{هَٰذَا خَلْقُ اللَّهِ فَأَرُونِي مَاذَا خَلَقَ الَّذِينَ مِن دُونِهِ ۚ بَلِ الظَّالِمُونَ فِي ضَلَالٍ مُّبِينٍ} [لقمان : 11]

هل فكرت يوما وأنت تستخدم #الهاتف مثلاً وتضغط على الشاشة بكيفية عمل عضلات يدك التي حركت أصابعك؟
نعم، كلنا نعلم أن العضلات تنقبض وتنبسط فتحرك أجزاء الجسم المختلفة، ولكن….. كيف تنقبض وتنبسط أصلًا؟
إن النظرية الأكثر قبولًا وانتشارًا والمثبتة في المراجع العلمية هي نظرية الخيوط المنزلقة والتي نحن بصدد شرحها لكم.
تنقسم هذه النظرية بدورها إلى نظريتين هما :

نظرية الجسور التصالبية cross bridges theory 
ونظرية walking along theory .

ولكن قبل الدخول بالتفاصيل يجب أن نعرف قليلًا عن البنية النسيجية للعضلة:
تتكون العضلة التي تراها من مجموعة كبيرة من الألياف العضلية muscle fibers المفصولة عن بعضها بنسيج يسمى نسيجًا ضامًا، و تجتمع هذه الألياف مع بعضها على شكل “حزم” من الألياف العضلية bundle of muscle fibers.
تمثل هذه الألياف العضلية muscle fibers الجهاز الخلوي الذي يتقلص وينبسط فيؤدي لتقلص وانبساط العضلة ككل.
الأمر بسيط إلى اللحظة.
حسنًا بماذا تختلف الخلية العضلية لتقوم بذلك التقلص؟
كعادة أي خلية فإنه يجب أن تحتوي على سايتوبلازم”cytoplasm أو هيولى الخلية” و عضيات خلوية cell organoids
إلا أنه في الخلية العضلية توجد بعض الاختلافات
فالساركوبلازم “sarcoplasm أو الهيولى العضلي ” (اسم السايتوبلازم الخاص بالخلايا العضلية):
1- مليء بما يسمى ” لييفات عضلية myofibrills”
2- كذلك يحتوي على ما يسمى “بشبكة الهيولى العضلية sarcoplasmic reticulum”
3- تكون شبكة الهيولى العضلية مقاربة جدًا وعلى جانبي إنبعاج عميق يحصل في جسم الخلية يسمى ” النبيبيب المستعرض T tubules”
ما فائدة كل من هذه الثلاثة؟

أما الشبكة الساركوبلازمية فتعمل كخازن لكميات مهولة من شوارد الكالسيوم؛ إذ تحتوي على مضخات تستطيع تركيز شوارد الكالسيوم داخلها لعشرة ألاف ضعف البيئة المحيطة والتي سنبين أهميتها لاحقًا.

و أما اللييفات العضلية فتتكون من نوعين من الخيوط البروتينية بقطرين مختلفين:
الأولى : ذات عدد أقل و قطر أعرض وهي خيوط الميوزينmyosin filaments: وتشكل بأذرعها ورؤوسها الكروية الجانبية الجسور التصالبية (cross bridges)

الثانية : ذات عدد أكثر و قطر أرفع وهي خيوط الأكتين actin filaments والتي تتكون من جزيئات عديدة (الأكتين و التروبومايوزينtropomyosin و التروبونين).
تفاعل هذين النوعين من الخيوط مع بعضهما هو ما يسبب تقلص العضلة.

ما فائدة أجزاء خيوط الأكتين؟
في حالة الراحة تقوم سلاسل التروبومايوزينtropomyosin بتغطية المواقع الفعالة على طول الF-actin لتمنع حدوث انجذاب بين الأكتين و الميوزين وبالتالي تمنع التقلص؛ أي أنها كغطاء لأحد نوعي الخيوط لكي لا يتفاعل مع الآخر.

