عضلي. عندما يحدث هذا ، تنقبض العضلة.

الشكل ( PageIndex <5> ): يُظهر الرسم التخطيطي العلوي قسيمًا عضليًا مرتخًا ، ويظهر الرسم التخطيطي السفلي قسيمًا عضليًا متعاقدًا. يرجى ملاحظة الأقراص z والمنطقة h والخط M. في قسيم عضلي متعاقد ، تنخفض المنطقة H مقارنة بالقسيم العضلي المريح لأن ألياف الأكتين (اللولب المزدوج الأصفر المخضر) تتحرك نحو الخط M.

Crossbridge ركوب الدراجات

Crossbridge ركوب الدراجات هي سلسلة من الأحداث الجزيئية التي تكمن وراء نظرية الخيوط المنزلقة. هناك العديد من الإسقاطات من خيوط الميوسين السميكة ، كل منها يتكون من رأسين من الميوسين (يمكنك رؤية الإسقاطات والرؤوس في الأشكال ( فهرس الصفحة <5> ) و ( فهرس الصفحة <3> )). يحتوي كل رأس ميوسين على مواقع ربط لـ ATP (أو منتجات التحلل المائي ATP: ADP و Pأنا) والأكتين. تحتوي خيوط الأكتين الرقيقة أيضًا على مواقع ربط لرؤوس الميوسين وتشكيل الجسر المتقاطع من مدشا عندما يرتبط رأس الميوسين بخيوط أكتين.

تظهر عملية التدوير عبر الجسور في الشكل ( PageIndex <6> ). تبدأ دورة الجسر المتقاطع عندما يرتبط رأس الميوسين بخيوط الأكتين. ADP و Pأنا ترتبط أيضًا برأس الميوسين في هذه المرحلة. بعد ذلك ، تحرك السكتة الدماغية خيوط الأكتين إلى الداخل نحو مركز قسيم عضلي ، مما يؤدي إلى تقصير قسيم عضلي. في نهاية شوط القوة ، ADP و Pأنا من رأس الميوسين ، تاركًا رأس الميوسين متصلًا بالخيط الرفيع حتى يرتبط ATP آخر برأس الميوسين. عندما يرتبط ATP برأس الميوسين ، فإنه يتسبب في انفصال رأس الميوسين عن خيوط الأكتين. يتم تقسيم ATP مرة أخرى إلى ADP و P.أنا ويتم استخدام الطاقة المنبعثة لتحريك رأس الميوسين إلى وضعية & quoted & quot. بمجرد الوصول إلى هذا الوضع ، يمكن أن يرتبط رأس الميوسين بخيوط الأكتين مرة أخرى ، وتبدأ دورة أخرى عبر الجسر.

الشكل ( PageIndex <6> ): Crossbridge cycling

تقرير اخبارى: علم الأحياء البشري في الأخبار

غالبًا ما يكون البحث الأساسي المثير للاهتمام والمفعم بالأمل حول تقلص العضلات في الأخبار لأن تقلصات العضلات تشارك في العديد من عمليات واضطرابات الجسم المختلفة ، بما في ذلك قصور القلب والسكتة الدماغية.


شكوى DMCA

إذا كنت تعتقد أن المحتوى المتاح عن طريق موقع الويب (كما هو محدد في شروط الخدمة الخاصة بنا) ينتهك واحدًا أو أكثر من حقوق الطبع والنشر الخاصة بك ، فيرجى إخطارنا من خلال تقديم إشعار كتابي ("إشعار الانتهاك") يحتوي على المعلومات الموضحة أدناه إلى الوكيل المذكور أدناه. إذا اتخذ Varsity Tutors إجراءً ردًا على إشعار الانتهاك ، فسيحاول بحسن نية الاتصال بالطرف الذي جعل هذا المحتوى متاحًا عن طريق عنوان البريد الإلكتروني الأحدث ، إن وجد ، الذي قدمه هذا الطرف لمعلمي Varsity.

قد تتم إعادة توجيه إشعار الانتهاك الخاص بك إلى الطرف الذي جعل المحتوى متاحًا أو إلى جهات خارجية مثل ChillingEffects.org.

يرجى العلم أنك ستكون مسؤولاً عن التعويضات (بما في ذلك التكاليف وأتعاب المحاماة) إذا لم تُثبت بالدليل المادي أن منتجًا أو نشاطًا ما ينتهك حقوق الطبع والنشر الخاصة بك. وبالتالي ، إذا لم تكن متأكدًا من أن المحتوى الموجود على الموقع أو المرتبط به ينتهك حقوق الطبع والنشر الخاصة بك ، فيجب أن تفكر أولاً في الاتصال بمحامٍ.

