آلية التقلص العضلي - فضاء علوم الحياة و الأرض

آلية التقلص العضلي

بعد الملاحظة المجهرية لليف عضلي في حالة راحة و في حالة تقلص، يتضح أن هناك تغييرات يتعرض لها الساركومير المُشَكِّل للييف العضلي. تمثل الوثيقة أسفله المظهر الميكانيكي لساركومير قبل و بعد التقلص.

المظهر الميكانيكي للتقلص العضلي على مستوى الساركومير

بعد التقلص العضلي، يلاحظ نقصان طول الساركومير (تقارب حزي Z)، كذلك يتضح أن المنطقة الفاتحة ينقص طولها بينما تحتفظ المنطقة الداكنة بطولها الأصلي. المنطقة H بدورها ينقص طولها و قد تختفي في بعض الأحيان.
بقاء طول المنطقة الداكنة ثابتا من جهة، و تقصير طول كل من المنطقتين الفاتحة و H، يدل على أنه ليس هناك تقصير لخييطات الأكتين و الميوزين، لكن هناك بالمقابل انزلاق الخييطات بعضها بالنسبة للبعض، مما يؤدي إلى تقصير طول الساركومير بفعل تقارب حزي Z.
  • متطلبات التقلص العضلي

قصد الكشف على متطلبات التقلص العضلي، تم عزل ألياف عضلية و ووضعها في وسط خاص. تم بعد ذلك قياس توثر الليف بعد اضافة الكالسيوم +Ca2 و الـ ATP مادتي Salyrgan و مادة مانعة (مانع).

متطلبات التقلص العضلي

  • التحليل : بوجود الـ ATP و الكالسيوم +Ca2، يزداد توثر الليف العضلي، لكن بعد اضافة كل من Salyrgan و المانع، ينخفض توثر الليف و بالتالي عدم تقلصه.
  • التفسير : انعدام تقلص الليف العضلي بعد اضافة Salyrgan ناتج عن عدم حلمأة الـ ATP بفعل هذه المادة الكابحة لهذه العملية. أما انعدام التقلص بعد اضافة المانع، فراجع إلى كبح هذه المادة لعمل الكالسيوم +Ca2.
  • استنتاج : يتبين من خلال هذه المعطيات أن كلا من الـ ATP و الكالسيوم +Ca2، ضروريان لحدوث التقلص العضلي.
  • آلية التقلص العضلي

يعتمد التقلص العضلي على تحويل الطاقة الكامنة على مستوى الـ ATP إلى طاقة ميكانيكية، تتجلى في انزلاق خييطات الأكتين على خييطات الميوزين وِفق آلية التقلص العضلي. تمر هذه الآلية عبر مراحل تلخصها الوثيقة التالية.

آلية التقلص العضلي

يتم التقلص العضلي عبر أربعة مراحل أساسية :

  • المرحلة 1 : ترتبط جزيئات الـ ATP برؤوس الميوزين، و يتم طرح الكالسيوم +Ca2 من طرف الشبكة الساركوبلازمية الداخلية و ذلك بعد وصول السيالة العصبية. خلال هذه المرحلة، يحجب التروبوميوزين مواقع ارتباط الأكتين بالميوزين.
  • المرحلة 2 : تتم حلمأة جزيئات الـ ATP على مستوى رؤوس الميوزين، فتحرر طاقة تبقى كامنة على مستوى هذه الرؤوس. من جهة أخرى، يرتبط الكالسيوم +Ca2 بجزيئات التروبونين مما يسمح بإزاحة التروبوميوزين عن مواقع ارتباط الأكتين بالميوزين.
  • المرحلة 3 : بعد أن تنكشف مواقع ارتباط الأكتين بالميوزين، يحدث الارتباط بين خييطات الأكتين و الميوزين بفعل حلمأة الـ ATP (المرحلة 2).
  • المرحلة 4 : بعد الارتباط بين خييطات الأكتين و الميوزين، تتشكل مركبات الأكتوميوزين التي تحفز رؤوس الميوزين على الدوران باستعمال الطاقة الكامنة على مستواها.
ترتبط جزيئة الـ ATP من جديد برؤوس الميوزين مسببة انفصالها عن الأكتين ثم تتم حلمأتها، وفي حالة استمرار ضخ الكالسيوم +Ca2 من طرف الشبكة الساركوبلازمية الداخلية (استمرار التنبيه)، ترتبط من جديد خييطات الميوزين بخييطات الأكتين و تدور رؤوس الميوزين، فيستمر انزلاق الخييطات، و يحدث بالتالي تقلص اللييف العضلي، ومعه تقلص العضلة.

شارك الموضوع

نبذة عن الكاتب

أستاذ الثانوي التأهيلي في مادة علوم الحياة والأرض، يزاول التدريس حاليا بالثانوية التأهيلية إبن خلدون بتيط مليل (نيابة مديونة). حاصل على الإجازة في العلوم النباتية بكلية العلوم ابن امسيك، وحاصل كذلك على الماستر المتخصص في البيوتكنولوجيا ومقاربة الجودة بذات الكلية.

