الحركة في الإنسان

أهلاً بكما صديقي و صديقتي. أتمنى لكما النجاح و التفوق.

الحركة في الإنسان

الحركة في الإنسان تعتمد على ثلاثة أجهزة هي :

أولا : الجهاز الهيكلي :

هو الدعامة للجسم

و المفاصل التي تتم عليها الحركة

و مكان لاتصال العضلات.

ثانيا : الجهاز العضلي :

العضلات الهيكلية أو الإرادية أي التي تخضع في انقباضها و انبساطها لإرادة الإنسان تحرك الأطراف بانقباضها و انبساطها.

و العضلات الملساء أو العضلات اللا إرادية أي التي لا تخضع في انقباضها و انبساطها لإرادة الإنسان تقوم بوظائف أخرى للجسم غير حركة الأطراف منها مثلا حركة الأمعاء .

ثالثا : الجهاز العصبي :

هو الذي يعطي الأوامر للعضلات على شكل سيال عصبي لكي تنقبض أو تنبسط .

الجهاز العضلي في الإنسان

يتكون الجهاز العضلي في الإنسان من 620 عضلة أو أكثر

وظائف العضلات :

أولا : العضلات الهيكلية أي المتصلة بالهيكل العظمي تحافظ على ثبات وضع الجسم في وضع معين مثلا : واقفا أو جالسا.

و تغير وضعية جزء من الجسم بالنسبة لبقية الجسم مثلا تقرب اليد من الفم .

و تحرك الجسم كله من مكان لمكان مثلا بالمشي أو الجري .

ثانيا : العضلات الملساء أو الغير مخططة كما سنوضح لاحقا توجد في أنسجة كثيرة بالجسم منها مثلا جدران الأوعية الدموية حيث تحرك الدم داخل هذه الأوعية و تحافظ على ضغط الدم .

تركيب العضلة :

الوحدة البنائية للنسيج العضلي أو اللحم هي الخلية العضلية و تسمى أيضا الليفة العضلية .

ملاحظة :

يقصد بالوحدة البنائية العنصر الأساسي للبناء و الذي بتكراره يبنى البناء كله.

و بدراسة هذه الوحدة البنائية يمكنا فهم الكثير عن تركيب البناء كله.

قالب الحجارة البسيط مثلا هو الوحدة البنائية لأي مبنى تراه سواء البسيط منها أو الضخم.

نعود للخلية العضلية .

تتميز الخلية العضلية بالآتي :

غشاء الخلية و يسمى الساركوليما.

و السيتوبلازم و يسمى الساركوبلازم.

كما تحتوي الليفة العضلية على عدد كبير من الأنوية.

و تحتوي الليفة العضلية على عدد من اللييفات العضلية المرتبة طوليا و الموازية للمحور الطولي للعضلة .

و توجد الألياف العضلية في مجموعات تعرف الواحدة منها بالحزمة العضلية

و يكون للحزمة العضلية غشاء خاص يعرف بغشاء الحزمة.

تركيب اللييفة العضلية :

تتكون اللييفة العضلية من الآتي :

أولا :

أقراص مضيئة يرمز لكل منها بالحرف آي و تتكون من خيوط بروتينية رفيعة تسمى الأكتين.

و يقطع كل قرص مضيء في المنتصف خط داكن يرمز له بالحرف Z

ثانيا :

أقراص داكنة يرمز لكل منها بالحرف A و تتكون من خيوط بروتينية سميكة تسمى الميوسين.

و يقطع كل قرص داكن في المنتصف خط شبه مضيء يرمز له بالحرف H

و تعرف القطعة العضلية أو الساركومير بأنها :

المسافة بين خطين من النوع Z

و يوجد هذا التركيب فقط في العضلات الهيكلية و القلب و لذا تعرف بالعضلات المخططة .

بينما لا يوجد هذا التركيب في العضلات الملساء و لذا تعرف بالعضلات الغير مخططة .

الانقباض العضلي

توجد ثلاثة مكونات هامة لفهم الانقباض العضلي هي :

أولا : انتقال السيال العصبي إلى العضلة الهيكلية.

