علوم الطبيعة والحياة — الألياف العضلية: بنيتها وآلية الانقباض — الثانية ثانوي (شعب علمية) — بكالوريا — المنهاج الجزائري

الأنسجة العضلية هي المسؤولة عن الحركة في الكائنات الحية. تتكون من خلايا متخصصة قادرة على الانقباض.

1. أنواع الأنسجة العضلية

العضلة الهيكلية (إرادية): ترتبط بالعظام، تحتوي على ألياف طويلة متعددة النوى، تظهر مخططات عرضية (أشرطة).

العضلة الملساء (لاإرادية): توجد في جدران الأعضاء الداخلية (المعدة، الأمعاء، الأوعية الدموية)، خلاياها مغزلية الشكل ونواة واحدة.

العضلة القلبية: توجد في القلب فقط، خلاياها متفرعة ومخططة، تنقبض لا إرادياً.

2. بنية الليف العضلي الهيكلي

الليف العضلي يتكون من:

• الغشاء البلازمي (الساركوليم).
• السيتوبلازم (الساركوبلازم) يحتوي على ميتوكوندريات كثيرة وشبكة هيولية عضلية.
• اللييفات العضلية (الليفات): المكونات الانقباضية، مرتبة بشكل طولي.
• اللييف العضلي يتكون من نوعين من الخيوط: الرقيقة (أكتين) والسميكة (ميوزين).

3. تركيب اللييف العضلي (الساركومير)

الساركومير هو الوحدة الانقباضية الأساسية. يمتد بين خطين Z متتاليين. يتكون من:

• النطاق A: يحتوي على خيوط الميوزين (سميكة) وأطراف الأكتين (المنطقة الشاحبة H في المنتصف).
• النطاق I: يحتوي فقط على خيوط الأكتين (رقيقة).
• خط M: في منتصف النطاق A.

4. نظرية الخيوط المنزلقة (هكسلي 1954)

تفسر آلية الانقباض: عند الانقباض، تنزلق خيوط الأكتين فوق خيوط الميوزين، مما يقصر الساركومير دون تغير طول الخيوط.

مراحل الانقباض:

• وصول السيالة العصبية إلى المشبك العصبي العضلي.
• تحرر الكالسيوم Ca2+ من الشبكة الهيولية العضلية.
• ارتباط الكالسيوم بالتروبونين causing تغير شكل التروبوميوزين.
• ارتباط رؤوس الميوزين بالأكتين (تشكل الجسور العرضية).
• دورة الميوزين: ارتباط – دوران – انفصال – إعادة ارتباط.

5. مثال بكالوريا

بكالوريا 2021 (شعبة علوم تجريبية): حلل الوثيقة التالية التي تمثل قطعاً في ليف عضلي: طول الساركومير في حالة الراحة = 2.5 ميكرومتر، وفي حالة الانقباض = 1.5 ميكرومتر. ماذا تستنتج؟

الحل: قصر الساركومير من 2.5 إلى 1.5 ميكرومتر يدل على انزلاق الخيوط الرقيقة (الأكتين) بين الخيوط السميكة (الميوزين)، مما يقلص طول الليف العضلي. هذا يتم بفضل تشكل الجسور العرضية ودورة الميوزين المستهلكة للطاقة ATP.