كيف تحصل العضلات على الطاقة اللازمة لانقباضها وانبساطها

العضلات

العضلات (بالإنجليزيّة: Muscles) هي نوع من الأنسجة القابلة للانقباض، وظيفتها الأساسيّة تحريك العظام والهيكل العظمي في جسم الإنسان، بالإضافة إلى وظائفها الأخرى؛ حيث تتكوّن الأجهزة المختلفة في جسم الإنسان من العضلات، لذلك لا يمكن للجسم أن يقوم بوظائفه الحيويّة لولا وجودها؛ فهي التي تمكّن الإنسان من الانتقال من مكان إلى آخر، وتساعد على تدفّق الدّم في الأوعية الدمويّة ونقله إلى أجزاء الجسم، ودون العضلات لا يمكن للإنسان أن يتنفّس، كما أنّ انقباض العضلات المكوّنة للجهاز الهضمي يساعد على مرور الطّعام في القناة الهضميّة لهضمه ودفع الفضلات المتبقية منه خارج الجسم عند التغوّط، وتساعد على التبوّل، وتحافظ على وضعيّة الجسم وثباته واستقراره، كما أنّ انقباض عضلات الرحّم يسهّل خروج الجنين من الرّحم أثناء الولادة، وللعضلات دور في تمكين الإنسان من رؤية الأشياء؛ لأنّها تساعد على تحريك محجر العين.

وتتكوّن العضلات من خلايا عضليّة أسطوانيّة الشّكل تُسمّى أليافاً عضليّةً، ويتكوّن كلّ ليف عضلي من مجموعة من اللييفات العضليّة، وهي بروتينات مرِنة تسمح للعضلة بالانقباض، وتتكوّن من نوعين من الخيوط: خيوط الأكتين الرّفيعة التي تتكوّن من بروتينات الأكتين، وخيوط الميوسين السّميكة التي تتكوّن من بروتين الميوسين، وترتبط خيوط الأكتين والميوسين بتركيب يُسمّى خط (Z) الذي يتكرر بشكل متعامد على طول الليف العضلي، ويُسمّى الجزء من الليف العضلي الذي يوجد بين خطَّي (Z) متتالين قطعةً عضليّةً. يوجد داخل الليف العضلي أيضاََ أنيبيبات مستعرضة أو أنيبيبات (T)، وهي جزء من الغشاء البلازمي للخليّة العضليّة، إلا أنّه يمتد داخل الخليّة ، وتحتوي أيضاََ على الشَّبَكة الهيولِيَّة التي تُستخدَم لتخزين أيونات الكالسيوم اللازمة لانقباض العضلة.

انقباض العضلات وانبساطها

يحدث انقباض العضلة عندما تتكوّن رابطة كيميائيّة بين الميوسين والأكتين تُعرَف باسم الجسر العرضي، ينحني بعدها الميوسين مُشكّلاََ قوة تُسمّى قوة التّجديف (بالإنجليزيّة: Power stroke)، تسحب خيوط الأكتين الرّفيعة وتتسبّب بانزلاقها بين خيوط الميوسين السّميكة، فتقصر القطعة العضليّة أي المنطقة المحصورة بين خطَّي (Z) ولذلك تقصر العضلة، بعد ذلك ينفصل الميوسين عن الأكتين ليعود للارتباط به مرة أخرى، وهكذا تتكرّر العملية، الأمر الذي يؤدي إلى انقباض العضلة وانبساطها، وتحتاج العضلة إلى مصدر للطاقة لتتمكّن من الانقباض.

مصدر الطاقة اللازمة لانقباض العضلات وانبساطها

تحتوي العضلة على مركّب أدينوسين ثلاثي الفوسفات (ATP) ، وهو المصدر المباشر للطاقة اللازمة لانقباض العضلة، ويتكوّن هذا المركّب من القاعدة النيتروجينيّة (الأدينين)، وسكّر على شكل رايبوز، وثلاث مجموعات من الفوسفات، وعند الحاجة إلى طاقة تتحطّم الرّابطة بين المجموعين الثّالثة والثّانية من الفوسفات ليتحوّل أدينوسين ثلاثي الفوسفات (ATP) إلى أدينوسين ثنائي الفوسفات (ADP)، وتتحرر الطّاقة، وعند انخفاض تركيز (ATP) في العضلة يمكن إعادة تكوينه عن طريق:

