الخلايا العضلية: التركيب والوظيفة والأمراض

الخلايا العضلية هي خلايا عضلية متعددة النوى. هم الماكياج عضلات الهيكل العظمي. بالإضافة إلى الانكماش ، استقلاب الطاقة تقع أيضًا ضمن نطاق وظائفها.

ما هي الخلايا العضلية؟

الخلايا العضلية هي خلايا عضلية مغزلية الشكل. الميوسين هو بروتين يلعب دورًا مهمًا في تشريحها ووظيفتها. وصف أنطوني فان ليوينهوك خلايا العضلات لأول مرة في القرن السابع عشر. يتكون الجهاز العضلي للهيكل العظمي بأكمله من هذه الوحدات الخلوية الأساسية. تسمى خلايا العضلات أيضًا بألياف العضلات. لا تتكون العضلات الملساء للأعضاء من خلايا عضلية. تتكون خلايا العضلات من الخلايا العضلية المندمجة وبالتالي فهي متعددة النوى ، مما يجعل مصطلح الخلية العضلية مضللاً. وبالتالي ، تحتوي الخلية العضلية بالفعل على خلايا ونواة متعددة. ومع ذلك ، فإن الخلايا الفردية لمركبات الخلية لم تعد قابلة للتمييز على هذا النحو في الليف العضلي، ولكن تشكل syncitium متفرع على نطاق واسع. تتميز أنواع مختلفة من الألياف في الهيكل العظمي الغشاء المخاطي ويتم تجميعها تحت عام مصطلح myocytes. أهم الألياف هي الألياف S والألياف F. تتقلص الألياف S بشكل أبطأ من ألياف F. على عكس ألياف F ، فهي إعياء ببطء ومصممة للاستمرار انكماش.

التشريح والبنية

تمديدات غشاء الخلية عكس في طيات أنبوبي في الليف العضلي، وتشكيل نظام من الأنابيب المستعرضة. وبالتالي ، جهود العمل في غشاء الخلية تصل إلى طبقات الخلايا الأعمق من الليف العضلي. يوجد في أعماق ألياف العضلات نظام تجويف ثانٍ من نتوءات شبكية إندوبلازمية. الكلسيوم يتم تخزين الأيونات في هذا النظام من الأنابيب الطولية. في وقت لاحق ، تواجه غرف Ca2 + طيًا في نظام الأنابيب بحيث تكون الأغشية الفردية متاخمة للثني غشاء الخلية. وهكذا يمكن لمستقبلات هذه الأغشية أن تتواصل مباشرة مع بعضها البعض. تنضم كل ألياف عضلية مع الأنسجة العصبية المرتبطة بها لتشكيل وحدة حركية ، يقع العصب الحركي الخاص بها في لوحة نهاية المحرك. الميتوكوندريا توجد في سيتوبلازم الألياف التي يحتوي بعضها على أكسجين- تخزين الأصباغ والجليكوجين والمتخصصة الانزيمات للعضلة استقلاب الطاقة. بالإضافة إلى ذلك ، توجد عدة مئات من اللييفات العضلية في ألياف العضلات. هذه اللييفات العضلية عبارة عن نظام مروحة يتوافق مع الوحدات المقلصة للعضلة. أ النسيج الضام طبقة تربط ألياف العضلات بأوتار وقد تجمع عدة عضلات في كوخ.

