فسيولوجيا الانقباض العضلى

الانقباض العضلى
يعتبر الانقباض الوظيفة الاساسية للعضلة وهو المسئول عن القوة الناتجة عنها وبدرجاتها المختلفة بداية من المستوى النغمة العضلية حتى درجة القوة القصوى. النغمة العضلية هى درجة الانقباض الجزئى المستمر وغير المرئى بعضلات الجسم.
ويسيطر الجهاز العصبى ويتحكم فى درجة الانقباض العضلى حيث يرتبط مستوى القوة الناتجة بمدى قدرة الجهاز العصبى على تعبئة اكبر قدر ممكن من الالياف العضلية للمشاركة فى الانقباض العضلى , وقبل ان نتناول موضوع الانقباض العضلى يجدر بنا ان نشير بايجاز الى تركيب الخلية الحية وتركيب العضلة الهيكلية التى هى محور موضوع الانقباض العضلى.
تركيب الخلايا والعضلات الهيكلية :
تتكون العضلة الهيكلية من عدة حزم من الالياف العضلية , تاخذ كل ليفة منها شكل اسطوانيا , ويتراوح طولها من عدة ملليمترات الى عدة سنتيمترات , بينما يتراوح قطرها من 10 الى 100 ميكروميتر والميكرون = 1على 1000من المللميتر, ويحيط بالليفة العضلية غشاء خارجى يسمى ساركوليما يفصل بين محتويات الليفة وسائل ما بين الخلايا , كما تحتوى الليفة العضلية على سائل الساركوبلازم الذى يلأ فراغ الليفة من الداخل وتتعلق وتسبح فية المكونات الاخرى الاصغر تكوينا والتى تسمى عضيات الخلية التى من اهمها :
1-النواة :
وهى ابرز مكونات الخلية وتقع غالبا فى منتصف الخلية , والنواة هى مركز نشاط الخلية ومركز انقسامها , كما انها تحمل وتنقل الصفات الوراثية من جيل الى جيل.
2-الشبكة الاندوبلازمية :
عبارة عن مجموعة من القنينات الدقيقة جدا تحيط بها اغشية مكونة من البروتين والدهون واهم وظائف الشبكة الاندوبلازمية هو توصيل المواد عبر عضيات الخلية المنتشرة فى الساركوبلازم من جهة ومن النواة الى خارج
الخلية والعكس من جهة اخرى.
3-اجسام جولجى :
سميت بذالك الاسم نسبة الى مكتشفها العالم الايطالى camillo golgi 1898م وتظهر اجسام جولجى على شكل حويصلات مضغوطة من وسطها , وتتصل بعضها ببعض بواسطة خيوط تسمى الخيوط الشبكية , واهم وظائفها تكوين الانزيماتوالهرمونات.
4-الميتوكوندريا :
احد عضيات الخلية التى ليس لها شكل ثابت , وذلك يشير الى ان شكلها قد يتغير حسب الحالة الفسيولوجية للخلية , وتحتوى الميتوكوندريا على مواد الطاقة اللازمة للخلية كالمواد الزلالية الذائبة والجليكوجينية والمواد الدهنية والفوسفورية وغيرها لذا يطلق مخازن الطاقة .
5-الريبوزمات :
وهى حبيبات دقيقة كروية الشكل لا ترى الا تحت الميكروسكوب الاكترونى وتوجد معلقة بالشبكة الاندوبلازمية او معلقة حرة فى الساركوبلازم , ولها اهمية كبيرة فى بناء وتكوين البروتينات بالخلية .
6-السينتريولات (الاجسام المركزية) :
هى اقسام سيتوبلازمية اسطوانية الشكل توجد بالقرب من النواة ولها علاقة مباشرة بانقسام الخلية وفصل مجموعتى صبغيات الخلية .
7-الفجوات الخلوية :
هى عبارة عن فجوات صغيرة الحجم تحتوى على العصير الخلوى الذى يتركب من الاملاح المعدنية والمواد السكرية وبعض الاحماض العضوية ومواد دهنية ومواد بروتينية ذائبة ومواد صبغية , ولهذا فان الفجوات الخلوية يمكن اعتبارها مخازن مؤقتة لتجمع نفايات الخلية .