الرجاء اتباع هذه الخطوات لتقديم إشعار:

يجب عليك تضمين ما يلي:

توقيع مادي أو إلكتروني لمالك حقوق الطبع والنشر أو شخص مخول بالتصرف نيابة عنه تعريف بحقوق النشر المزعوم انتهاكها وصفًا لطبيعة وموقع المحتوى الذي تدعي أنه ينتهك حقوق الطبع والنشر الخاصة بك ، بما يكفي التفاصيل للسماح للمدرسين المختلفين بالعثور على هذا المحتوى وتحديده بشكل إيجابي ، على سبيل المثال ، نطلب رابطًا إلى السؤال المحدد (وليس فقط اسم السؤال) الذي يحتوي على المحتوى ووصف أي جزء معين من السؤال - صورة ، أو الرابط والنص وما إلى ذلك - تشير شكواك إلى اسمك وعنوانك ورقم هاتفك وعنوان بريدك الإلكتروني وبيان من جانبك: (أ) تعتقد بحسن نية أن استخدام المحتوى الذي تدعي أنه ينتهك حقوق الطبع والنشر الخاصة بك هو غير مصرح به بموجب القانون ، أو من قبل مالك حقوق الطبع والنشر أو وكيل المالك (ب) أن جميع المعلومات الواردة في إشعار الانتهاك الخاص بك دقيقة ، و (ج) تحت طائلة عقوبة الحنث باليمين ، أنك إما مالك حقوق الطبع والنشر أو شخص مخول بالتصرف نيابة عنه.

أرسل شكواك إلى وكيلنا المعين على:

تشارلز كوهن فارسيتي توتورز ذ م م
101 طريق هانلي ، جناح 300
سانت لويس ، مو 63105


تغيرات استثارة في ألياف العضلات والهيكل العظمي أثناء النشاط & # 038 أسباب التعب العضلي

يقلل إجهاد العضلات من قدرة عضلاتك على الأداء بمرور الوقت ، ويمكن أن يحدث في أي مكان في الجسم ، وهو مرتبط بحالة الإرهاق ، وغالبًا ما يتبع نشاطًا شاقًا أو تمرينًا ، إذا كنت تعاني من التعب ، فإن القوة الكامنة وراء حركات عضلاتك تنخفض ، مما يسبب لك ليشعر بالضعف. التمرين هو سبب شائع للإجهاد العضلي ، ويمكن أن يكون هذا العرض نتيجة لحالات صحية أخرى أيضًا.

تغيرات استثارة في ألياف العضلات والهيكل العظمي أثناء النشاط

بشكل عام ، تغيرات استثارة الألياف العضلية الهيكلية هي نفسها الموجودة في الألياف العصبية.

التغيرات الميكانيكية في ألياف العضلات والهيكل العظمي أثناء النشاط

فيما يتعلق بالعضلة ، فإن الاستجابة الكهربائية تليها الاستجابة الميكانيكية (تقلص العضلات). (الأساس الجزيئي للتقلص العضلي).

نظرية الخيوط المنزلقة (الأساس الجزيئي للتقلص العضلي)

يحدث تقصير العضلات أو تقلصها عن طريق تحريك الخيوط الرقيقة لللييفات العضلية فوق الشعيرة السميكة. أثناء الراحة ، أي استرخاء العضلات ، يرتبط Troponin T بإحكام بتروبوميوسين مكونًا مركب تروبونين تروبوميوسين. يغطي هذا المركب الربط لرؤوس الميوسين على خيوط الأكتين ، لذلك يتم منع الانكماش.

بمجرد دمج التروبونين C مع أيونات الكالسيوم ، يختفي تأثير مركب تروبونين-تروبوميوسين ، ويتحرك التروبوميوسين بشكل جانبي مما يؤدي إلى الكشف عن مواقع الربط لرؤوس الميوسين على خيوط الأكتين ، وتبدأ عملية الانكماش.

ترتبط رؤوس الميوسين بالأكتين بزاوية قائمة ، ثم يتم تدوير رؤوس الميوسين متبوعًا بالفصل وإعادة التوصيل بموقع الارتباط التالي. الطاقة لتقلص العضلات مشتق من انهيار ATP. تحتوي رؤوس جزيئات الميوسين على نشاط ATPase.