ثانيا : آلية انقباض العضلة عن طريق نظرية الخيوط المنزلقة.

ثالثا : الوحدة الحركية.

كيف ينتقل السيال العصبي إلى العضلة الهيكلية ؟

لاحظ الآتي :

النهاية العصبية للخلية العصبية تتصل بالليفة العضلية عند ما يعرف بالتشابك العصبي العضلي.

و أنها تخزن مادة الأسيتيل كولين في حويصلات داخلها.

و عند وصول السيال العصبي إلى النهاية العصبية للخلية العصبية و في وجود أيون الكالسيوم يخرج الأسيتيل كولين المخزن في الحويصلات في النهاية العصبية

و ينتقل إلى الفراغ بين النهاية العصبية و غشاء الليفة العضلية ثم يصل إلى سطح هذا الغشاء.

لاحظ أيضا :

أنه في الوضع العادي يكون غشاء الليفة العضلية في حالة استقطاب كهربائي أي وجود شحنة موجبة عليه من الخارج و شحنة سالبة عليه من الداخل ما ينشأ عنه فرق جهد كهربائي

و السبب في ذلك هو اختلاف تركيز الأيونات على جانبي الغشاء الداخلي و الخارجي.

و عند وصول الأسيتيل كولين إلى غشاء الليفة العضلية يسبب زيادة نفاذيته لأيون الصوديوم و هو أيون ذو شحنة موجبة فيدخل بكميات كبيرة إلى الداخل

و بالتالي يحدث تناقص ثم تلاشي ثم انعكاس فرق الجهد الكهربائي المذكور أي تصبح الشحنة الموجبة من الداخل و الشحنة السالبة من الخارج و تعرف هذه بحالة اللا استقطاب.

و حالة اللا استقطاب هي التي تسبب انقباض العضلة .

لاحظ أيضا :

أن التشابك العصبي العضلي يحتوي على إنزيم الكولين إستريز الذي يقوم بتحطيم مادة الأسيتيل كولين إلى كولين و حامض الخليك فينتهي أثرها .

بانتهاء عمل الأسيتيل كولين يعود غشاء الليفة العضلية إلى وضعه الطبيعي أي نفاذيته الطبيعية و بالتالي إلى حالة الاستقطاب مرة أخرى.

و تعود الليفة العضلية مهيئة للاستجابة للحفز من جديد .

آلية انقباض العضلة عن طريق نظرية الخيوط المنزلقة

يعود الفضل في اكتشاف نظرية الخيوط المنزلقة إلى العالم هكسلي الذي استعان بالمجهر الإلكتروني لدراسة انقباض العضلة.

أثناء انقباض العضلة :

تتكون روابط مستعرضة بين خيوط الميوسين و الأكتين بمساعدة أيونات الكالسيوم

تعمل الروابط المستعرضة كخطاطيف تسحب خيوط الأكتين المتجاورة تجاه بعضها البعض بمساعدة الطاقة المخزنة في جزيئات ATP

تتقارب خطوط Z من بعضها و تقصر القطعة العضلية أو الساركومير أي تنقبض العضلة.

أثناء انبساط العضلة بعد انقباضها :

تفصل الروابط المستعرضة عن خيوط الأكتين بمساعدة الطاقة المخزنة في جزيئات ATP

لاحظ هنا أن نقص جزيئات ATP يؤدي لعدم انبساط العضلة و بقائها في حالة انقباض

تتباعد خطوط Z عن بعضها و تعود القطعة العضلية أو الساركومير إلى طولها الأساسي أي تنبسط العضلة.

التعليق على نظرية هكسلي :

النظرية لم تفسر آلية انقباض العضلات الملساء

و مع هذا فالخيوط البروتينية في ألياف العضلات الملساء تشبه الخيوط الأكتينية في ألياف العضلات الهيكلية

و ربما يساعد هذا في تفسير آلية انقباض العضلات الملساء بطريقة مشابهة لما سبق .

