إستعمال الطاقة-ATP

إستعمال الطاقة-ATP
بنية الليف العضلي :
عبارة عن خلية عملاقة من0.1 ملم إلى بضع سنتمترات تضم مجموعة من الأنوية ضمن السيتوبلازم المحيطي،أما السيتوبلازم المركزي فيحتوي مجموعة من اللييفات والتي تبدي أقراصا عاتمة متناوبة مع أخرى نيرة (إضافة إلى شبكة إندوبلازمية نامية و عدد كبير من الميتوكندري وعضيات خلوية عادية).
البنية الدقيقة للييف:يتألف كل لييف عضلي من خيوط ذات طبيعة بروتينية : الميوزين و الآكتين.
أ/ الميوزين : خيوط بروتينية سميكة في هيئة عصيات لها رأس يدعى رأس الميوزين.
ب/الآكتين : خيوط بروتينية رفيعة تضم 3 أنواع من الجزيئات البروتينية ( أكتين ¢ تروبونين ¢
تروبوميوزين ).
تلتقي خيوط الآكتين مع بعضها وتلتحم في مستوى مستعرض مشكلة خط Z و هو يتوسط منطقة نيرة تدعى I (قرص نير) .
أما المنطقة A فهي منطقة تداخل خيوط الآكتين بالميوزين وتشكل القرص العاتم و الذي يتوسطه منطقة فاتحة مؤلفة فقط من خيوط الميوزين فقط مشكلا منطقة H .. ((تنبيه : نسمي ذلك الجزء من اللييف العضلي المحصور بين خطي Z بالوحدة العضلية .))
مقارنة لييف في حالة إسترخاء بآخر في حالة تقلص :
عند حدوث التقلص يتقلص طول العضلة بنقصان طول الألياف المشكلة لها والتي ينقص طولها بنقصان طول اللييفات المشكلة لها وهذه الأخيرة ينقص طولها بنقصان طول الوحدات العضلية المشكلة لها حيث تضيق المنطقة H وأحيانا تختفي وتضيق في نفس الوقت المنطقة I
بينما تبقى المنطقة A (القرص العاتم) ثايتة الطول.
التفسير :يرجع ضيق المنطقة H إلى تقارب أطراف خيوط الآكتين المتقابلة من بعضها البعض.
و يرجع ضيق المنطقة I لتقارب خطي Z من أطراف خيوط الميوزين وبالتالي يمكننا تفسير ظاهرة التقلص العضلي بانزلاق خيوط الآكتين على خيوط الميوزين علما أن طول خيوط الآكتين و كذا الميوزين يبقى دوما ثابتا.
الخلاصة : عملية التقلص العضلي هي عبارة عن إنزلاق خيوط الآكتين على الميوزين
متطلبات التقلص العضلي : ( تحليل منحنيات )
نضع لييف عضلي في ظروف تجريبية مناسبة لحدوث التقلص العضلي ثم نعامله بمواد كيميائية مختلفة:
في a نضيف الـATP وCa++
في b نضيف الساليرغانSALYRGAN مادة
تمنع تمييه الـATP
في γ نضيف الـATP وCa++
في δ نضيف مادة الكيلاتور CHELATEUR
مادة تمنع إستعمال Ca++ "لأنها تتحد معه "
التحليل: في a حدث تقلص عادي للييف (توتر)
في b عند إضافة الساليرغان زال التوتر وعند
في γ تكرار إضافة الـATP وCa++ حدث التقلص من جديد
في δ عند إضافة الكيلاتور زال التقلص (زال التوتر).
التفسير : تتدخل مادتي الــATP والــCa++ بصورة مباشرة في عملية التقلص العضلي .
النتيجة : جزيئات الـATP وCa++ ضروريتان معا لحدوث عملية التقلص العضلي.
آلية حدوث التقلص العضلي ( المظهر الجزيئي للتقلص العضلي )
1-وصول زوال الإستقطاب إلى إنخماصات النظام T فالشبكة الأندوبلازمية فتحرر Ca++ في الهيولى الأساسية
2-يتثبت Ca++ على بروتين مرتبط بالآكتين فتنكشف المواقع النشطة للآكتين فتصبح حرة قابلة للتفاعل.
3- تتثبت رؤوس الميوزين على المواقع النشطة مشكلة معقدات (أكتوميوزين) أي أكتين- ميوزين.
4-تدور رؤوس الميوزين نحو مركز الوحدة العضلية مؤدية إلى إنزلاق الآكتين على الميوزين
يتطلب كل من تثبيت و دوران رؤوس الميوزين طاقة ناتجة من إماهة الـATP المثبت على رؤوس الميوزين و ذلك تحت تأثير إنزيم الميوزين و الذي ينشط بدوره بواسطة Ca++.
5- تؤدي عودة الإستقطاب إلى إعادة إمتصاص Ca++ بواسطة الشبكة الهيولية الداخلية، فيزول الإرتباط بين رؤوس الميوزين و الآكتينو ذلك بالإستعانة بالـATP المثبت على رؤوس الميوزين ... فيحدث الإرتخاء.
تنبيه في حالة إنعدام الـATP في المرحلة ¢ 5 ¢ تبقى العضلة متقلصة .
النتيجة : يرتبط التقلص بوجود بروتينات الأكتين و الميوزين القابلة للإنزلاق و بتوفر الـATP و Ca++ .تجديد مصدر الطاقة الـATP :
تستعمل العضلة أثناء تقلصها الـATP مباشرة والتي يتم تجديدها عن طريق تحلل الغليكوجين المخزن في العضلات إلى غلوكوز ثم إلى حمض البيروفيك الذي يسلك طريقين
³ إما أكسدة خلوية منتجا إجماليا 38 ATP.
³ أو تخمر لبني منتجا 2 ATP.
³ كما يتم تجديد أيضا الـATP عن طريق هدم الفوسفاجين ( الفوسفوكرياتين)
الطرق الأيضية التي تستعملها الخلية العضلية لتجديد الـATP
أ// الطرق الأيضية السريعة : وهي تلك التفاعلات السريعة و البسيطة لإنتاج
الـATP
ADP + ADP -------------myokinase-------------> ATP + AMP
فوسفوكرياتين + ADP -------phosphocreatinekinase-------> ATP + كرياتين
ب// الطرق الأيضية البطيئة : وهي تلك التفاعلات العديدة و المطولة لإنتاج الـATP
Ä¢ في وجود الـO2 : تنتج الـATP من خلال مراحل الأكسدة التامة للغلوكوز و الذي مصدره
غلوكوز الدم أو الغليكوجين المخزن.
Ä¢ في غياب الـ O2 : تنتج الـATP من خلال عملية التخمر اللبني.
حوصلة للمحور " الخلية و الطاقة " :
النتيجة : تستعمل العضلة أثناء تقلصها الطاقة الناتجة مباشرة من تحلل الـATP و التي يتم تجديدها
باستمرار بواسطة الطرق الأيضية السريعة و البطيئة