يعد التركيب الجزيئي ونموذج تغيير الانكماش للعضلة الهيكلية جانبًا أساسيًا لعلم وظائف الأعضاء في العضلات ، والذي ينطوي على التفاعل بين البروتينات المختلفة والطاقة التي توفرها ATP (الأدينوسين ثلاثي الفوسفات). يمكن تقسيم عملية تقلص العضلات إلى عدة مكونات وخطوات رئيسية:
المكونات الرئيسية:
1. ** myofibrils **: هذه هي الوحدات المتقلبة الأساسية لألياف العضلات الهيكلية ، التي تتكون من شرائح متكررة تعرف باسم sarcomeres.
2. ** sarcomeres **: فهي الوحدات الوظيفية للحيوانات العضلية ويحتوي على خيوط سميكة (الميوسين) والرقيقة (الأكتين).
3. ** خيوط الأكتين **: هذه هي خيوط رقيقة تتكون في المقام الأول من بروتين الأكتين.
4. ** خيوط الميوسين **: هذه هي الخيوط السميكة المكونة في المقام الأول من بروتين الميوسين.
5. ** تروبوميوسين وتروبونين **: ترتبط هذه البروتينات بخيوط الأكتين وتلعب دورًا مهمًا في تنظيم تقلص العضلات.
دورة الانكماش:
تعتمد دورة تقلص العضلات والهيكل العظمي على نظرية الشعيرة المنزلق ، والتي تصف كيف تنزلق الخيوط الرقيقة والسميكة عبر بعضها البعض لتقصير طول sarcomere ، مما يؤدي إلى تقلص العضلات.
خطوات في دورة الانكماش:
1. ** حالة الراحة **: في غياب التحفيز ، يحجب تروبوميوسين مواقع الربط على الأكتين لرؤوس الميوسين ، مما يمنع الانكماش.
2. ** اقتران السيطرة على الإثارة **: حركة محتملة على طول الساركوليما والأنابيب T ، مما تسبب في إطلاق أيونات الكالسيوم من الشبكة الساركوبلازمية.
3. ** ربط الكالسيوم **: ترتبط أيونات الكالسيوم بالتروبونين ، مما يسبب تغييرًا مطابقًا يحرك التروبوميوسين بعيدًا عن مواقع الربط على الأكتين.
4. ** تشكيل الجسر المتقاطع **: يرتبط رؤوس الميوسين (جزء من الشعيرة السميكة) بمواقع الربط المكشوفة على الأكتين (خيوط رقيقة) ، وتشكيل الجسور المتقاطعة.
5. ** السكتة الدماغية السلطة **: يرتبط ATP بالميوسين ، مما تسبب في الانفصال عن الأكتين. عندما يتم تحلل جزيء آخر من ATP ، يغير رأس الميوسين زاويةه ، وسحب خيوط الأكتين نحو مركز ساركومير.
6. ** السكتة الدماغية الاسترداد **: يتم إصدار ADP و PI ، ويرتبط جزيء ATP جديد بالميوسين ، مما تسبب في الانفصال عن الأكتين مرة أخرى.
7. ** الاسترخاء **: إذا تم ضخ أيونات الكالسيوم مرة أخرى في الشبكة الساركوبلازمية ، فإن التروبوميوسين يعود إلى وضع الحجب ، والاسترخاء العضلات.
أنظمة:
- ** تنظيم أيونات الكالسيوم **: ينظم مستوى أيونات الكالسيوم داخل خلية العضلات ما إذا كانت العضلات قد تم التعاقد أو الاسترخاء.
- ** إمدادات الطاقة **: ATP ضروري لكل من التعلق وفصل الميوسين إلى الأكتين خلال دورة الانكماش.
يساعد فهم هذا النموذج في شرح كيفية توليد العضلات الهيكلية القوة والحركة ، وهو أمر ضروري في مختلف العمليات الفسيولوجية والحالات الطبية المتعلقة بوظيفة العضلات.