اقتران الإثارة، تقلص

آلية اقتران الانكماش والإثارة

آلية اقتران الإثارة والتقلص هي العملية التي يبدأ بها جهد الفعل تقلص العضلات. يتضمن الخطوات التالية:

  1. تحفيز العصب الحركي النخاعي الذي يزود العضلات الهيكلية مما يؤدي إلى جيل من جهد الفعل ، والذي ينتشر على طول جانبي الغشاء العضلي الغيني.
  2. ينتشر جهد الفعل إلى عمق اللييفات العضلية عبر النظام الأنبوبي T (الممتد من الغشاء العضلي الليفي).
  3. إطلاق أيونات الكالسيوم من الأكياس الجانبية للشبكة الساركوبلازمية وانتشارها إلى الخيوط السميكة والرقيقة.
  4. يكشف ارتباط Ca ++ بالتروبونين C عن مواقع ارتباط الميوسين على خيوط الأكتين. هذا بسبب تثبيط مركب تروبونين تروبوميوسين والحركة الجانبية لتروبوميوسين. يتم تقسيم ATP لتزويد الطاقة اللازمة لتقلص العضلات.
  5. انزلاق الخيوط الرفيعة فوق الخيوط السميكة ، بسبب تكوين روابط متقاطعة بين الميوسين والأكتين ، مما يؤدي إلى تقلص العضلات.
  6. يتم الحصول على المزيد والمزيد من التقصير عن طريق الفصل ، والتصويب (العودة إلى الزاوية اليمنى) ، وإعادة الاتصال ، وتدوير رؤوس الميوسين إلى مواقع الربط على خيوط الأكتين.
  7. امتصاص نشط للكالسيوم بواسطة الشبكة الساركوبلازمية ليتم تخزينه من أجل إمكانية الفعل التالية. يتم الحصول على الطاقة اللازمة من انهيار ATP ، لذلك يتم استخدام ATP في تقلص العضلات والاسترخاء.
  8. بمجرد أن يتم امتصاص الكالسيوم من خلال الشبكة الساركوبلازمية ، يتوقف التفاعل بين الميوسين والأكتين ، ويحدث ارتخاء العضلات.

أنواع الانقباض العضلي

هناك نوعان من انقباض العضلات:

1- انكماش متساوي التوتر

يحدث التقلص متساوي التوتر عندما تنقبض العضلة مقابل حمل خفيف أو متوسط ​​، ويؤدي هذا الانقباض إلى تقصير العضلات وحركة الحمل. يتم تحويل ربع طاقة الانكماش إلى عمل مفيد ، ويتم تبديد الـ 75٪ المتبقية كحرارة في الغلاف الجوي.

العمل الذي تقوم به العضلة = الوزن (بالكيلو جرام) × الارتفاع أو المسافة التي يتحركها الوزن (م) = كجم / م.

إذا كان الوزن أو الارتفاع صفرًا ، فلا يتم القيام بأي عمل.

2- انكماش متساوي القياس

يحدث هذا النوع من الانقباض عندما تنقبض العضلة مقابل حمل ثقيل. لا تقصر العضلة طولها يبقى كما هو (متساوي القياس) ، والحمل لا يتحرك ، وبالتالي لا تؤدي العضلة أي عمل. يزداد التوتر في العضلات كثيرًا أثناء الانقباض. يلاحظ تقلص متساوي القياس عندما تنقبض العضلات لتحريك وزن ثقيل جدًا بحيث لا يمكن تحريكه. سيتم تحويل كل الطاقة إلى حرارة.

التعب العضلي

هذا انخفاض مؤقت في القدرة على العمل لعضلات الهيكل العظمي بعد الانقباض المطول أو القوي ، إجهاد العضلات هو آلية الدفاع التي تحمي العضلات من الوصول إلى النقطة التي لم تعد قادرة على إنتاج ATP.


ما هو مرض التيتانوس العضلي وما آلية عمله؟

عندما يتم تسليم العديد من المحفزات في تتابع سريع لإنتاج تجميع التشنجات ، فإن العضلة تصبح كزازة ، أي تظل متقلصة ولا تسترخي. إذا كانت المنبهات متباعدة بشكل كافٍ ، فإن القمم الفردية تندمج لإنتاج كزاز كامل ويصل الانكماش إلى هضبة شبه مثالية. إذا كانت قمم التشنجات الفردية يمكن تمييزها ، فهذا يشير إلى وجود ارتخاء قصير بين القمم ، ويقال إن الكزاز غير مكتمل.