الوظيفة والمهام

تلعب الخلايا العضلية دورًا في استقلاب الطاقة وكذلك وظيفة الحركة العامة. يتم توفير الوظيفة الحركية من خلال قدرة الخلايا العضلية على الانقباض. تمتلك ألياف العضلات هذه القدرة على الانقباض من خلال قدرة الاتصال بين الاثنين البروتيناتوالأكتين والميوسين. من خلال هذين البروتينات، يمكن للألياف العضلية الهيكلية أن تقلل من طولها من حيث الانقباض المتحد المركز. ومع ذلك ، يمكنه أيضًا الحفاظ على الطول مقابل المقاومة ، وهو ما يُعرف باسم الانكماش المتساوي القياس. أخيرًا ، يمكن أن تستجيب للإطالة بالمقاومة. يُعرف هذا المبدأ أيضًا باسم الانكماش غريب الأطوار. ينتج الانقباض عن القدرة الملزمة للميوسين على الأكتين. يمنع بروتين تروبوميوسين الارتباط عندما تكون العضلات في حالة راحة. ومع ذلك ، عندما يكون إمكانات العمل يصل، الكلسيوم يتم إطلاق الأيونات لمنع تروبوميوسين من سد مواقع الربط. وهكذا يبدأ الانكماش على أساس انزلاق الفتيل. واحد إمكانات العمل يسبب فقط نفض العضلات الهيكلية. لإحداث تقصير قوي أو طويل للألياف العضلية ، تصل إمكانات الفعل في تتابع سريع. وهكذا تتداخل التشنجات الفردية تدريجيًا وتزيد من الانكماش. يتم تنظيم قوة العضلات في الألياف ، من بين أمور أخرى ، من خلال ترددات النبض المختلفة للعصبونات الحركية. استقلاب الطاقة في العضلات مهم لتنفيذ عمل العضلات الموصوف. يتم تخزين ATP الموفر للطاقة في جميع خلايا الجسم. يتم إمداد الطاقة إما باستهلاك أكسجين أو بدون أكسجين. متي أكسجين يتم استهلاكه ، يتحلل ATP ويتم إنتاج ATP جديد في العضلات بمساعدة الكرياتين الفوسفات. أسرع شكل من أشكال إمداد الطاقة هو الشكل الخالي من الأكسجين ، والذي يحدث تحت استهلاك جلوكوز. لكن منذ جلوكوز لم تتحلل تمامًا في هذه العملية ، فإن إنتاجية الطاقة لهذه العملية منخفضة الجزيئات تتكون من واحد جلوكوز مركب. إذا تمت نفس العملية بمساعدة الأكسجين ، فإن 38 ATP كامل الجزيئات خلقت من واحد السكر مركب. يمكن أيضًا استخدام الدهون كجزء من هذه العملية.

الأمراض

العديد من الأمراض لها تأثير على الخلايا العضلية. أمراض استقلاب الطاقة ، على سبيل المثال ، يمكن أن تحد من الوظيفة الحركية للألياف العضلية. في اعتلالات الميتوكوندريا ، على سبيل المثال ، يوجد نقص ATP ، والذي يمكن أن يسبب مرضًا متعدد الأعضاء. يمكن أن يكون لاعتلال الميتوكوندريا أسباب مختلفة. على سبيل المثال، التهاب من الممكن أن يسبب الميتوكوندريا لتتلف. ومع ذلك ، عقلي وجسدي إجهاد, سوء التغذية يمكن أن تؤثر الصدمات السامة أيضًا على توفير ATP. والنتيجة هي اضطراب التمثيل الغذائي للطاقة. بالإضافة إلى هذه الاضطرابات في استقلاب الطاقة ، فإن أمراض الجهاز العصبي يمكن أن تجعل عمل الخلايا العضلية أمرًا صعبًا. على سبيل المثال ، إذا كان إرسال الإشارات مضطربًا بسبب تلف النسيج العصبي المركزي أو المحيطي ، فقد يؤدي ذلك إلى الإصابة بالشلل. يمكن فقط تحريك عضلات معينة بشكل رقيق أو عدم تحريكها على الإطلاق ، لأن الإشارات لم تعد تصل إلى الوحدات الحركية في تتابع فوري فقط عند انخفاض سرعة التوصيل ، وبالتالي لم يعد من الممكن أن تتداخل وتتراكم. عضلة رجفة يمكن أن تحدث أيضًا كجزء من هذه الظاهرة. يمكن أن تتأثر ألياف العضلات أيضًا بالمرض نفسه. في مرض ناكسوس الوراثي ، على سبيل المثال ، هناك خسارة كبيرة في الخلايا العضلية. الظاهرة الأكثر شيوعًا هي تمزق الألياف العضلية. تتجلى هذه الظاهرة بشكل مفاجئ وشديد الم في العضلات. العضلات المصابة لها حركة محدودة ويحدث تورم. كما أن التهابات ألياف العضلات التي تسببها العدوى أو الاضطرابات المناعية شائعة أيضًا. للتمييز عن ذلك ، تصلب العضلات ، والتي تحدث عادةً بعد إجهاد مستمر بسبب تغيير التمثيل الغذائي للعضلات ، ولكن في حالات نادرة يمكن أن تكون مرتبطة أيضًا بـ التهاب العضلات.