عضله

عَضُله (muscle)
عَضُله
عَضُله
عَضُله
عَضُله
عَضُله
(یا: ماهیچه) بافت انقباضی جانوری برای تولید حرکت تودۀ بدنی و ایجاد نیرو. عضله دارای یاخته های جانوری بسیار تخصص یافته طویلی است که قادر به انقباض از یک دوم تا یک سوم طول خود در حالت استراحت اند. بافت عضله گاه فراوان است و عضلات اندام ها را تشکیل می دهد. بافت عضلانی موجب حرکات اجزای بدن می شود. عضله ممکن است کل بدن یا بخشی از آن را حرکت دهد. گاه نیز مواد را در طول لوله ای در بدن حرکت می دهد. عضلات فقط از طریق انقباض این اعمال را صورت می دهند. به همین سبب است که غالباً عضلات به صورت جفت، جفت عضلات متقابل، دیده می شوند و هرگاه در محلی یک عضله منقبض شود، دیگری کشیده می شود. عضلات به سه دسته اصلی تقسیم بندی می شوند. عضلات نواری (مخطط) را اعصاب حرکتی با کنترل ارادی فعال می کنند. انتهای این عضلات معمولاً با زردپی به استخوان متصل است. عضلات غیرارادی یا صاف را اعصاب حرکت سیستم عصبی خودکار کنترل می کنند. این عضلات در دستگاه گوارش، رگ های خونی، عنبیه، و مجاری گوناگون قرار دارند. عضلۀ قلبی فقط در قلب مشاهده می شود و سیستم عصبی خودکار آن را کنترل می کند. عضلات دوسر و سه سر جفت عضلات متقابلی را تشکیل می دهند که برای بالا و پایین بردن ساعد به کار گرفته می شوند. در این هنگام، برای حرکت از مفصل آرنج استفاده می شود. استخوان های دست سخت اند و به منزلۀ محل اتکای اتصال عضلات عمل می کنند. انرژی انقباض عضلانی با زردپی های رشته ای سخت، به استخوان ها منتقل می شود. استحکام زردپی ها زیاد و ارتجاع پذیری شان کم است.کنترل عضلانی. عضلات با پیام هایی عصبی کنترل می شوند که از طریق یاخته های عصبی به آن ها می رسد. در یک قوس انعکاسی ساده، پیام های عصبی از یک گیرندۀ سلول عصبی حسی به نخاع یا مغز می رود و سپس، از طریق یک سلول عصبی حرکتی به عضله منتقل می شود. در این حالت، عضله منقبض و پاسخ نمایان می شود.
ساختار عضله. یاخته ها یا رشته های عضلانی به سه نوع تقسیم می شوند: مخطط، قلبی، و صاف. یاخته های عضلانی مخطط زیر میکروسکوپ ظاهری مخطط دارند. این عضلات تودۀ عضلانی بدن را می سازند و حدود ۴۰ درصد از کل وزن بدن را تشکیل می دهند. رشته های عضلانی مخطط بر اثر تحریک عصبی منقبض شده و بیشتر تحت کنترل ارادی اند. عضلات دست و پا از این دسته اند. عضلۀ مخطط با نام های نواری، اسکلتی، سوماتیک (بدنی) یا عضلۀ ارادی نیز معروف است. عضله قلبی نیز دارای خطوط عرضی است، اما برخلاف رشته های عضلانی سوماتیک، رشته های آن منشعب است و توده عضلانی به منزلۀ یک واحد عمل می کند. عضلۀ قلبی در صورت قطع عصب همچنان به انقباض های موزون خود ادامه می دهد. عضلۀ صاف فاقد خطوط عرضی مشاهده شدنی عضلات سوماتیک و قلبی است و بیشتر در دیواره های احشایی خالی، نظیر روده ها، مشاهده می شود. انقباض پیوستۀ آن نیروی محرک برای هضم، ترشح، و دفع را فراهم می آورد. مانند عضله قلبی، عضله صاف معمولاً تحت کنترل دوگانۀ هورمون ها و سیستم عصبی خودکار است، اما قابلیت انقباض درونی دارد. عضلۀ صاف تحت کنترل ارادی نیست.