التوتر الكزازي يبلغ حوالي 4 أضعاف توتر النشل. هناك نوعان من النظريات لهذا التوتر العالي المتولد أثناء الإصابة بالكزاز العضلي:

(1) تفترض إحدى النظريات أنه خلال نفض واحد ، فإن كمية Ca 2+ التي يتم إطلاقها في الساركوبلازم لا تكفي لإنتاج توتر كزازي. عندما يتم تحفيز العضلات في تتابع سريع ، يخرج Ca 2+ إلى الساركوبلازم مع كل منبه ويوجد تراكم تدريجي لـ Ca 2+ في الساركوبلازم. يتم الوصول إلى التوتر الكزاز عندما تصل مستويات Ca 2+ إلى الحد الأقصى. تظهر الدراسات التي أجريت على بروتين aequorin الحساس للكالسيوم 2+ أن الساركوبلازم Ca 2+ يزيد في التحفيز في تتابع سريع ،

(2) هناك تجارب تشير إلى أنه حتى أثناء نفض واحد ، يتم إطلاق ما يكفي من الكالسيوم 2+ في الساركوبلازم لإحداث تقصير كامل في ساركوميراته. ومع ذلك ، يبدأ Ca 2+ في العودة إلى الشبكة الساركوبلازمية قبل أن يتمكن توتر العضلات من الارتفاع إلى مستويات الكزاز. أثناء الكزاز ، يوجد Ca 2+ بشكل مستمر في الساركوبلازم وتحصل العضلات على الوقت الكافي للوصول إلى التوتر الكزازي. يبدو أن الارتفاع التراكمي في الساركوبلازم Ca 2+ مهم فقط في الألياف البطيئة حيث يكون تدفق Ca 2+ بطيئًا. في الألياف سريعة الارتعاش ، قد يكون عامل الوقت أكثر أهمية.


أساسيات تدريب القوة

تقلصات سريعة الإصدار

تجمع هذه الطريقة بين الانقباضات متساوية القياس والتقلصات متحدة المركز. في بداية التمرين ، هناك تقلص متساوي القياس من 3 إلى 5 ثوانٍ لزيادة توتر العضلات عند زاوية مفصلية معينة تنقبض العناصر المقلصة وتطيل العناصر المرنة ، وبالتالي أثناء الانقباض تنقبض العضلات بسرعة عالية. يتم تجنيد العديد من الوحدات الحركية بهذه الطريقة ، وبالتالي فإن هذا النوع من التمارين يحسن التنسيق العصبي العضلي. الألياف السريعة منهكة ، لذا فإن هذا النوع من التمارين يفضل التكرار المنخفض والراحة الكافية بين المجموعات. لتنفيذ هذه التمارين ، يحتاج المرء إلى شريك تدريب أو آلة خاصة ، حيث يجب تنفيذ تقلصات متساوية القياس بأقصى كثافة أو بالقرب منها. وبالتالي ، فمن المستحسن للرياضيين المحترفين.


4.4 الأنسجة العضلية والحركة

تتميز الأنسجة العضلية بخصائص تسمح بالحركة. خلايا العضلات سريعة الانفعال فهي تستجيب لمنبه. إنها مقلصة ، مما يعني أنها يمكن أن تقصر وتولد قوة سحب. عندما تعلق بين جسمين متحركين ، بمعنى آخر ، العظام ، تتسبب تقلصات العضلات في تحريك العظام. بعض حركات العضلات طوعية ، مما يعني أنها تحت السيطرة الواعية. على سبيل المثال ، يقرر الشخص فتح كتاب وقراءة فصل عن علم التشريح. الحركات الأخرى لا إرادية ، بمعنى أنها ليست تحت السيطرة الواعية ، مثل تقلص حدقة عينك في الضوء الساطع. يتم تصنيف أنسجة العضلات إلى ثلاثة أنواع وفقًا للهيكل والوظيفة: الهيكل العظمي والقلب والملساء (الجدول 4.2).

