جلسه ششم
انقباض ماهیچه ها
برای انقباض ماهیچه های اسکلتی ابتدا باید پیام انقباض توسط دستگاه عصبی پیکری به سلول های ماهیچه ای برسد. برای این کار نورون های حرکتی با تار های ماهیچه ای سیناپس برقرار می کنند.
زمانی که پیام عصبی به پایانه عصبی نورون حرکتی می رسد؛ ناقل های عصبی توسط نورون حرکتی آزاد شده و به گیرنده های پروتئینی موجود در غشای سلول ماهیچه ای می رسد؛ درنتیجه یک موج تحریکی در غشای تار ماهیچه ای به وجود خواهد آمد که باعث ایجاد فرایند زیر خواهد شد:
- برای اتصال مولکول های میوزین به رشته اکتین نیاز به مصرف انرژی می باشد که در این فرایند ATP به ADP تبدیل می شود.
- اتصال مولکول های میوزین به رشته اکتین صد ها بار تکرار می شود و در نهایت با عملی شبیه به پاروزدن اکتین ها به سمت هم حرکت می کنند.
- در انقباض ماهیچه طول بخش تیره کوتاه نمی شود اما طول بخش سفید کوتاه خواهد شد.
- در انقباض صفحه روشنی که در بخش مرکزی سارکومر بود نیز تقریبا ناپدید می شود.
متوقف شدن انقباض: زمانی که یون های کلسیم در سیتوپلاسم حضور نداشته باشند انقباض به پایان می رسد.
یون های کلسیم طی فرایند انتشار و بدون نیاز به مصرف انرژی وارد سیتوپلاسم می شوند و با فرایند انتقال فعال دوباره به شبکه آندوپلاسمی صاف برمیگردند.
زمانی که کلسیم در محیط نباشد رشته های اکتین و میوزین از هم جدا می شوند . انقباض به پایان می رسد.
- زمانی که مولکول میوزین در حال استراحت می باشد؛ سر مولکول میوزین با دم آن زاویه کمتر از 90 درجه دارد.
- در حالی که بین سر مولکول میوزین و رشته اکتین پیوند وجود ندارد؛ به سر مولکول میوزین مولکول ATP متصل می باشد.
- پس از پیوند سر مولکول میوزین به رشته اکتین زاویه مولکول میوزین با دم آن بیش از 90 درجه و پس از حرکت رشته اکتین 90 درجه می شود.
- در زمان اتصال سر مولکول میوزین با رشته اکتین به جای ATP مولکول ADP وصل می شود.
- کلسیم پس از آزاد شدن به رشته اکتین متصل می شود و اکتین را برای اتصال با میوزین آماده می کند..
- اکتین از دو زنجیره پروتئینی دارای زیرواحد های کروی شکل تشکیل شده است.
انرژی انقباض
برای انقباض در ماهیچه ها نیاز به انرژی می باشد و بیشتر انرژی مورد نیاز برای انقباض از سوختن گلوکز به دست می آید.
سوختن گلوکز و تامین ATP می تواند در دو حالت زیر صورت بگیرد:
- در وجود اکسیژن=ATP سریع تر و به مقدار زیاد تر تولید می شود.
- در فقدان اکسیژن=ATP کند تر و کمتر تولید می شود.
زمانی که ماهیچه ها به مقدار زیاد فعالیت می کنند؛ اکسیژن اطراف سلول های ماهیچه ای مصرف می شود و بنابراین اکسیژن کمتری به سلول های ماهیچه ای خواهد رسید در صورتی که اکسیژن به سلول های ماهیچه ای کمتر برسد در این صورت ماهیچه از راه های دیگری برای تامین انرژی استفاده خواهد کرد.
یکی از این راه ها تخمیر است.
تخمیر نواع مختلفی دارد اما یکی از تخمیر های شایع که سلول های ماهیچه ای نیز برای تولید ATP از این راه استفاده می کند تخمیر لاکتیکی می باشد.
در تخمیر نیز همانند زمانی که اکسیژن در محیط وجود دارد؛ سلول های ماهیچه ای از گلوکز برای تامین انرژی و ساخت ATP استفاده خواهند کرد.
در ارتباط با تخمیر لاکتیکی به نکات زیر توجه داشته باشید:
- در تخمیر لاکتیکیی علاوه بر ATP ماده دیگری تحت عنوان لاکتیک اسید تولید می شود.
- در صورتی که لاکتیک اسید به مقدار زیادی تولید شود در سلول های ماهیچه ای تجمع می کند و باعث گرفتگی و درد ماهیچه ای خواهد شد.
