الخلايا العضلية

الخلايا العضلية متعددة النوى خلايا العضلات. هم يشكلون العضلات الهيكلية. بالإضافة إلى الانكماش ، يقع استقلاب الطاقة أيضًا في نطاق مهامهم.

ما هي الخلايا العضلية

الخلايا العضلية هي خلايا عضلية مغزلية الشكل. الميوسين هو بروتين يلعب دورًا مهمًا في تشريحها ووظيفتها. وصف أنتوني فان ليوينهوك خلايا العضلات لأول مرة في القرن السابع عشر. يتكون الجهاز العضلي للهيكل العظمي بأكمله من هذه الوحدات الخلوية الأساسية. تسمى الخلايا العضلية أيضًا ألياف العضلات. لا تتكون العضلات الملساء للأعضاء من خلايا عضلية. تتكون الخلايا العضلية من الخلايا العضلية المندمجة وبالتالي لها بنية متعددة النوى ، مما يجعل مصطلح الخلية العضلية مضللاً.

تحتوي الخلية العضلية في الواقع على عدة خلايا ونواة خلية. ومع ذلك ، فإن الخلايا الفردية لمركب الخلية لم تعد قابلة للتمييز على هذا النحو في الألياف العضلية ، ولكنها تشكل نسيجًا متفرّعًا على نطاق واسع. يتم تمييز أنواع مختلفة من الألياف في العضلات الهيكلية ويتم تجميعها تحت المصطلح العام للخلايا العضلية. أهم الألياف هي الألياف S والألياف F. تتقلص الألياف S بشكل أبطأ من ألياف F. على عكس ألياف F ، فهي تتعب ببطء وهي مصممة للتقلصات المستمرة.

التشريح والهيكل

تتحول امتدادات غشاء الخلية إلى طيات تشبه الأنبوب على ألياف العضلات وتشكل نظامًا من الأنابيب المستعرضة. وبهذه الطريقة ، تصل إمكانات العمل على غشاء الخلية أيضًا إلى طبقات الخلايا العميقة من ألياف العضلات. يوجد في أعماق ألياف العضلات نظام تجويف ثانٍ يتكون من نتوءات من الشبكة الإندوبلازمية. يتم تخزين أيونات الكالسيوم في هذا النظام من الأنابيب الطولية. على الجانب ، تلتقي غرف Ca2 + بطية من نظام الأنابيب بحيث تقع الأغشية الفردية على غشاء الخلية المطوي.

يمكن للمستقبلات في هذه الأغشية أن تتواصل مباشرة مع بعضها البعض. تتحد كل ليف عضلي مع الأنسجة العصبية المصاحبة لتشكيل وحدة حركية ، تقع الخلايا العصبية الحركية على لوحة نهاية المحرك. يحتوي السيتوبلازم الموجود في الألياف على الميتوكوندريا ، وبعضها يحتوي على أصباغ لتخزين الأكسجين والجليكوجين والإنزيمات المتخصصة لاستقلاب الطاقة في العضلات. هناك أيضًا عدة مئات من اللييفات العضلية في ألياف عضلية واحدة. هذه اللييفات العضلية عبارة عن نظام من المراوح التي تتوافق مع وحدات مقلصة للعضلة. تربط طبقة النسيج الضام ألياف العضلات بأوتار ويمكن أن تجمع عدة عضلات في صندوق.

الوظيفة والمهام

تلعب الخلايا العضلية دورًا في كل من استقلاب الطاقة والمهارات الحركية العامة. المهارات الحركية مضمونة بقدرة الخلايا العضلية على الانقباض. تحتفظ ألياف العضلات بهذه القدرة على الانقباض من خلال قدرة البروتينين ، الأكتين والميوسين ، على التواصل. يمكن للألياف العضلية الهيكلية أن تستخدم هذين البروتينين لتقليل طولها في انقباض مركزي يمكنه أيضًا الحفاظ على الطول مقابل المقاومة ، والمعروف باسم الانكماش متساوي القياس. أخيرًا ، يمكنها التفاعل بمقاومة التمديد. يُعرف هذا المبدأ أيضًا باسم الانكماش غريب الأطوار.