الوحدة الحركية

هي الوحدة الوظيفية للعضلة الهيكلية

و انقباض العضلة هو محصلة انقباض جميع الوحدات الحركية المكونة لها

ملاحظة :

يقصد بالوحدة الوظيفية مجموعة المكونات التي تشكل العنصر الأساسي لأداء وظيفة النسيج

و تكون الوظيفة الكلية للنسيج هي محصلة تكرار وظيفة هذا العنصر

و بدراسة هذه الوحدة الوظيفية يمكنا فهم الكثير عن وظيفة النسيج كله .

فمثلا مجموعة من التروس البسيطة ينتج عن عملها معا حركة بسيطة قد تشكل الوحدة الوظيفية لآلة كبيرة وظيفتها الكلية أن تؤدي حركة كبيرة.

نعود للوحدة الحركية.

تتكون الوحدة الحركية مما يلي :

خلية عصبية حركية يخرج منها ليف عصبي حركي

يتفرع الليف العصبي إلى عدد كبير من الفروع العصبية

كل ليف عصبي حركي يغذي عددا كبيرا يتراوح بين خمسة و مائة من الألياف العضلية

مكان اتصال فرع الليف العصبي بالليف العضلي يسمى الوصلة العصبية العضلية

الجزء من غشاء الليف العضلي المتصل بفرع الليف العصبي يسمى الصفيحة النهائية الحركية

إجهاد العضلة

يحدث إجهاد العضلة إذا تكرر انقباضها في وقت قصير

و يفسر حدوثه كالتالي :

تكرار انقباض العضلة في وقت قصير يؤدي لعدم وصول الأكسجين بالسرعة الكافية للعضلة لانتاج ما تحتاجه من الطاقة

تقوم العضلة بتحويل الجليكوجين أو النشا الحيواني إلى جلوكوز

ثم بأكسدة الجلوكوز بالتنفس اللاهوائي الذي لا يحتاج وجود الأكسجين تنتج العضلة الطاقة التي تحتاجها

لكن ينتج عن عملية التنفس اللاهوائي هذه تراكم حامض اللاكتيك في العضلة

حامض اللاكتيك هو الذي يسبب تعب و إجهاد العضلة

كما أن نقص جزيئات ATP يؤدي لبقاء العضلة في حالة انقباض مستمر بسبب عدم انفصال الروابط المستعرضة عن خيوط الأكتين كما أوضحنا سابقا

حالة الانقباض العضلي المستمر تؤدي للشد العضلي المؤلم

الشد العضلي الزائد قد يؤدي إلى تمزق العضلة و حدوث نزيف دموي

لاحظ أن الشد العضلي قد يحدث أيضا بسبب وصول نبضات عصبية غير صحيحة من المخ للعضلات تتعارض مع الأداء الطبيعي للعضلات

انتهاء الإجهاد العضلي :

راحة العضلة تؤدي لوصول الأكسجين بالكميات المناسبة للعضلة

تقوم العضلة بالتنفس الهوائي و إنتاج جزيئات ATP بكميات كبيرة

توفر جزيئات ATP يعمل على انفصال الروابط المستعرضة عن خيوط الأكتين و بالتالي يحدث انبساط العضلة

تبدأ العضلة من جديد في تتابع الانقباض و الانبساط بشكل طبيعي.

اشترك في قناتنا على اليوتيوب

 الحركة في الكائنات الحية

أهلا بكما صديقي و صديقتي

أتمنى لكما النجاح و التفوق

 

ما هي الحركة في الكائنات الحية ؟

الحركة ظاهرة رئيسية من ظواهر الحياة يستجيب بها الكائن الحي للمثيرات المختلفة سواء بالإيجاب أي الاقتراب أو بالسلب أي الابتعاد أو حتى الهروب

كما أنها تساعده على الانتشار في البيئة و الانتقال من مكان لمكان .

لماذا تحدث الحركة ؟

تحدث حركة الكائنات الحية لغرضين هامين هما :

الاستجابة للمثيرات المختلفة

و الانتقال من مكان لآخر .