باقي فقرات الفصل :

مناقشة الموضوع

62 تعليق في ”آلية التقلص العضلي“

  1. استاد من فضلك هل حلماة ATPتكون قبل تشكل قناطر الاكتوميوزين ام بعدها ؟ لانني سبق ووجدت تمرينا عند حله : حلماة ATPتتطلب تشكل قناطر الاكتوميوزين

    • سمير أيوبي
      يوم

      ما يحدث في الواقع هو أن الحلمأة تتم مباشرة بعد ارتباط الـ ATP برؤوس الميوزين و قبل ترتبط هذه الأخيرة (رؤوس الميوزين) بجزيئات الأكتين. هذا المورد الرقمي يوضح ذلك، و هو الأصح علميا : http://espacesvt.com/ress/?p=4890

    • هي عبارة عن تفاعل كيميائي يتم بين مركب كيميائي و الماء، فيؤدي إلى انكسار الرابطة الكيميائية في جزيئة الماء H2O إلى أيون الهيدروجين +H (بروتون)، وأيون الهيدروكسيل OH. وفي حالة حلمأة الـ ATP، يتم تحويلها إلى جزيئتي ADP و P مع تحرير للطاقة، وذلك بتدخل جزيئة الماء.

    • تسمى هذه الظاهرة بالتيبس الجثي، وهي ناتجة عن غياب تركيب الـ ATP بعد الموت، هذه الجزيئة هي المسؤولة عن فصل خييط الأكتين عن الميوزين خلال التقلص العضلي، وبالتالي، عند غيابها تبقى الخييطات مرتبطة، مما يجعل العضلات متقلصة بعد الموت، لكن سرعان ما ترتخي عند بداية تحلل الجثة.

  2. سلام استاد عفاك حلمأة ATPقلت انها لاترتبط بتكون قناطر الأكتميوزين ولاكن تحدث عند تحرير مواقع الإرتباط اي ارتباط الميوزين بالأكتين وهدا الإرتباط يشكل تكون قناطر مركب الأكتميوزين

    • حسب علمي فجزيئات الـ ATP تتعرض للحلمأة مباشرة بعد ارتباطها برؤوس الميوزين، وهذا ما وجدته في بعض الكتب الخاصة بعلوم الحياة. أعتقد أن هذا الموضوع لا يزال يطرح جدلا بين الأساتذة، لذا يجب الإعتماد على مصادر موثوقة للحسم فيه.

  3. أستاذ أشكرك لمساعدتنا من اجل فهم الدرس.
    لدي سؤال من فضلك عند تجديد ATP من الطرق السريعة هناك: cp+ADP = c+ATP
    cp : فوسفوكرياتين
    اي انحلال الفوسفوكرياتين
    في بعض المصادر يذكرون بدل ذلك انحلال الفوسفاجين ؟؟ هل كلاهما نفس الشيء ؟؟؟

    • عند إستمرار التهييج، سيبقى الكالسيوم مرتبطا بالتروبونين حتى يستمر التقلص العضلي، لكن مع توقف الإهاجة، سيعود إلى الشبكة الساركوبلازمية، فترتخي العضلة.

    • عبارة عن تفاعل كيميائي يتم بين مركب كيميائي و الماء، فيؤدي إلى انكسار الرابطة الكيميائية في جزيئة الماء H2O إلى أيون الهيدروجين +H (بروتون)، وأيون الهيدروكسيل -OH.

    • أستاذي العزيز من فضلك أريد مراحل آلية تقلص العضلي (الإرتباط،الإنزلاق،الإنفصال،الإرتخاء) و شكرا جزيرا

    • يتم التقلص العضلي عبر أربعة مراحل أساسية :

      المرحلة 1 : ترتبط جزيئات الـ ATP برؤوس الميوزين، و يتم طرح الكالسيوم +Ca2 من طرف الشبكة الساركوبلازمية الداخلية و ذلك بعد وصول السيالة العصبية. خلال هذه المرحلة، يحجب التروبوميوزين مواقع ارتباط الأكتين بالميوزين.
      المرحلة 2 : تتم حلمأة جزيئات الـ ATP على مستوى رؤوس الميوزين، فتحرر طاقة تبقى كامنة على مستوى هذه الرؤوس. من جهة أخرى، يرتبط الكالسيوم +Ca2 بجزيئات التروبونين مما يسمح بإزاحة التروبوميوزين عن مواقع ارتباط الأكتين بالميوزين.
      المرحلة 3 : بعد أن تنكشف مواقع ارتباط الأكتين بالميوزين، يحدث الارتباط بين خييطات الأكتين و الميوزين بفعل حلمأة الـ ATP (المرحلة 2).
      المرحلة 4 : بعد الارتباط بين خييطات الأكتين و الميوزين، تتشكل مركبات الأكتوميوزين التي تحفز رؤوس الميوزين على الدوران باستعمال الطاقة الكامنة على مستواها.

  4. اهلا استاد ربما هناك اختلاف بين ما قلته و الدرس المتوفر لدي و دلك حول الية التقلص حيت ان جزيئات الاكتين تكون مغلفة بالتروبونين و ياتي الكالسيوم ليحررها لكي تتمكن رؤوس الميوزين من تثبيتها ارجو منكم توضيحا و شكراا

  5. هل أثناء التقلص العضلي يتم تقصير طول
    الشريط الداكن والمنطقة ‏h
    الشريط الفاتح
    الشريطين الفاتح والداكن مع تبات المنطقة ‏h
    الشريطين معا والمنطقة ‏h ‎
    ‏?????!
    وشكرا جزيلا على هذا المجهود

أترك ردا