خيط عضلي

📅 آخر تحديث: ٦ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٦ أغسطس ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 4 صور
الموسوعة الحرة
خيط عضلي
خيط عضلي
تفاصيل
جزء منميوفيبريل
المعرفات
اللاتينيةخيط عضلي
ذح2.00.05.0.00006
إدارة الغذاء والدواء الأمريكية67897
مصطلحات تشريحية في علم التشريح الدقيق
[تعديل على ويكي بيانات]

الخيوط العضلية هي الخيوط البروتينية الثلاثة للألياف العضلية في الخلايا العضلية . البروتينات الرئيسية المشاركة هي الميوسين والأكتين والتيتين . الميوسين والأكتين هما البروتينات الانقباضية والتيتين هو بروتين مرن. تعمل الخيوط العضلية معًا في تقلص العضلات ، ومن حيث الحجم فهي سميكة تتكون في الغالب من الميوسين، وخفيفة تتكون في الغالب من الأكتين، وخفيفة جدًا تتكون في الغالب من التيتين. [1] [2]

أنواع الأنسجة العضلية هي العضلات الهيكلية المخططة وعضلة القلب ، والعضلات المخططة بشكل مائل (توجد في بعض اللافقاريات )، والعضلات الملساء غير المخططة . [3] الترتيبات المختلفة للخيوط العضلية تخلق عضلات مختلفة. تحتوي العضلات المخططة على أشرطة عرضية من الخيوط. في العضلات المخططة بشكل مائل، تكون الخيوط متداخلة. تحتوي العضلات الملساء على ترتيبات غير منتظمة من الخيوط.

بناء

ألياف عضلية تظهر خيوطًا عضلية سميكة ورقيقة من اللييفات العضلية .

هناك ثلاثة أنواع مختلفة من الخيوط العضلية: الخيوط السميكة والرفيعة والمرنة. [1]

  • تتكون الخيوط السميكة في المقام الأول من نوع من الميوسين ، وهو بروتين حركي - الميوسين الثاني . يبلغ قطر كل خيط سميك حوالي 15 نانومترًا، ويتكون كل منها من عدة مئات من جزيئات الميوسين. يشبه جزيء الميوسين مضرب الجولف، مع ذيل يتكون من سلسلتين متشابكتين ورأس كروي مزدوج يبرز منه بزاوية. نصف رؤوس الميوسين بزاوية إلى اليسار ونصفها بزاوية إلى اليمين، مما يخلق منطقة في منتصف الخيط تُعرف باسم منطقة M أو المنطقة العارية . [4]
  • خيوط رفيعة ، يبلغ قطرها 7 نانومتر، وتتكون في المقام الأول من بروتين الأكتين ، وتحديدًا خيط الأكتين الخيطي F. يتكون كل خيط من خيط الأكتين الخيطي F من سلسلة من الوحدات الفرعية تسمى G-actin الكروي . يحتوي كل G-actin على موقع نشط يمكنه الارتباط برأس جزيء الميوسين. يحتوي كل خيط رفيع أيضًا على ما يقرب من 40 إلى 60 جزيئًا من التروبوميوسين ، وهو البروتين الذي يحجب المواقع النشطة للخيوط الرفيعة عندما تكون العضلة مسترخية. يحتوي كل جزيء تروبوميوسين على بروتين أصغر يربط الكالسيوم يسمى التروبونين يرتبط به. ترتبط جميع الخيوط الرفيعة بخط Z.
  • تتكون الخيوط المرنة التي يبلغ قطرها نانومتر واحد من التيتين ، وهو بروتين كبير مرن. تمر هذه الخيوط خلال قلب كل خيط سميك وتثبته بخط Z، وهو نقطة نهاية الساركومير . كما يعمل التيتين على تثبيت الخيط السميك، مع وضعه في منتصفه بين الخيوط الرقيقة. كما يساعد في منع الإفراط في تمدد الخيط السميك، حيث يرتد مثل الزنبرك كلما تمددت العضلة.