ما هي أنواع حركة الكائنات الحية ؟

تنقسم حركة الكائنات الحية إلى ثلاثة أنواع :

أولا : حركة دائبة و مستمرة

المثال : الحركة السيتوبلازمية

ثانيا : حركة موضعية تحدث فقط لبعض أجزاء الكائن الحي

المثال : الحركة الدودية للأمعاء

ثالثا : حركة كلية تحدث للكائن الحي كله

المثال : الانتقال من مكان لمكان بحثا عن الغذاء أو الجنس الآخر أو للهرب من خطر ما في المكان الأول.

كيف تحدث الحركة في الكائنات الحية ؟

حدوث الحركة في الكائن الحي يعتمد على وجود عنصرين هامين :

أولا : المرتكز الصلب :

أي الدعامة التي ستعتمد عليها أنسجة الكائن الحي أثناء الحركة .

و قد تكون هذه الدعامة:

دعامة خارجية

المثال : المفصليات

أو دعامة داخلية

المثال : الهيكل الغضروفي في الأسماك الغضروفية و الهيكل العظمي في الأسماك العظمية و كل من الفقاريات .

و يلاحظ هنا أن الهيكل هو أجزاء تتمفصل مع بعضها بما يتيح حركتها .

ثانيا : العضلات :

و هي الأنسجة التي تتصل بالمرتكز الصلب يعني مثلا بأجزاء الهيكل

و تحركه بانقباضها و انبساطها .

إذن :

حدوث الحركة يتطلب وجود دعامة قابلة للحركة و أنسجة تتصل بالدعامة وتستطيع تحريكها .

و سندرس معا فيما يلي الحركة في النبات و الحركة في الإنسان .

الحركة في النبات

توجد ثلاثة أنواع من الحركة في النبات هي :

أولا : الحركة استجابة للإحساس :

الأمثلة :

الحركة استجابة للمس و الظلام

و حركة الانتحاء سواء الضوئي أو الأرضي أو المائي .

ثانيا : حركة الشد

ثالثا : الحركة الدورانية السيتوبلازمية.

الحركة استجابة للإحساس

نوعان:

أولا : الحركة استجابة للمس و الظلام:

المثال : نبات الست المستحية

الملاحظات :

لاحظ العلماء ما يلي :

لمس وريقة من وريقات نبات الست المستحية يؤدي لتدليها كما لو أصابها الذبول ثم يتبعها ما يليها من وريقات ثم يتبعهم عنق الورقة .

أثناء النهار تكون وريقات نبات الست المستحية منبسطة و بالليل تكون متقاربة كما لو أن هناك حركة يقظة و نوم .

فسر العلماء هذه الملاحظات كما يلي :

أوراق نبات الست المستحية أوراق مركبة ريشية أي تشبه ريشة الطائر .

و لكل ورقة محور أولي يوجد به انتفاخ عند قاعدته .

و ينتهي المحور الأولي بأربعة محاور ثانوية .

و كل محور ثانوي يوجد به انتفاخ عند قاعدته .

و كل محور ثانوي يحمل صفين من الوريقات .

و كل وريقة يوجد بها انتفاخ عند قاعدتها .

تلعب الانتفاخات المذكورة الدور الرئيسي في تفسير حركة نبات الست المستحية كما يلي :

تؤدي الانتفاخات وظيفة تشبه وظيفة المفصل في الهيكل العظمي

تحدث الحركة عند الانتفاخ كما يلي :

الانتفاخ له نصفان : نصف علوي و نصف سفلي .

جدر خلايا النصف السفلي من الانتفاخ أكثر رقة و حساسية مقارنة بالنصف العلوي.

اللمس أو الظلام يؤديان لتقلص جدر خلايا النصف السفلي من الانتفاخ و زيادة نفاذيتها للماء فيخرج منها إلى الأنسجة المجاورة .

ينكمش النصف السفلي من الانتفاخ بينما يظل النصف العلوي على حالته العادية .

يرتخي الانتفاخ من أسفل فتحدث الحركة عنده .

ثم يحدث العكس بزوال المؤثر .

ثانيا : الانتحاء :

الانتحاء هو تأثر نمو سوق و جذور النبات بعدم تساوي ما تتعرض له جوانبها من الضوء أو الرطوبة أو الجاذبية الأرضية ما يؤدي لانحنائها تجاه هذه المؤثرات أو بعيدا عنها .