والليفة العضلية عبارة عن مجموعة من اللويفات وتشتمل اللويفة على مجموعة من الفتائل الصغيرة تسمى "ميوفيلامنتس" وهذه الفتائل نوعان : احدهما سميك معتم ويسمى فتائل "المايوسين" والنوع الاخر رفيع مضئ ويسمى فتائل "الاكتين" ونبعا لتقسيم هذه الفتائل تنقسم العضلة الى مناطق معتمة ومناطق مضيئة على التوالى ولذا فإنها تسمى بالعضلات المخططة , ويمكن تلخيص تركيب العضلة الهيكلية فيما يلى :
1-اللويفة العضلية وتتكون من مجموعى فتائل الاكتين والمايوسين.
2-مجموعة من اللويفات العضلية تكون ليفة.
3-مجموعة من الالياف تكون حزمة عضلية.
4-مجموعة من الحزم العضلية تكون العضلة.
انواع الالياف العضلية :
تتشابة الالياف العضلية فى خصائصها البنائية او التكوينية , ولكنها تختلف فى خصائصها الوظيفية من حيث الكفاءة الهوائية واللاهوائية وعدد اجسام الميتوكوندريا وعدد الشعيرات الدموية , ةكذلك من حيث قوة الانقباض وكفاءة انتاج الطاقة ودرجة مقاومة التعب .
وقد قام العلماء بتقسيم الالياف العضلية من حيث اللون الى نوعين هما : الالياف البيضاء والالياف الحمراء , وقام البعض الاخر بتقسيمها الى نوعين اخرى هما الالياف السريعة والالياف البطيئة , اما فى الوقت الحالى فان الالياف العضلية تنقسم الى ثلاثة انواع هى :
1-الياف بطيئة مؤكسدة(حمراء)
2-الياف سريعة مؤكسدة(حمراء)
3-الياف سريعة (بيضاء)
وتختلف الانواع الثلاثة فى وظائفها , حيث تتميز الياف النوع الاول بزيادة القدرة على العمل لفترة طويلة اعتمادا على الاكسجين غير انها بطيئة الانقباض , بينما تتميز الياف النوعين الثانى والثالث بقوة وسرعة الانقباض العضلى غير انها سريعة التعب .
وتحتوى العضلة على مجموعات مختلفة من هذة الانواع الثلاثة , وقد يغلب احد هذه الانواع فى تركيب بنيان الجسم لشخص ما فيتميز ادؤه البدنى بالصفة التى تكون عليها طبيعة هذه الالياف.
مراحل الانقباض العضلى :
تحدث عملية الانقباض العضلى تبعا للنظرية الانزلاقية التى قدمها "هوكسلى وهانسون" 1954م
حيث تنزلق فتائل الاكتين لتتقارب مع بعضها البعض خلال المسافات البينية الاجزاء فتائل المايوسين تسمى "الجسور المتقاطعة" حيث تتصل بفتائل الاكتين وتكون متجهة للخارج , وعند تحرر الطاقة الكيمائية لتتحول الى طاقة حررية وميكانيكية تتحرك هذه الجسور المتقاطعة الى الداخل فى اتجاه المايوسين وتجذب معها فتائل الاكتين المتشابكة بها , ويتم الانقباض العضلى وفقا لسلسة من المتغيرات التى يمكن ان تتخلص فيما يلى :
1-التغيرات العصبية :
وتتمثل فى وصول اشاراة عصبية صادرة من الجهاز العصبى لاستشارة الالياف العضلية لاداء الانقباض .
2-التغيرات الكهربائية :
وتتمثل فى انعكاس او زوال الاستقطاب اى انعكاس فرق الجهد الكهربائى لجدار الخلية العضلية بما يعادل 110ملليفولت من ( 80 ملليفولت فرق الراحة الى + 30ملليفولت عند الاستشارة ) ويسمى ذلك فرق جهد ويظهر الكالسيوم من شبكة الساركوبلازم .
3-التغيرات الكيمائية :
ويعبر عنها افراز مادة" الاستل كولين من النهايات العصبية عند وصول الاشارة العصبية اليها.
4-التغيرات الحرارية :
وهى التى تنتج عن فعالية الكالسيوم Ka++ فى ايقال نشاط التروبونينTro-ponin"وهو انزيم يساعد على تثبيط انتشار ثلاثى ادينوسين الفوسفات بالعضلة" وبتالى تحرر انزيم ثلاثى ادينوسين الفوسفاتATPas وانشار ثلاثى فوسفات الادينوسين الى ثنائى ادينوسين الفوسفات + فوسفات + طاقة .
5-التغيرات الميكانيكية :
وتتمثل فلنظرية الانزلاقية وعملية تدخل الاكتين والمايوسين وبالتالى حدوث الانقباض العضلى .