- لاکتیک اسید به مرور تجزیه می شود و بعد از تجزیه لاکتیک اسید گرفتگی و درد ماهیچه ای نیز از بین خواهد رفت.
یه فرمولی هست که باید همیشه تو ذهنتون باشه اونم اینه که هر وقت برای تولید یه ماده از اکسیژن استفاده می کند میگسیم هوازی
هر وقت برای تولید ماده ای از اکسیژن استفاده نمیشه میگیم بی هوازی
حالا هر وقت اکسیژن در سلول های ماهیچه ای وجود داشته باشه تولید ATP با روش هوازی خواهد بود و هر وقت هم اکسیژن موجود نباشه میگیم به روش بی هوازی اکسیژن تولید شده است.
تخمیر نوعی روش بی هوازی است که در نهایت اکسیژن تولید می شود.
علاوه بر موارد فوق دو روش دیگر نیز برای تامین ATP سلول های ماهیچه ای وجود دارد که به شرح زیر است:
- استفاده از اسید های چرب که سلول در انقباض های طولانی از اسید های چرب استفاده می کند.
- استفاده از کراتین فسفات است که سلول های ماهیچه ای فسفات موجود در کراتین فسفات برای ساخت ATP استفاده می کند:
محصول حاصل از سوختن اسید های چرب باعث اسیدی شدن خون خواهد شد.
انواع یاخته های بافت ماهیچه ای
تار های ماهیچه ای یا همان سلول های ماهیچه به دو صورت زیر مشاهده می شوند:
- تار های ماهیچه ای تند
- تار های ماهیچه ای کند
هر کدام از این سلول های ماهیچه ای ویژگی هایی دارند که در سلول ماهیچه ای دیگر دیده نمی شود و یا مخالف هم هستند.
تار های ماهیچه ای کند دارای ویژگی های زیر می باشند:
- سرعت انقباض این تار های ماهیچه ای همان طور که از اسمش نیز پیدا است کند است.
- این تار های ماهیچه ای بیشتر در حرکات استقامتی مانند شنا کردن فعالیت می کنند.
- رنگ سلول های ماهیچه کند قرمز می باشد.
- علت رنگ قرمز در این ها وجود مقدار زیادی میوگلوبین می باشد.
- چون میوگلوبین دارند می توانند مقداری اکسیژن را نیز ذخیره کنند.
- بیشتر انرژی خود را به روش هوازی به دست می اورند.
تار های ماهیچه ای تند نیز دارای ویژگی های زیر می باشند:
- سرعت انقباض این تار های ماهیچه ای همان طور که از اسمش نیز پیدا است تند است.
- در حرکات سرعتی بیشتر فعالیت می کنند.
- رنگ ظاهری این سلول های ماهیچه ای سفید رنگ می باشد.
- مقدار میوگلوبین و میتوکندری در آن ها کم می باشد و قابلیت ذخیره اکسیژن را یا ندارند یا خیلی کم دارند.
- انرژی خود را به روش بی هوازی به دست می آورند.
- تار های ماهیچه ای کند برخلاف تار های تند، انرژی خود را سریع از دست می دهند و در نتیجه زود خسته می شوند.
افرادی که دارای تحرک زیادی می باشند؛ تار های ماهیچه ای تند آن ها رفته رفته به کند تبدیل می شود.
افراد کم تحرک تار های ماهیچه ای تند زیادی دارند.
افرادی که دوی صد متر کار میکنند بیشتر از تار های ماهیچه ای تند خود و افرادی که دوی ماراتن کار می کنند بیشتر از تار های ماهیچه کند خود استفاده خواهند کرد.
ورزش علاوه بر تبدیل تار های ماهیچه ای تند به کند در افزایش تراکم استخوان و کاهش احتمال ابتلا به پوکی استخوان نیز نقش دارد.
- زمانی که تار های ماهیچه ای تند تنفس بی هوازی انجام می دهند میزان تولید کربن دی اکسید نیز کمتر خواهد بود.
- در تنفس هوازی چون ATP بیشتری تولید می شود در نتیجه میزان تولید کربن دی اکسید نیز بیشتر خواهد بود.
- هر گقدر میزان تولید کربن دی اکسید کمتر باشد در نتیجه میزان فعالیت آنزیم انیدراز کربنیکی که در اطراف مویرگ های خونی ماهیچه تند وجود دارد نیز کمتر خواهد شد.
- میوگلوبینی که در تار های ماهیچه ای کند به مقدار زیادی وجود دارد در سیتوپلاسم این تار های ماهیچه ای قرار گرفته است.