تنتج القدرة على الانقباض عن قدرة الميوسين على الارتباط بالأكتين. يمنع بروتين تروبوميوسين العضلات من الارتباط عندما تكون في حالة راحة. ولكن عند حدوث جهد فعل ، يتم إطلاق أيونات الكالسيوم ، والتي تمنع التروبوميوسين من سد مواقع الارتباط. يؤدي هذا إلى الانكماش على أساس انزلاق الشعيرة. جهد الفعل الفردي فقط يجعل عضلات الهيكل العظمي ترتعش. تصل إمكانات العمل في تتابع سريع من أجل تحقيق تقصير قوي أو طويل الأمد للألياف العضلية. يتم فرض التشنجات الفردية تدريجيًا وتزيد من الانكماش.

يتم تنظيم قوة العضلات في الألياف ، من بين أمور أخرى ، من خلال ترددات النبض المختلفة للخلايا العصبية الحركية. استقلاب الطاقة في العضلات مهم لأداء عمل العضلات الموصوف. يتم تخزين ATP الموفر للطاقة في جميع خلايا الجسم. يتم إمداد الطاقة إما باستهلاك الأكسجين أو بدون أكسجين. مع استهلاك الأكسجين ، يتفكك ATP وينتج ATP جديد في العضلات بمساعدة فوسفات الكرياتين.

الشكل الأسرع لإمداد الطاقة هو الشكل الخالي من الأكسجين ، والذي يحدث مع استهلاك الجلوكوز. نظرًا لأن الجلوكوز لا يتحلل تمامًا خلال هذه العملية ، فإن إنتاجية الطاقة لهذه العملية منخفضة فقط. يتم تكوين جزيئين من ATP من جزيء جلوكوز واحد. إذا حدثت نفس العملية بمساعدة الأكسجين ، يتم إنشاء 38 جزيء ATP من جزيء سكر واحد. يمكن أيضًا استخدام الدهون في هذا السياق.

يمكنك العثور على أدويتك هنا

الأمراض

أمراض مختلفة تؤثر على الخلايا العضلية. يمكن لاضطرابات التمثيل الغذائي للطاقة ، على سبيل المثال ، أن تحد من المهارات الحركية للألياف العضلية. في مرض الميتوكوندريا ، على سبيل المثال ، هناك نقص في ATP ، والذي يمكن أن يؤدي إلى مرض متعدد الأعضاء. يمكن أن يكون لأمراض الميتوكوندريا أسباب مختلفة. على سبيل المثال ، يمكن أن يؤدي الالتهاب إلى إتلاف الميتوكوندريا. الإجهاد العقلي والجسدي وسوء التغذية أو الصدمات السامة يمكن أن تعرض للخطر أيضًا إمدادات ATP والنتيجة هي اضطراب التمثيل الغذائي للطاقة.

بالإضافة إلى مثل هذه الاضطرابات في استقلاب الطاقة ، يمكن لأمراض الجهاز العصبي أيضًا أن تجعل عمل الخلايا العضلية أكثر صعوبة. على سبيل المثال ، إذا كان إرسال الإشارات مضطربًا بسبب تلف في الأنسجة العصبية المركزية أو المحيطية ، فقد يؤدي ذلك إلى الإصابة بالشلل. لا يمكن تحريك عضلات معينة إلا بشكل غير مباشر أو لا يمكن تحريكها على الإطلاق ، لأن الإشارات لم تعد تصل في تتابع مباشر في الوحدات الحركية فقط عندما تنخفض سرعة الخط ، وبالتالي لا يمكن أن تتداخل ويمكن إضافتها. يمكن أن تحدث ارتعاش العضلات أيضًا كجزء من هذه الظاهرة.

يمكن أن تتأثر ألياف العضلات أيضًا بالأمراض نفسها. مرض ناكسوس الوراثي ، على سبيل المثال ، ينطوي على فقدان واسع للخلايا العضلية. ظاهرة معروفة أكثر هي تمزق الألياف العضلية. تتجلى هذه الظاهرة في ألم مفاجئ وشديد في العضلات. العضلات المصابة تتحرك فقط إلى حد محدود ويحدث تورم. إن التهاب الألياف العضلية الناجم عن العدوى أو الاضطرابات المناعية منتشر أيضًا. يجب تمييز هذا عن تصلب العضلات ، والذي يحدث عادةً بعد الإجهاد طويل الأمد بسبب تغير التمثيل الغذائي للعضلات ، ولكن في حالات نادرة يمكن أن يكون أيضًا مرتبطًا بالتهاب العضلات.