منديل علم الانسجة وظيفة موقع
الهيكل العظمي ألياف أسطوانية طويلة ، مخططة ، العديد من النوى الموجودة في المحيط الحركة الإرادية تنتج الحرارة وتحمي الأعضاء متصل بالعظام وحول مداخل الجسم (مثل الفم والشرج)
عضلات قلبية نواة مركزية قصيرة ، متفرعة ، مخططة ، مفردة عقود ضخ الدم قلب
ناعم قصيرة ، على شكل مغزل ، لا يوجد خط واضح ، نواة واحدة في كل ليف الحركة اللاإرادية ، تحريك الطعام ، التحكم اللاإرادي في التنفس ، تحريك الإفرازات ، تنظيم تدفق الدم في الشرايين عن طريق الانقباض جدران الأعضاء والممرات الرئيسية

ترتبط عضلات الهيكل العظمي بالعظام ويؤدي تقلصها إلى إمكانية الحركة وتعبيرات الوجه والوضعية والحركات الإرادية الأخرى للجسم. يتكون 40٪ من كتلة جسمك من عضلات هيكلية. تولد عضلات الهيكل العظمي الحرارة كمنتج ثانوي لتقلصها وبالتالي تشارك في التوازن الحراري. الارتعاش هو تقلص لا إرادي لعضلات الهيكل العظمي استجابة لانخفاض درجة حرارة الجسم عن الطبيعي. تتطور الخلية العضلية ، أو الخلية العضلية ، من الخلايا العضلية المشتقة من الأديم المتوسط. تظل الخلايا العضلية وأعدادها ثابتة نسبيًا طوال الحياة. يتم ترتيب أنسجة العضلات الهيكلية في حزم محاطة بالنسيج الضام. تحت المجهر الضوئي ، تظهر خلايا العضلات مخططة بالعديد من النوى مضغوطة على طول الأغشية. يرجع هذا التمزق إلى التناوب المنتظم للبروتينات المقلصة الأكتين والميوسين ، جنبًا إلى جنب مع البروتينات الهيكلية التي تربط البروتينات المقلصة بالأنسجة الضامة. تكون الخلايا متعددة النوى نتيجة اندماج العديد من الخلايا العضلية التي تندمج لتكوين كل ألياف عضلية طويلة.

تشكل عضلة القلب جدران مقلصة للقلب. تظهر خلايا عضلة القلب ، المعروفة باسم خلايا عضلة القلب ، مخططة أيضًا تحت المجهر. على عكس ألياف العضلات والهيكل العظمي ، فإن خلايا عضلة القلب هي خلايا مفردة عادةً بنواة واحدة مركزية. السمة الرئيسية لخلايا عضلة القلب هي أنها تنقبض على إيقاعاتها الذاتية دون أي تحفيز خارجي. ترتبط الخلايا العضلية القلبية ببعضها البعض من خلال تقاطعات خلوية متخصصة تسمى الأقراص المقحمة. تحتوي الأقراص المقحمة على كل من تقاطعات التثبيت وتقاطعات الفجوة. تشكل الخلايا المرتبطة أليافًا عضلية قلبية طويلة ومتفرعة ، وهي في الأساس عبارة عن مخلوط ميكانيكي وكهروكيميائي يسمح للخلايا بمزامنة أفعالها. تضخ عضلة القلب الدم عبر الجسم وتحت السيطرة اللاإرادية. تربط الوصلات المرفقة الخلايا المجاورة معًا عبر تغيرات الضغط الديناميكي لدورة القلب.

تقلص الأنسجة العضلية الملساء مسؤول عن الحركات اللاإرادية في الأعضاء الداخلية. إنه يشكل المكون المقلص للجهاز الهضمي والبولي والتناسلي بالإضافة إلى المسالك الهوائية والشرايين. كل خلية على شكل مغزل مع نواة واحدة ولا توجد خطوط مرئية (الشكل 4.18).

رابط تفاعلي

شاهد هذا الفيديو لمعرفة المزيد عن الأنسجة العضلية. بالنظر من خلال المجهر ، كيف يمكنك التمييز بين أنسجة العضلات والهيكل العظمي والعضلات الملساء؟


تمسخ الميوسين والأكتين

➤ الميوسين: 104-122 درجة فهرنهايت

يلعب الأكتين والميوسين دورًا رئيسيًا في التغييرات التي تحدث في اللحوم أثناء طهيها. يبدأ الميوسين في التراجع 104 درجة فهرنهايت (40 درجة مئوية) مع حدوث تغيير لافت للنظر عند 122 درجة فهرنهايت (50 درجة مئوية). الميوسين هو الخيوط السميكة المسؤولة عن تقصير طول القسيم العضلي بشكل فعال حيث أنه يسحب خيوط الأكتين من بعضها. عندما يفسد الميوسين فإنه يتقلص في قسيم عضلي قطر الدائرة. هذا التمسخ يغير قوام اللحوم # 8217s من النيئة إلى المطبوخة بشكل لطيف ولا تزال طرية.