أما جزيئات التروبونين فهي كالقفل تقريبًا والمفتاح لإبقاء منع التقلص، ويعتقد أن لها دورًا مهمًا في ربط التروبومايوزين (المغطي للأكتين) إلى الأكتين، وأيضا ربط شوارد الكالسيوم المهمة لعملية التقليص.

وكلاهما ( خيوط الأكتين والميوزين) يشكلان ما يسمى بالساركومير” القسيم العضلي sarcomere” وهو وحدة التقلص والانبساط داخل الخلية.

مرجع :
John E. Hall Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 13 edition P :75, 77, 78, 79
_____________

والآن، كيف تحدث عملية التقلص والانبساط؟
عندما تعطي إيعازًا لعضلتك لكي تتحرك، تواجه السيالات العصبية رحلة شاقة في الجهاز العصبي المركزي والطرفي لتصل أخيرًا لنقطة التقاء العصب الحركي مع الليف العضلي ( الخلية العضلية) حيث تحدث عدة أمور تنتهي بإزالة فرق الكمون على طرفي الغشاء.

وعند وصول إزالة الاستقطاب إلى الغشاء المبطن للنبيبيب المستعرض، ينتقل التأثير لغشاء الشبكة الساركوبلازمية (مخزن الكالسيوم) ما يؤدي لفتح بوابات خاصة لإخراج شحنة كبيرة من الكالسيوم التي تتحد مع troponin C(الذي يقفل الغطاء [التروبومايزين] على الأكتين)، فيُحدث سلسلة من التغيرات تؤدي لتحرك التروبومايوزين وكشف الجزء الفعال من الأكتين، فيمسك به الجسر التصالبي للميوزين (وقد قلنا مسبقًا أن الأكتين يلتقي و يتداخل مع الميوزين) ويقوم رأس الميوزين بعد تحليل جزيئة أدينوزين ثلاثي الفوسفات ATP بالإمساك بالأكتين بإحكام.
(كل ما سبق يسمى نظرية الجسور التصالبية، أما من هذه النقطة فصاعدًا لا يوجد شيء مجزوم وما زالت العملية مجرد نظرية غير مؤكدة ويعتريها الكثير من الغموض تسمى walk along theory)

إذ أنه يعتقد بأن رأس الميوزين عند اتحاده مع الأكتين تحدث بينه وبين الذيل تغيرات جزيئية داخلية، تؤدي لأن ينجذب الرأس بأتجاه الذيل ساحبًا معه خيط الأكتين (يشده شدًا) باتجاه مركز القسيم العضلي (الساركومير)، يعقبه إنفصال مباشر للمايوزين عن الأكتين وعودة رأس الأكتين لطبيعته ثم اتحاده مع موقع فعال أخر من الأكتين وهكذا. (أي العملية أشبه برفع دلوٍ من البئر باستخدام حبلٍ وبكرة)

وعند انتهاء كمون العمل (الناتج عن السيالة العصبية) الذي سبب التغيرات الجهدية في منطقة المشبك وما تلاها من أحداث، يعود الجهد الكهربي لطبيعته و تتم إعادة ضخ شوارد الكالسيوم لداخل الشبكة الساركوبلازمية، فينفصل الكالسيوم عن troponin C، ويعود التروبومايوزين إلى وضعه الطبيعي ليغطي الجزء الفعال من الأكتين فيحصل إنبساط العضلة.
John E. Hall Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 13 edition P : 77, 78, 79, 80

طبعًا المقال مختصر جدًا؛ وعمل هذه الخيوط مع بعضها والآليات التي وضعها الله فيها يلزمه شرح طويلٍ قد اختصرناه، ولم نتوسع في شرح حتى البروتينات لتسهيل الفكرة عليكم.

فتذكر بين الفينة والأخرى ما أنعم الله عليك?
دمتم بصحة وعافية،

فيديو مترجم يشرح المذكور بصورة واضحة

https://www.youtube.com/watch?v=jIST0heMQzc