علم وظائف الأعضاء

العلاقات الفيزيائية وتقلص العضلات

د. داريو ميرا

العضلات الهيكلية: ملاحظات التشريح الوظيفي

تتكون العضلات من عدة عناصر تشكل هيكلها. وتسمى الوحدات الوظيفية المختلفة للعضلات المخططة بالحواسيب المقطعية (sarcomeres) أو (inocommi) ، وهي وحدات وظيفية حقيقية للحركة.

لتوضيح الطريقة التي تخلق بها العضلات الحركة ، ووجود الوظيفة البيوكيميائية بالفعل ، الفسيولوجية والعصبية التي هي أساس انقباض العضلات ، من الضروري أن يكون لديك مفهومان واضحان:

  1. تكوين شبكة البروتين التي تكمن وراء وظائف العضلات نفسها ؛
  2. العلاقات المادية التي تكمن وراء الحركة.

1 من وجهة نظر مبسطة ، يمكن تقسيم البروتينات التي تشكل القرص العضلي إلى ثلاث فئات:

  • بروتينات مقلوبة: أكتين وميوسين.
  • البروتينات التنظيمية: Troponin و Tropomyosin.
  • البروتينات الهيكلية: Titin ، Nebulin ، Desmin ، Vinculin ، إلخ.

إذا كان أحد يلاحظ بعد ذلك إعداد العضلات تحت المجهر ، يمكن للمرء بسهولة ملاحظة وجود عصابات من ألوان مختلفة ، والتي تتوافق مع مناطق وظيفية مختلفة.

لذلك من وجهة نظر تعليمية بحتة بالنظر إلى هذه المجالات ، لدينا:

  • أقراص Z - تحديد sarcomere. هم نقاط الربط للبروتينات ، فهي موقع الإصابات أثناء العمل العضلي ، فهم يقتربون من بعضهم البعض أثناء الانكماش.
  • Band A - يتوافق مع طول خيوط Myosin.
  • Band I - يتوافق مع صفين من Actin في ساركوميرين متجاورين.
  • النطاق H - يتطابق مع المنطقة الواقعة بين صفين من Actin في نفس العضلة القاصية.
  • خط M - يقسم sarcomere إلى قسمين متماثلين.

تقارير مكانية من myofilaments في sarcomere. يحد قسيم عضلي في نهايته بسلسلتين Z

2) من ناحية أخرى ، يتم كشف العلاقات الجسدية التي يمكن أن تساعد على فهم أفضل لبعض خصوصيات الحركة البشرية:

أ) علاقة طول القوة

تعتمد قوة الذروة (L 0 ) على درجة التداخل في البروتينات المقلوبة. يبلغ طول الألياف الساكنة حوالي 2.5 ميكرون ، مع إمكانية وصول الأوعية الدموية إلى الأطوال التي يمكن أن تصل إلى 3.65 ميكرومتر ، حيث يبلغ طول الخيوط السميكة 1.6 ميكرومتر ، في حين أن الخيوط الرقيقة 1 ميكرومتر. يتم الحصول على ذروة القوة عندما يكون تداخل البروتينات حوالي 2-2.2 ميكرومتر.

أ) لا توجد قوة نشطة لأنه لا يوجد اتصال بين رؤوس الميوسين والأكتين

بين أ) و ب): هناك زيادة خطية في القوة النشطة بسبب زيادة مواقع ربط الأكتين لرؤوس الميوسين

بين b) و c): تصل القوة النشطة إلى القمة القصوى وتبقى مستقرة نسبياً ؛ في هذه المرحلة ، في الواقع ، ترتبط جميع رؤساء الميوسين إلى الأكتين

بين c) و d): تبدأ القوة النشطة بالانخفاض لأن تراكب سلاسل الأكتين يقلل من مواقع الارتباط المتاحة لرؤوس الميوسين

ه): بمجرد اصطدام الميوسين مع القرص Z لا توجد قوة نشطة لأن جميع رؤوس الميوسين مدمن مخدرات على الأكتين ؛ علاوة على ذلك ، يتم ضغط الميوسين على الأقراص Z ويعمل بمثابة نابض يعارض الانكماش بقوة تتناسب مع درجة الضغط (وبالتالي من تقصير العضلات)

ب) تقرير قوة السرعة

في الأربعينات من القرن العشرين ، استنتج فيزيولوجي هيل العلاقة بين القوة والسرعة. من الرسم البياني الذي يمثل هذه العلاقة ، يمكن ملاحظة أن السرعة هي الحد الأقصى عند التحميل الصفري والقوة بحد أقصى عند السرعة صفر (القوة تزداد أكثر في حالة السرعة السلبية ، حيث تمتد العضلات لتطور التوتر ، ولكن هذا هو آخر الكلام ... لتعميق التشاور مع المادة حول الانكماش غريب الأطوار). أفضل حل وسط بين المعلمتين (القوة / السرعة) هو 30-40 ٪ من 1RM. يحتوي هذا المنحنى على حرف زائدي ولا يمكن تغييره بالتدريب.

ج) علاقة السرعة الطول

إذا كانت قوة العضلات متناسبة مع القطر العرضي للألياف ، فإن السرعة تعتمد على عدد الألياف في السلسلة على طول مسار الألياف نفسها. لذلك إذا افترضنا أن هناك تقصيرًا في دلتا إل ، وكان لدينا 1000 مجموعة ساركومات على التوالي ، فسيكون إجمالي القصور كما يلي:

1000xDelta L / Delta t

لذا فإن العضلات أطول ، ستكون مسارات التسارع الأسرع متوفرة.

تقرير السرعة - تضخم

أي شخص قد تعامل مع تدريب الوزن دون أن يؤدي إلى إطالة وتمديد وظيفة موازية له قد تمكنت بسهولة من ملاحظة الشعور بجمود أكبر أثناء الحركات الرياضية أو الإجراءات اليومية العادية. في الواقع ، يزيد تضخم مفرط لزوجة داخلية وتراجع ضام. لذلك من المستصوب أن تضخم العضلات لا يحبذ حركة البالستية أو السرعة ، لأنه من المعروف أن الاحتكاك داخل العضلات يجب أن يكون ضئيلاً للسماح بانزلاق مثالي للبروتينات المقلوبة. كما أن قوة الغريب الأوسع لدى لاعبي كمال الاجسام يمكن استنباطها من هذه العلاقة ، حيث أن تضخم الغضب يسبب احتكاكات داخلية قوية تعمل كدعم في حركات التنازل.

الاستنتاجات

من خلال تفسير دستور الشبكة البنيوية والعلاقات الفيزيائية التي تربط العضلات بالحركة ، كان قصدى من هذه المقالة أن أعطي القارئ عنصرًا أكبر لفهمه بقليل من الوضوح أكثر من تلك الإيماءات الرياضية ، وكذلك الإيماءات اليومية. يذهبون إلى أبعد من ما يمكن رفعه من الحديد أو المشي فقط. من أجل فهمها بشكل أفضل في تعقيدها ، تتطلب هذه الإيماءات معرفة علم التشريح وعلم وظائف الأعضاء والكيمياء الحيوية وكل المواد التكميلية ، مما يجعل فهم كيف أن العلوم الفيزيائية هي أي شيء سوى الإرتجال من خلال الممارسة ، و كحاجة إلى "معرفة" متعددة تحتضن النظرية والممارسة.