وظيفة

يُشار أحيانًا إلى المركب البروتيني المكون من الأكتين والميوسين، البروتينات الانقباضية، باسم الأكتوموسين . في العضلات الهيكلية والقلبية المخططة ، يكون لكل من خيوط الأكتين والميوسين طول محدد وثابت في حدود بضعة ميكرومتر، وهو أقل بكثير من طول الخلية العضلية الطويلة (حتى عدة سنتيمترات في بعض خلايا العضلات الهيكلية ). [5] تعتمد الطبيعة الانقباضية لهذا المركب البروتيني على بنية الخيوط السميكة والرفيعة. الخيط السميك، الميوسين ، له بنية ذات رأسين، مع وضع الرؤوس في طرفين متقابلين للجزيء. أثناء تقلص العضلات، ترتبط رؤوس خيوط الميوسين بخيوط رقيقة ذات اتجاه معاكس، الأكتين ، وتسحبها فوق بعضها البعض. يؤدي عمل ارتباط الميوسين وحركة الأكتين إلى تقصير الساركومير. يتكون تقلص العضلات من تقصير الساركوميرات المتعددة في وقت واحد. [6]

انقباض الألياف العضلية

يفرز الطرف المحوري للخلية العصبية الحركية الناقل العصبي ، الأستيل كولين ، الذي ينتشر عبر الشق المشبكي ويرتبط بغشاء الألياف العضلية . يؤدي هذا إلى إزالة استقطاب غشاء الألياف العضلية، وينتقل النبض إلى الشبكة الساركوبلازمية للعضلة عبر الأنابيب المستعرضة . ثم يتم إطلاق أيونات الكالسيوم من الشبكة الساركوبلازمية إلى الساركوبلازم ثم ترتبط بالتروبونين . يخضع التروبونين والتروبوميوسين المرتبط به لتغيير تكويني بعد ارتباط الكالسيوم ويكشفان عن مواقع ارتباط الميوسين على الأكتين ، الخيط الرفيع. ثم تشكل خيوط الأكتين والميوسين روابط. بعد الارتباط، يسحب الميوسين خيوط الأكتين تجاه بعضها البعض، أو إلى الداخل. وبالتالي يحدث تقلص العضلات، ويقصر الساركومير مع حدوث هذه العملية. [7]

استرخاء ألياف العضلات

يقوم إنزيم الأسيتيل كولين استريز بتكسير الأسيتيل كولين ، مما يؤدي إلى توقف تحفيز الألياف العضلية. يعمل النقل النشط على نقل أيونات الكالسيوم مرة أخرى إلى الشبكة الساركوبلازمية للألياف العضلية. يتسبب ATP في كسر الارتباط بين خيوط الأكتين والميوسين. يعود التروبونين والتروبوميوسين إلى تكوينهما الأصلي وبالتالي يحجبان مواقع الارتباط على خيوط الأكتين. تسترخي الألياف العضلية ويطول الساركومير بالكامل. تصبح الألياف العضلية الآن مستعدة للانقباض التالي. [8]

الاستجابة للتمرين

لقد كانت التغيرات التي تطرأ على الخيوط العضلية استجابة للتمرين موضوعًا مثيرًا للاهتمام منذ فترة طويلة بالنسبة لعلماء وظائف الأعضاء الرياضية والرياضيين الذين يعتمدون على أبحاثهم في أحدث تقنيات التدريب. يهتم الرياضيون في مختلف الأحداث الرياضية بشكل خاص بمعرفة نوع بروتوكول التدريب الذي سيؤدي إلى توليد أقصى قدر من القوة من العضلة أو مجموعة العضلات، لذلك تم إيلاء الكثير من الاهتمام للتغيرات التي تطرأ على الخيوط العضلية في ظل نوبات من أشكال التمرين المزمنة والحادة.