الوحدة الحركية :
الوحدة الحركية هى الجزء الذى يمثل الجهاز العصبى على الجهاز العصبى ويعتبر الوحدة الاساسية للجهاز العضلى , وهى تتكون من خلية عصبية حركية تتصل بالعضلة عن طريق محورها والافرع العصبية المتفرعة منه داخل العضلة ليتصل كل فرع بليفة عضلية , وتختلف الوحدات الحركية من الناحية الوظيفية والبنائية , ومن حيث عدد اليافها العضلية , وتنقبض الوحدة الحركية بكامل اليافها دفعة واحدة وتسترخى ايضا فى وقت واحد تبعا لقانون " الكل او العدم " ويزيد الانقباض العضلى قوة كلما اشترك فى انتاج عدد اكبر من الوحدات الحركية .
اعضاء الحس بالعضلة :
لا تقتصر علاقة الجهاز العصبى بالعضلة على مجرد الاعصاب الحركية الامرة لها بالانقباض من خلال الوحدة الحركية , بل انة يتلقى معلومات عن طبيعة الانقباض العضلى من حيث مقدرتة وسرعتة وزوايا العمل على المفاصل الجسم المختلفة , ويتلقى الجهاز العصبى هذه المعلومات عن طريق نوع من المستقبلات الحسية يعرف بالاعصاب الانتهائية الحسية التى تستقبل الاحساسات من العضلات والاوتار والمفاصل وترسلها الى النخاع الشوكى , وتحتوى العضلة على نوعين من هذه المستقبلات هما :
المغازل العضلية واعضاء جولجى الوترية حيث ينتشران فى شكل متواز مع الالياف العضلة , ويتم استشارة هذة الاعضاء الحسية عن طريق الشد , ويظهر ذلك عند رفع ثقل من على الارض فان بداية الرفعة تكون بحدوث مط فى العضلة نتيجة مواجهة الثقل وبناء على درجة القوة المطلوبة , كما تباشر نفس الدور اعضاء جولجى الوترية بالاوتار , وقد تقوم مثل هذه الاعضاء الحسية بكف العمل العضلى اذا كانت هناك خطورة على العضلة من جانب زيادة درجة المقاومة الواقعة عليها .
انواع واشكال الانقباض العضلى :
1- الانقباض المركزى :
هو احد انواع الاتقباض الايزوتونى , وفية تنقبض العضلة بتقصير طول الالياف فى اتجاه مركزها , وينتج عن هذا الانقباض تحريك المفاصل.
2- الانقباض اللامركزى :
وفية تنقبض العضلة على عكس الانقباض السابق اى فى عكس التجاه مركزها وهى تطول , وبذلك تؤدى حركة ايقاف لدفع المقاومة , مثلما يحدث عند مقاومة ثقل الجسم بواسطة العضلات المثبتة للذراعين فى حركة النزول من الشد على العضلة , او كما يحدث عند مقاومة عضلات الرجلين لثقل الجسم اثناء ثنى الركبتين .
3-الانقباض المشابة للحركة (ايزوكلينتيك) :
وهو انقباض عضلى يتم على المدى الكامل و بسرعة ثابتة , وياخذ الشكل الطبيعى لاداء الحركات الفنية التخصصية مثل حركات الشد فى السباحة او التجديف .
4- الانقباض البليو مترك :
وهو عبارة عن انقباض متحرك غير انة يتكون من عمليتين فى اتجاهين مختلفين , حيث يبدا الانقباض بحدوث مطاطية سريعة للعضلة كاستجابة لتحميل متحرك مما يودى فى بداية الامر الى حدوث شد على العضلة مما ينبة اعضاء الحس فيها , فتقوم بعمل رد فعل انعكاسي يحدث انقباضا عضليا سريعا يتم بطريقة تلقائية , ويحدث ذلك عند اداء الكثير من المهارات الرياضية كاداء حركة الوثب لاعلى التى يقوم بها لاعبو حائط الصد فى كرة الطائرة , كما نجد ذلك متمثلا فى جميع حركات الارتقاء التى تسبق مهارات الةثب بانواعة المختلفة , والحركات التمهدية التى تسبق مهارات الرمى وركل الكرة .
5- الانقباض الايزومترى :
وهو الانقباض العضلى الثابت الذى فية ينتج توتر بالعضلة الا انه لا يحدث تغير فى طولها ولا فية اى نوع من الحركة , ويستخدم هذا النوع من الانقباض فى عمليات تثبيت الحركة كدفع جدار حائط او الثبات فى وضع معين لحركات الجمباز او عند الشد على جهاز الدينامومتر , وكذلك عندما يقوم شخص بحركة شد اليدين بعضهما البعض .