➤ الأكتين: 150-163 درجة فهرنهايت

الأكتين يغير خصائصه في نطاق درجات حرارة أعلى ، وهذا التفاعل هو المسؤول الأول عن تقوية ألياف اللحوم وفقدان الرطوبة في اللحوم المطبوخة. إنها تفسد في نطاق 150-163 درجة فهرنهايت (66-73 درجة مئوية). عند هذه النقطة تصبح ألياف البروتين شديدة الصلابة ، ويقصر طولها ، وتزداد كمية السائل المطرود بشكل كبير. يصبح لحمك قاسيًا وجافًا عند طهيه في درجات الحرارة المرتفعة هذه. تدعم هذه البيانات بدقة أبحاث Kenji & # 8217s حول مقدار فقد الرطوبة في لحم البقر المطبوخ. في 150 درجة فهرنهايت (66 درجة مئوية) يتضاعف فقدان الرطوبة من حيث هو 120 درجة فهرنهايت (49 درجة مئوية).

حدد علماء الأغذية من خلال البحث التجريبي (& # 8220 أعمال المضغ الإجمالية & # 8221 و & # 8220 تفضيل الملمس الإجمالي & # 8221 المصطلحات المفضلة لدي) أن الملمس الأمثل للحوم المطبوخة يحدث عند طهيها 140-153 درجة فهرنهايت/ 60-67 درجة فهرنهايت ، النطاق الذي يتغير فيه طبيعة الميوسين والكولاجين ولكن الأكتين سيبقى في شكله الأصلي. -الطبخ للمهوسين، جيف بوتر

انظر الفرق!

في الصورة أدناه ، يمكنك أن ترى ماديًا كيف يتغير اللحم مع ارتفاع درجة الحرارة. يتغير لون اللحم وملمسه ويتقلص بشكل واضح ويفقد الرطوبة. باستخدام شرائح اللحم من نيويورك ، قمنا بتقطيعها إلى قطع متساوية الحجم وطهيها على درجات الحرارة الدقيقة الموضحة باستخدام حمام مائي سوس. التغييرات في قطر ألياف اللحوم مرئية في وقت مبكر 115-120 درجة فهرنهايت (46-49 درجة مئوية).

الآن افهم ما يحدث للحوم أثناء طهيها ، انظر إلى الرسم البياني لدرجات حرارة نضج اللحم أدناه وانظر أين يكمن ذوقك الشخصي. من المحتمل أن تكون شريحة اللحم الخاصة بك مطبوخة لدرجة حرارة سمحت للميوسين بالتدهور ، والدهون تتشكل ، ولكن قبل أن يبدأ الأكتين في التلاشي.

الميوسين المشوه = الأكتين اللذيذ المشوه = مقزز. اللحوم الجافة والمطبوخة أكثر من اللازم ليست صعبة بسبب نقص الماء داخل اللحم ، فهي قاسية لأنه على المستوى المجهري ، فإن بروتينات الأكتين قد تغيرت خصائصها وضغطت السوائل في ألياف العضلات. -الطبخ للمهوسين، جيف بوتر

راحة اللحوم لعكس فقدان الرطوبة جزئيًا

إن تمسخ البروتين المسؤول عن جعل اللحم يصبح صلبًا وجافًا يمكن عكسه جزئيًا. لا يمكن تغيير الأكتين المحوَّل الصفات ، ولكن يمكن أن تسترخي خيوط الميوسين إلى حد ما. هذا واضح عندما يستريح اللحم. البروتين المتخثر قادر على إعادة امتصاص بعض الرطوبة المفقودة.

هذه المعرفة هي حقًا سر تحضير اللحم المطبوخ بشكل مثالي في كل مرة. تتيح لك القدرة على تتبع درجات الحرارة الداخلية بدقة معرفة ما يحدث بالضبط داخل اللحم أثناء طهيه. إن الإفراط في طهي اللحوم بدرجات قليلة يمكن أن يعني حقًا الفرق بين شريحة لحم طرية وتلك التي أصبحت قاسية بشكل لا رجعة فيه. اطبخ بثقة!


شاهد الفيديو: الالياف العضليه الحمراء بطيئه الانقباض والبيضاء سريعه الانقباض (أغسطس 2022).