استكشاف ديناميكية العضلات وحركتها

مقدمة

تعتبر العضلات جزءًا حيويًا من جسم الإنسان، حيث تلعب دورًا أساسيًا في الحركة والتنقل والقيام بالعديد من الوظائف الحيوية. تتكون العضلات من نسيج متخصص يمتلك القدرة على الانقباض والانبساط، مما يسمح لنا بالتحرك والتفاعل مع العالم من حولنا. في هذا المقال، سنتناول بنية العضلات، وكيفية عملها، ومصادر الطاقة التي تغذي هذه الحركة، بالإضافة إلى أنواع العضلات المختلفة ووظائفها المتميزة.

بنية العضلات

تتألف عضلات جسم الإنسان من نسيج ليفي يتميز بقدرته على الانقباض والانبساط، مما يتيح للجسم الحركة. تتكون العضلات من حزم عضلية، وكل حزمة تتألف من ألياف عضلية. يُعرف سيتوبلازم الليف العضلي بالساركوبلازم، بينما يُعرف الغشاء الليفي العضلي بالساركوليما. تتكون كل ليفة عضلية من قطع عضلية متجاورة تحتوي على خيوط بروتينية، وهي الميوسين والأكتين.

تتشابه خيوط الأكتين والميوسين في العضلات بأسنان المشط المتداخلة. يتداخل مشط من الأكتين مع مشط من الميوسين. عند انقباض العضلة، تتداخل خيوط الميوسين والأكتين وتقل المسافة بينها، بينما يحدث العكس عند الانبساط، حيث تزيد المسافة وتبتعد الخيوط عن بعضها. تساهم التمارين الرياضية والحركات في تقوية هذه الخيوط.

كيفية حركة العضلات

تعتمد حركة معظم عضلات الجسم على عملها في صورة ثنائية أو في مجموعات. على سبيل المثال، عند ثني الساعد، تنبسط العضلة ثلاثية الرؤوس وتنقبض العضلة ثنائية الرؤوس. وعند بسط الساعد، تنقبض العضلة ثلاثية الرؤوس وتنبسط العضلة ثنائية الرؤوس. يحدث نفس المبدأ في عضلات الساقين والأصابع والعين. وبالتالي، فإن حركة أي عضلة تعتمد على عمل عضلة أخرى تقوم بعكس عملها.

حتى الحركات البسيطة تتطلب عمل العديد من العضلات. على سبيل المثال، تتطلب عملية شد الحبل بواسطة اليدين عمل عضلات الساق والظهر وأصابع القدم، والتي تعمل مجتمعة لتقوية عضلات الذراعين.

آلية عمل الحركة

ينتج ازدياد حجم العضلات عند المجهود والقيام بالحركات عن انقباض الألياف العضلية عند الأطراف وزيادة سمكها في وسط العضلة، مما يجعل العضلة تبدو أكبر حجماً. على سبيل المثال، نلاحظ زيادة حجم عضلات الذراع عند ثنيه. كلما زاد المجهود وزادت الحركة تعباً، زاد انقباض العضلة وزاد عدد الألياف العضلية المنقبضة وزادت صلابتها. يفسر هذا سبب زيادة قوة وصلابة العضلات كلما زادت التمارين التي يقوم بها الفرد.

مصادر الطاقة اللازمة لحركة العضلات

تعتبر الدهون وسكر الجلوكوز المصادر الأساسية للطاقة التي تعتمد عليها العضلات. تقوم العضلات بحرق الدهون والسكر لتحويلهما إلى ثاني أكسيد الكربون وماء، وذلك من خلال اتحاد وقود العضلة مع الأكسجين الموجود في الدم. يتم استخدام الطاقة الكيميائية لإنتاج رابطة كيميائية بين جزيء من الفوسفات ومادة ثنائي فوسفات الأدينوزين لإنتاج ما يُعرف بثالث فوسفات الأدينوزين.

عند القيام بالحركات العضلية، يتم تحويل ثالث فوسفات الأدينوزين إلى ثنائي فوسفات الأدينوزين، وينتج عن هذا التحويل طاقة تساعد العضلات في عملية انقباضها. وعند قيام الجسم بحركات كبيرة وجهد كبير، فإنه يحتاج إلى كميات كبيرة من الأدينوسين ثلاثي الفوسفات (ATP)، وبالتالي كمية أكبر من الدهون والسكر والأكسجين، مما يؤدي إلى زيادة في التنفس. لهذا السبب، تحرق التمارين الرياضية الدهون وتزيد من قدرة الشخص على التنفس، حيث تتطلب تحكماً في عمليتي الشهيق والزفير من أجل الحفاظ على كميات الأكسجين في الجسم.

أنواع العضلات تبعاً للحركة

يمكن تصنيف العضلات إلى ثلاثة أنواع رئيسية تبعًا لطريقة عملها:

• العضلات الإرادية:

  تسمى بالإرادية لأن الإنسان يتحكم بحركتها بإرادته، وتسمى أيضاً بالمخططة لأن شكلها كالخطوط الليفية تحت المجهر. يسميها بعض العلماء بالعضلات الهيكلية بسبب التحامها بالهيكل العظمي للجسم، وبالتالي فإنها لا تتحرك إلا إذا أراد الإنسان ذلك. ومن الأمثلة عليها: عضلات الجفون والساعدين والساقين والأصابع.

• العضلات اللاإرادية:

  لا يستطيع الإنسان التحكم بحركتها مطلقاً، فهي خارجة عن إرادة الإنسان. تسمى بالعضلات الملساء، وعلى عكس العضلات الإرادية، لا تأخذ شكل الخيوط الليفية تحت المجهر. ومن الأمثلة عليها: المعدة، والأوعية الدموية، والرحم، والجهاز البولي عند الإنسان.

• عضلة القلب:

  تمزج عضلة القلب بين النوعين السابقين، فهي عضلة لا إرادية ولكنها مخططة. من حيث النوع، هي لا إرادية لا يستطيع الشخص التحكم بها مطلقاً، ولكن تحت المجهر يظهر شكلها كألياف مخططة وليست ملساء.