في حين أن الآلية الدقيقة لتغير الخيوط العضلية استجابة للتمرين لا تزال قيد الدراسة في الثدييات، فقد تم الكشف عن بعض القرائن المثيرة للاهتمام في خيول سباق الخيول الأصيلة . درس الباحثون وجود mRNA في العضلات الهيكلية للخيول في ثلاثة أوقات مميزة؛ قبل التدريب مباشرة، وبعد التدريب مباشرة، وبعد التدريب بأربع ساعات. وأفادوا بوجود فروق ذات دلالة إحصائية في mRNA للجينات الخاصة بإنتاج الأكتين . تقدم هذه الدراسة دليلاً على آليات استجابة الخيوط العضلية الفورية والمتأخرة للتمرين على المستوى الجزيئي. [9]

في الآونة الأخيرة، تمت دراسة تغيرات بروتين الخيوط العضلية لدى البشر استجابة لتدريبات المقاومة. مرة أخرى، لا يعرف الباحثون بوضوح تام الآليات الجزيئية للتغيير، وقد لا يكون تغيير تكوين نوع الألياف في الخيوط العضلية هو الإجابة التي افترضها العديد من الرياضيين منذ فترة طويلة. [10] نظرت هذه الدراسة في التوتر العضلي النوعي في العضلة الرباعية الرؤوس الفخذية والعضلة الواسعة الجانبية لاثنين وأربعين شابًا. أفاد الباحثون بزيادة بنسبة 17٪ في التوتر العضلي النوعي بعد فترة من تدريبات المقاومة، على الرغم من انخفاض وجود MyHC، سلسلة الميوسين الثقيلة. خلصت هذه الدراسة إلى أنه لا توجد علاقة واضحة بين تكوين نوع الألياف وتوتر العضلات في الجسم الحي، كما لم يكن هناك دليل على تكديس الخيوط العضلية في العضلات المدربة.

بحث

قد تكون مجالات البحث الواعدة الأخرى التي قد تلقي الضوء على الطبيعة الجزيئية الدقيقة لإعادة تشكيل البروتين الناجم عن التمرين في العضلات هي دراسة البروتينات ذات الصلة التي تشارك في بنية الخلية، مثل الديسمين والديستروفين . يُعتقد أن هذه البروتينات توفر السقالة الخلوية اللازمة لمجمع الأكتين والميوسين للخضوع للانكماش . كشف البحث عن الديسمين أن وجوده زاد بشكل كبير في مجموعة اختبار تعرضت لتدريب المقاومة، بينما لم يكن هناك دليل على زيادة الديسمين مع تدريب التحمل. وفقًا لهذه الدراسة، لم يكن هناك زيادة يمكن اكتشافها في الديستروفين في تدريب المقاومة أو التحمل. [11] قد يكون أن تغييرات الخيوط العضلية الناجمة عن التمرين تنطوي على أكثر من البروتينات الانقباضية الأكتين والميوسين.

في حين أن الأبحاث حول إعادة تشكيل ألياف العضلات مستمرة، إلا أن هناك حقائق مقبولة بشكل عام حول الخيوط العضلية من الكلية الأمريكية للطب الرياضي. [ بحاجة لمصدر ] يُعتقد أن زيادة قوة العضلات ترجع إلى زيادة حجم ألياف العضلات، وليس زيادة في عدد ألياف العضلات والخيوط العضلية. ومع ذلك، هناك بعض الأدلة على أن الخلايا القمرية الحيوانية تتمايز إلى ألياف عضلية جديدة ولا توفر وظيفة دعم لخلايا العضلات فحسب.

ترتبط الوظيفة الانقباضية الضعيفة للعضلات الهيكلية أيضًا بحالة الألياف العضلية. تشير الدراسات الحديثة إلى أن هذه الحالات مرتبطة بتغير أداء الألياف الفردية بسبب انخفاض التعبير عن بروتينات الخيوط العضلية و/أو التغيرات في تفاعلات الجسر المتقاطع بين الميوسين والأكتين. علاوة على ذلك، ترتبط التكيفات الخلوية وعلى مستوى الخيوط العضلية بانخفاض أداء العضلات بالكامل والجسم بالكامل. [12]