الانتحاء تجاه المؤثر يسمى انتحاء موجبا

و الانتحاء بعيدا عن المؤثر يسمى انتحاء سالبا.

توجد ثلاثة أنواع من الانتحاء :

أولا : الانتحاء الضوئي :

و فيه يحدث انحناء الساق نحو الاتجاه الأكثر ضوءا و انحناء الجذر بعيدا عن الاتجاه الأكثر ضوءا .

ثانيا : الانتحاء الأرضي :

و فيه يحدث انحناء الساق عكس اتجاه الجاذبية الأرضية و انحناء الجذر في نفس اتجاه الجاذبية الأرضية.

ثالثا : الانتحاء المائي :

و فيه يحدث انحناء الجذر نحو الاتجاه الموجود به الماء في التربة .

تفسير الانتحاء الضوئي :

تجارب العلماء :

أولا : تجربة بويسن جنسن .

ثانيا : تجربة فنت .

نتائج تجارب العلماء :

قمة الغلاف الورقي لبادرة نبات الشوفان هي النسيج المسئول عن ظاهرة الانتحاء.

قمة الغلاف الورقي لبادرة نبات الشوفان تفرز الأوكسينات .

الأوكسينات هي مواد كيميائية تؤثر في نمو النبات و استطالة خلاياه .

أكثر الأوكسينات شيوعا هو إندول حمض الخليك .

الأوكسينات يمكنها النفاذ عبر مادة الجيلاتين و لا يمكنها النفاذ عبر صفيحة من الميكا .

الأوكسينات يمكنها الانتشار في مادة الأجار و يمكن قياس نسبة هذا الانتشار .

الأوكسينات تسبب زيادة استطالة خلايا الساق و الجذر إلا إذا تجاوز تركيزها حدا معينا .

الأوكسينات إذا زاد تركيزها عن الحد المعين فإنها تمنع استطالة الخلايا بدل أن تزيدها .

تذكر هنا يا صديقي القول الشائع :

أن الشيء إذا زاد عن حده انقلب إلى ضده !

الحد المعين من تركيز الأوكسينات الذي لو تجاوزه النبات لتوقفت خلايا الجذر عن الاستطالة أقل بكثير من نظيره عند خلايا الساق

و بالتالي فإن زيادة تركيز الأوكسينات فوق هذا الحد سيؤدي لمنع استطالة خلايا الجذر بينما تستمر استطالة خلايا الساق

و هنا سيحدث اختلاف التأثير بسبب اختلاف التركيز

يعني سيتوقف نمو الجذر و يستمر نمو الساق .

مثال للتوضيح بالأرقام:

لنفرض أن خلايا الجذر تتوقف عن الاستطالة إذا بلغ تركيز الأوكسينات في النبات عشر وحدات

و لنفرض أن خلايا الساق تتوقف عن الاستطالة إذا بلغ تركيز الأوكسينات في النبات عشرين وحدة

(لاحظ الفرق الكبير بين عشرة و عشرين وحدة تركيز)

معنى هذا أنه طالما كان تركيز الأوكسينات في النبات بين 11 و 19 وحدة فإن خلايا الجذر ستتوقف عن الاستطالة بينما ستستمر خلايا الساق في الاستطالة

و بالتالي سيحدث التغيير في شكل جذر أو ساق النبات أو كليهما

يعني يحدث الانتحاء.

نعود لنتائج تجارب العلماء:

تركيز الأوكسينات يزيد في الجانب الأقل تعرضا للضوء أي الجانب المظلم من النبات

و بالتالي تستطيل خلايا الساق في الجانب المظلم أكبر من الجانب المعرض للضوء

و بالتالي ينحني الساق باتجاه الضوء

و يحدث العكس بالنسبة للجذر بسبب اختلاف تأثير تركيز الأوكسينات كما بينا سابقا .

الساق يسمى منتحي ضوئي موجب و الجذر يسمى منتحي ضوئي سالب .

تفسير الانتحاء الأرضي :

في الوضع الطبيعي للنبات يكون توزيع الأوكسينات منتظما فينمو الساق لأعلى و ينمو الجذر لأسفل .