انقباض عضلانی. عضلات مخطط از تعداد فراوانی رشته های استوانه ای موازی تشکیل شده اند و با بافت هم بند فاقد انقباض حمایت می شوند. بافت هم بند در دو انتهای عضله کشیده شده است تا با زردپی ها، غلاف های عضله یا دیگر بافت های هم بند متراکم، که عضله را به استخوان یا غضروف متصل می کنند، پیوند داشته باشد. معمولاً عضله مخطط در دو انتها با بافت هم بند به استخوان ها متصل می شود و یک یا دو مفصل بین استخوان ها را به هم وصل می کند. وقتی رشته های عضلانی بر اثر تحریک عصبی منقبض شوند، استخوان ها از طریق حرکات گردشی در مفصل یا مفاصل بین آن ها به هم نزدیک می شوند. وقتی چنین حرکتی رخ دهد، مانند بالا آوردن دست تا شانه، عضله کوتاه و چاق تر می شود، اما تونوس (انقباض دایم) درون عضله تقریباً ثابت می ماند. چنین انقباضی ایزوتونیک خوانده می شود. اگر بر اثر عمل نیروی خارجی یا عمل عضلانی از حرکت استخوان های متصل به عضله جلوگیری شود، نظیر آنچه هنگام حمل یک چمدان سنگین واقع می شود، تونوس عضلانی ایجاد شده در عضله دست افزایش می یابد، اما طول آن ثابت باقی می ماند. به چنین انقباضی ایزومتریک می گویند. واحد عمل کننده عضلۀ مخطط رشته ای عضلانی است که رشته های ظریف یا تارچه های (میوفیبریل) فراوانی در همۀ طول خود دارد. هرچند میوفیبریل ها را فقط با میکروسکوپ الکترونی می توان دید، ساختار منظم نواری شکل آن ها ظاهری مخطط به رشتۀ عضلانی می دهد. نوارهای روشن را جورگرا و نوارهای تیره را ناجورگرا می نامند. هر میوفیبریل دارای دو نوع میوفیلامنت بسیار ظریف تر است. میوفیلامنت های ضخیم تر دارای پروتئین میوزیناند که هریک با ساختار شش ضلعی میوفیلامنت های نازک تر اکتین احاطه شده اند. هریک از مولکول های میوزین دارای یک سر برجسته اند که با میوفیلامنت های اکتین تشکیل پل عرضی کوچکی می دهند. بعد از تحریک عصبی، تغییرات الکتریکی در غشای محاط کنندۀ هر میوفیبریل سبب آزاد شدن یون های کلسیمی می شود که به صورت طبیعی در کیسه هایی در طول میوفیبریل ها ذخیره شده اند. به نظر می رسد یون های آزاد کلسیم سرهای مولکول میوزین را تحریک می کنند و رشته های اکتین را به پشت رشته های میوزین می کشند. سپس، موقتاً پل عرضی ازبین می رود و سر میوزین به محل قبلی خود بازمی گردد. قبل از تکرار عمل، مولکول های میوزین به زاویۀ اولیه خود برگشته و مجدداً به فیلامنت های اکتین متصل می شوند. هر چرخۀ چسبیدن، چرخیدن و جدا شدن سر میوزین فاصلۀ بین خطوط Z مجاور را حدود یک درصد کاهش می دهد و در نتیجه، عضله کوتاه می شود. به همین سبب، لازم است این پدیده به دفعات بسیار تکرار شود تا کاهش معنی داری در عضله ایجاد شود. منبع فوری انرژی انقباض عضلانی ترکیب دسترس پذیر آدنوزین تری فسفات است. وقتی این ترکیب هیدرولیز می شود، یکی از سه گروه فسفاتی آن جدا می شود و مقدار فراوانی انرژی آزاد می کند. این ترکیب در سرهای مولکول های میوزین عضله یافت می شود و پروتئین میوزین کاتالیزور هیدرولیز انرژی زای آن به آدنوزین دی فسفات است. آدنوزین دی فسفات برای ادامۀ انقباض به آدنوزین تری فسفات تبدیل می شود. طی تمرینات شدید ورزشی، این عمل با شکستن ماده ای با نام کراتینین فسفات صورت می گیرد که در عضلۀ در حالت استراحت تولید می شود. قسمت عمدۀ انرژی برای سنتز مجدد کراتینین فسفات و آدنوزین تری فسفات از شکسته شدن گلوکز به دی اکسیدکربن و آب تأمین می شود که فرآیندی اکسیژن خواه است. اکسیژن با خون و از طریق شبکه ای از مویرگ های ظریف بین فیبریل ها و عضلات حمل می شود. حین ورزش، نیاز به اکسیژن بیش از میزان در دسترس است و شکسته شدن گلوکز در مرحله ای میانی متوقف و اسید لاکتیک تولید می شود. این مسیر بی هوازی محصول کمتری از آدنوزین تری فسفات ایجاد می کند و فرآیند سریع تر واقع می شود. اسید لاکتیک در عضلات جمع می شود، ولی به این ترتیب، قدرت عضلانی بیشتری در زمانی کوتاه تر، نسبت به فرآیندی هوازی (اکسیژن خواه)، ایجاد می شود. بعد از اتمام دورۀ افزایش قدرت، اکسیژن اضافی برای حذف اسید لاکتیک اضافی و بازسازی ذخایر کراتینین فسفات و آدنوزین تری فسفات مصرف می شود. دورۀ تنگی نفس با جایگزینی نقصان اکسیژنی مشخص می شود که متناسب با میزان افزایش توانایی در گلیکولیز (شکستن گلوکز) هوازی است. ورزشکاران با تمرین این توانایی هوازی را افزایش می دهند و بنابراین، در میزان مشخصی از فعالیت، نقصان اکسیژن کمتری پیدا می کنند.
عضله مصنوعی. در ۱۹۹۰، نوعی رشتۀ عضلانی مصنوعی در ایالات متحدۀ امریکا ساخته شد. این رشتۀ مصنوعی را می توان جایگزین رشتۀ عضلانی طبیعی کرد و آن را می توان به جای رباطو رگ های خونی به کار برد. استفاده از آن مانع از چسبیدن بافت ها به یکدیگر پس از جراحی (چسبیدگی) می شود. در ۱۹۹۶، دو دندان پزشک امریکایی یک عضلۀ جدید کشف کردند. این عضله حدود سه سانتی متر طول دارد و از آرواره به پشت کاسه چشم کشیده می شود و به نگه داشتن و بازکردن آرواره کمک می کند.