مراجع

  1. ^ ab Saladin, Kenneth (2012). Anatomy & physiology : the unity of form and function (6th ed.). New York, NY: McGraw-Hill. pp. 245–246. ISBN 9780073378251.
  2. ^ Kellermayer, D; Smith JE, 3rd; Granzier, H (مايو 2019). "طفرات التيتين وأمراض العضلات". أرشيف Pflügers: المجلة الأوروبية لعلم وظائف الأعضاء . 471 (5): 673–682. doi :10.1007/s00424-019-02272-5. PMC 6481931. PMID  30919088 . {{cite journal}}:CS1 maint: أسماء رقمية: قائمة المؤلفين ( الرابط )
  3. ^ كاو، ت؛ ثونجام، يو؛ جين، جيه بي (15 مايو 2019). "تروبونين اللافقاريات: رؤى حول تطور وتنظيم تقلص العضلات المخططة". أرشيف الكيمياء الحيوية والفيزياء الحيوية . 666 : 40-45. doi :10.1016/j.abb.2019.03.013. PMC 6529277. PMID  30928296 . 
  4. ^ الخياط، ح. كنسلر، ر.و. موريس، إي. بي. سكوير، ج.م. (12 نوفمبر 2010). "البنية ثلاثية الأبعاد لمنطقة م (المنطقة العارية) من خيوط الميوسين العضلية المخططة للفقاريات من خلال تحليل الجسيمات الفردية". مجلة البيولوجيا الجزيئية . 403 (5): 763-76. doi : 10.1016/j.jmb.2010.09.025 . PMC 3314970. PMID  20851129 . 
  5. ^ ألبرتس، بروس (2015). علم الأحياء الجزيئي للخلية (الطبعة السادسة). نيويورك، نيويورك. ص 918. ISBN 9780815344643.{{cite book}}:CS1 maint: موقع الناشر المفقود ( الرابط )
  6. ^ ألبرتس، بروس، وآخرون، "انقباض العضلات". علم الأحياء الخلوي الأساسي. المجلد الثالث. نيويورك: جارلاند ساينس، 2010. ص 599. نسخة مطبوعة.
  7. ^ Shier, David., et al., "Muscular System", Hole's Essentials of Anatomy & Physiology. 9th. McGraw Hill, 2006. p. 175. طباعة.
  8. ^ Shier, David., et al., "Muscular System", Hole's Essentials of Anatomy & Physiology. 9th. McGraw Hill, 2006. p. 175. طباعة.
  9. ^ McGivney BA, Eivers SS, MacHugh DE, et al. (2009). "التكيفات النسخية التي تلي التمرين في العضلات الهيكلية للخيول الأصيلة تسلط الضوء على الآليات الجزيئية التي تؤدي إلى تضخم العضلات". BMC Genomics . 10 : 638. doi : 10.1186/1471-2164-10-638 . PMC 2812474. PMID  20042072 . 
  10. ^ Erskine RM, Jones DA, Maffulli N, Williams AG, Stewart CE, Degens H (فبراير 2011). "ما الذي يسبب زيادة التوتر العضلي النوعي في الجسم الحي بعد تدريب المقاومة؟". Exp. Physiol . 96 (2): 145–55. doi : 10.1113/expphysiol.2010.053975 . PMID  20889606. S2CID  20304624.
  11. ^ Parcell AC, Woolstenhulme MT, Sawyer RD (مارس 2009). "التعديلات البنيوية للبروتين في تدريبات ركوب الدراجات المقاومة والتحمل". J Strength Cond Res . 23 (2): 359–65. doi :10.1519/JSC.0b013e318198fd62. PMID  19209072. S2CID  29584507.
  12. ^ Miller MS, Callahan DM, Toth MJ (2014). "تكيف خيوط العضلات الهيكلية مع الشيخوخة والمرض وعدم الاستخدام وتأثيراتها على أداء العضلات بالكامل لدى البشر البالغين الأكبر سنًا". Front Physiol . 5 : 369. doi : 10.3389/fphys.2014.00369 . PMC 4176476. PMID  25309456 . 
  • العضلات :: تنوع العضلات - موسوعة بريتانيكا على الإنترنت. الموسوعة - موسوعة بريتانيكا على الإنترنت. الويب.
  • صلاح الدين، كينيث س. "خيوط العضلات". التشريح وعلم وظائف الأعضاء: وحدة الشكل والوظيفة. الطبعة الخامسة. نيويورك: ماكجرو هيل، 2010. 406-407. مطبوعة.
  • المخططات والشروحات على biomol.uci.edu
تم الاسترجاع من "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=خيوط عضلية&oldid=1180288830"
Original text
Rate this translation
Your feedback will be used to help improve Google Translate