إذا وضع النبات في الوضع الأفقي تتراكم الأوكسينات و يزيد تركيزها في الجانب السفلي من الساق و من الجذر .

زيادة تركيز الأوكسينات في الجانب السفلي من الساق يؤدي لاستطالتها أكبر من الجانب العلوي فينحني الساق لأعلى يعني عكس اتجاه الجاذبية الأرضية .

زيادة تركيز الأوكسينات في الجانب السفلي من الجذر أعلى من الحد المعين يؤدي لمنع استطالته فينحني الجذر لأسفل يعني في نفس اتجاه الجاذبية الأرضية .

يسمى الساق سالب الانتحاء الأرضي و يسمى الجذر موجب الانتحاء الأرضي .

تفسير الانتحاء المائي :

تركيز الأوكسينات يزيد في جانب الجذر المواجه للماء أو الجانب الرطب و يقل في الجانب الغير مواجه للماء أو الجانب الجاف .

زيادة تركيز الأوكسينات في جانب الجذر الرطب فوق الحد المعين يمنع استطالته بينما يستمر الجانب الآخر في الاستطالة .

ينحني الجذر نحو الاتجاه المواجه للماء .

يسمى الجذر موجب الانتحاء المائي أو منتحي مائي موجب .

حركة الشد في النبات

يوجد نموذجان لحركة الشد في النبات :

حركة الشد في محاليق النباتات المتسلقة كالبازلاء .

و حركة الشد في جذور الكورمات و الأبصال .

أولا : حركة الشد في محاليق النباتات المتسلقة :

المثال : نبات البازلاء

الملاحظات :

يتحرك الحالق حركة دورانية بحثا عن الدعامة .

إن لم توجد أي دعامة يذبل الحالق و يموت .

إن وجدت الدعامة أي الجسم الصلب بالقرب من النبات و لمسها المحلاق فإنه يلتصق بها و تتحول باقي أجزاءه إلى ما يشبه اللولب الذي يلتف حول الدعامة.

يتغلظ الحالق بعد ذلك و يقوى و يشتد بما فيه من أنسجة دعامية .

يشد الحالق النبات تجاه الدعامة .

ملاحظة طريفة:

ربما يوصف بعض البشر بأنه إنسان متسلق تشبيها له بالنبات المتسلق ذلك أنه لا يعتمد على نفسه بل على غيره في استقامة عوده و ارتقاءه لأعلى.

نعود للدرس.

التفسير :

أجزاء المحلاق الغير ملتصقة بالدعامة أسرع نموا من الأجزاء الملتصقة بها .

و هذا يفسر زيادة طولها الكلي الذي يتحول إلى شكل لولبي يسبب حركتها الإلتفافية حول الدعامة .

ثانيا : حركة الشد في الكورمات و الأبصال :

الملاحظات :

وجود الجذور الشادة في التربة أسفل الكورمات و الأبصال.

تقلص الجذور الشادة لأسفل .

هبوط النبات إلى المستوى الطبيعي المناسب .

تظل الساق الأرضية المختزنة على بعد مناسب من سطح الأرض ما يزيد من تدعيمها و حماية أجزائها الهوائية ضد الرياح .

ملاحظة:

الكورمات و الأبصال هي أنواع من سيقان النبات المتحورة التي توجد تحت الأرض و وظيفتها هي تخزين المواد الغذائية

و من أمثلتها: نبات النرجس و نبات البصل.

الحركة الدورانية السيتوبلازمية

المثال :

فحص خلية ورقة نبات الإيلوديا و هو نبات مائي معروف تحت القوة الكبيرة للمجهر .

الملاحظات :

السيتوبلازم يبطن جدار الخلية من الداخل بطبقة رقيقة .

البلاستيدات الخضراء توجد منغمسة في السيتوبلازم.

السيتوبلازم ينساب في حركة دورانية في اتجاه واحد .

يستدل على حركة السيتوبلازم من دوران البلاستيدات الخضراء المحمولة في تياره

اشترك في قناتنا على اليوتيوب