• تحطيم فوسفات الكرياتين المُخزَّن في العضلة للحصول على مجموعة فوسفات باستخدام إنزيم يُسمّى كيناز الكرياتين (بالإنجليزيّة: Creatine kinase)، ثمّ إضافة مجموعة الفوسفات إلى (ADP) لتحويله مرّةً ثانيةً إلى (ATP).
• تحليل الجلوكوز (بالإنجليزيّة: Glycolysis ) إلى حمض اللاكتيك لإنتاج (ATP) دون الحاجة إلى وجود أكسجين، وهو من مراحل التّنفس اللاهوائي (بالإنجليزيّة: Anaerobic respiration)
• تحليل الدّهون، والجلوكوز، والجلايكوجين، والحموض الأمينيّة بوجود الأكسجين لإنتاج (ATP)، وهو ما يُسمّى بالتّنفس الهوائي (بالإنجليزيّة: Aerobic respiration).

تراكم حمض اللاكتيك في العضلات

تلجأ العضلة عند نقص تركيز الأكسجين فيها إلى التنفس اللاهوائي للحصول على الطّاقة اللازمة للانقباض، ممّا يؤدي إلى تراكم حمض اللاكتيك فيها، وتُسمّى هذه الحالة طبيّاََ الحماض اللاكتيكيّ (بالإنجليزيّة: Lactic Acidosis)، ومن الجدير بالذّكر أنّ الحماض اللاكتيكي قد يحدث نتيجة إصابة الإنسان ببعض الأمراض الخطيرة، أمّا إذا كان ناتجاََ عن المبالغة بممارسة التّمارين الرّياضيّة فهو حالة مؤقتة يمكن علاجها بالرّاحة وشرب الماء، ومن أهمّ أعراض تراكم حمض اللاكتيك في العضلات ما يأتي:

• تشنُّجات العضلات.
• الشّعور بالإرهاق .
• ضعف الجسم
• الشّعور بالانزعاج وعدم الراحة.
• ألم في البطن.
• إسهال .
• ضعف الشّهية .
• صداع الرّأس.
• سرعة دقات القلب.

أنواع العضلات

[[عدد العضلات في الجسم |العضلات]] ثلاثة أنواع، وهي كما يأتي:

• العضلات الهيكليّة (بالإنجليزيّة: Skeletal muscle): العضلات الهيكليّة هي أكثر العضلات وفرةً في جسم الإنسان؛ إذ يوجد أكثر من 600 عضلة هيكليّة تشكّل ما بين 40-50% من وزن الذّكور، وما بين 30-40% من وزن الإناث، وهي العضلات المسؤولة عن حركة العظام والهيكل العظمي، وترتبط العضلات الهيكليّة غالباََ بالعظام بواسطة الأوتار، وترتبط ببعضها البعض بنسيج ضامّ، وتختلف عن باقي أنواع العضلات بأنّها إراديّة الحركة؛ لذلك يُطلَق عليها أيضاََ اسم العضلات اللإراديّة. عند فحص العضلات الهيكليّة تحت المجهر يمكن ملاحظة أنّها تتكوّن من أشرطة فاتحة اللون وأخرى داكنة؛ لذلك توصف العضلات الهيكليّة بأنّها عضلات مخطَّطة.
• العضلات القلبيّة (بالإنجليزيّة: Cardiac muscle): عضلات توجد في القلب فقط، وهي مخطَّطة مثلها في ذلك مثل العضلات الهيكليّة، إلا أنّها تختلف عنها بأنّها متفرّعة، وبأنّ أليافها ترتبط ببعضها البعض بأقراص بينيّة، كما أنّها عضلات لا إراديّة يتم التحكّم بها من خلال الجهاز العصبي اللاإرادي الذي يرسل إليها إشارات تنظّم ضخ الدّم من القلب إلى أجزاء الجسم، وتنتج العضلات القلبيّة الإشارات الكهربائيّة المسؤولة عن نبض القلب .
• العضلات الملساء (بالإنجليزيّة: Smooth muscle): تُعرَف العضلات الملساء أيضاً باسم العضلات الحشويّة، وهي عضلات لا إراديّة تتكوّن منها جدران الأعضاء المجوّفة في الجسم، مثل: المعدة، والرّحم، وتبطّن القنوات التّنفسيّة والممرات الهوائيّة، وتؤدّي حركتها التّموجيّة إلى دفع المواد خلال الجسم، فهي التي تسبّب اندفاع الطّعام إلى المعدة، أو اندفاع البول خارج المثانة.