آلية التقلص العضلي دروس علوم الحياة و الأرض الثانية بكالوريا

آلية التقلص العضلي 

دروس علوم الحياة و الأرض الثانية بكالوريا

الفصل 2 : دور العضلة الهيكلية المخططة في تحويل الطاقة

ملاحظة : الكلمات الموجودة في الموضوع و الملونة بالأزرق هي عبارة عن مصطلحات علمية ، و  تجدون تعريفها أسفل الموضوع .

آلية التقلص العضلي

بعد الملاحظة المجهرية لليف عضلي في حالة راحة و في حالة تقلص، يتضح أن هناك تغييرات يتعرض لها الساركومير المُشَكِّل للييف العضلي. تمثل الوثيقة أسفله المظهر الميكانيكي لساركومير قبل و بعد التقلص.

1 : صف التغييرات التي تحدث على مستوى الساركومير بعد التقلص العضلي؟ 

2 : ما المعلومات الممكن إستخلاصها من خلال هذه الملاحظة؟ 

( الجواب عن الأسئلة أسفل الموضوع )

متطلبات التقلص العضلي

قصد الكشف على متطلبات التقلص العضلي، تم عزل ألياف عضلية و ووضعها في وسط خاص. تم بعد ذلك قياس توثر الليف بعد اضافة الكالسيوم +Ca2 و الـ ATP مادتي Salyrgan و مادة مانعة (مانع).

 3 : حلل النتائج المحصل عليها و فسرها ثم إستنتج متطلبات التقلص العضلي؟ 

( الجواب عن الأسئلة أسفل الموضوع )

 آلية التقلص العضلي

يعتمد التقلص العضلي على تحويل الطاقة الكامنة على مستوى الـ ATP إلى طاقة ميكانيكية، تتجلى في انزلاق خييطات الأكتين على خييطات الميوزين وِفق آلية التقلص العضلي. تمر هذه الآلية عبر مراحل تلخصها الوثيقة التالية.

 4 : صف باعتماد الوثيقة أعلاه كيف يتم التقلص العضلي ؟ 

الجواب عن الأسئلة 

1 : صف التغييرات التي تحدث على مستوى الساركومير بعد التقلص العضلي؟ 

الجواب :بعد التقلص العضلي، يلاحظ نقصان طول الساركومير (تقارب حزي Z)، كذلك يتضح أن المنطقة الفاتحة ينقص طولها بينما تحتفظ المنطقة الداكنة بطولها الأصلي. المنطقة H بدورها ينقص طولها و قد تختفي في بعض الأحيان.

2 : ما المعلومات الممكن إستخلاصها من خلال هذه الملاحظة؟ 

الجواب :بقاء طول المنطقة الداكنة ثابتا من جهة، و تقصير طول كل من المنطقتين الفاتحة و H، يدل على أنه ليس هناك تقصير لخييطات الأكتين و الميوزين، لكن هناك بالمقابل انزلاق الخييطات بعضها بالنسبة للبعض، مما يؤدي إلى تقصير طول الساركومير بفعل تقارب حزي Z.

 3 : حلل النتائج المحصل عليها و فسرها ثم إستنتج متطلبات التقلص العضلي؟ 

الجواب :

التحليل : بوجود الـ ATP و الكالسيوم +Ca2، يزداد توثر الليف العضلي، لكن بعد اضافة كل من Salyrgan و المانع، ينخفض توثر الليف و بالتالي عدم تقلصه.

التفسير : انعدام تقلص الليف العضلي بعد اضافة Salyrgan ناتج عن عدم حلمأة الـ ATP بفعل هذه المادة الكابحة لهذه العملية. أما انعدام التقلص بعد اضافة المانع، فراجع إلى كبح هذه المادة لعمل الكالسيوم +Ca2.

استنتاج : يتبين من خلال هذه المعطيات أن كلا من الـ ATP و الكالسيوم +Ca2، ضروريان لحدوث التقلص العضلي.

 4 : صف باعتماد الوثيقة أعلاه كيف يتم التقلص العضلي ؟ 

الجواب :

يتم التقلص العضلي عبر أربعة مراحل أساسية :

المرحلة 1 : ترتبط جزيئات الـ ATP برؤوس الميوزين، و يتم طرح الكالسيوم +Ca2 من طرف الشبكة الساركوبلازمية الداخلية و ذلك بعد وصول السيالة العصبية. خلال هذه المرحلة، يحجب التروبوميوزين مواقع ارتباط الأكتين بالميوزين.

المرحلة 2 : تتم حلمأة جزيئات الـ ATP على مستوى رؤوس الميوزين، فتحرر طاقة تبقى كامنة على مستوى هذه الرؤوس. من جهة أخرى، يرتبط الكالسيوم +Ca2 بجزيئات التروبونين مما يسمح بإزاحة التروبوميوزين عن مواقع ارتباط الأكتين بالميوزين.

المرحلة 3 : بعد أن تنكشف مواقع ارتباط الأكتين بالميوزين، يحدث الارتباط بين خييطات الأكتين و الميوزين بفعل حلمأة الـ ATP (المرحلة 2).

المرحلة 4 : بعد الارتباط بين خييطات الأكتين و الميوزين، تتشكل مركبات الأكتوميوزين التي تحفز رؤوس الميوزين على الدوران باستعمال الطاقة الكامنة على مستواها.

ترتبط جزيئة الـ ATP من جديد برؤوس الميوزين مسببة انفصالها عن الأكتين ثم تتم حلمأتها، وفي حالة استمرار ضخ الكالسيوم +Ca2 من طرف الشبكة الساركوبلازمية الداخلية (استمرار التنبيه)، ترتبط من جديد خييطات الميوزين بخييطات الأكتين و تدور رؤوس الميوزين، فيستمر انزلاق الخييطات، و يحدث بالتالي تقلص اللييف العضلي، ومعه تقلص العضلة.

تعريف المصطلحات العلمية الموجودة بالموضوع

حلمأة Hydrolyse : عبارة عن تفاعل كيميائي يتم بين مركب كيميائي و الماء، فيؤدي إلى انكسار الرابطة الكيميائية في جزيئة الماء H2O إلى أيون الهيدروجين +H (بروتون)، وأيون الهيدروكسيل –OH.

الشبكة الساركوبلازمية الداخلية Réticulum Sarcoplasmique : هو الاسم الذي يُطلق على الشبكة السيتوبلازمية الداخلية للعضلة الهيكلية المخططة. و هي عبارة عن شبكة من الأنابيب تسمح بتنقل المواد بين الخلايا. تعرف هذه الشبكة تواجد الكالسيوم الذي يلعب دورا هاما في تقلص العضلة.
باقي فقرات الفصل :

الفصل 2 : دور العضلة الهيكلية المخططة في تحويل الطاقة 

	عناوين الدروس	مشاهدة
1	تقديم (دور العضلة الهيكلية في تحويل الطاقة)
2	دراسة تجريبية للتقلص العضلي
3	الظواهر المرافقة للتقلص العضلي
4	بنية و فوق بنية العضلة الهيكلية المخططة
5	آلية التقلص العضلي
6	تجديد الـ ATP خلال التقلص العضلي
7	العلاقة بين مختلف التفاعلات المحررة للطاقة و المستهلكة لها