Back to chapter

20.6:

تصنيف ألياف العضلات الهيكلية

JoVE Core
Biology
A subscription to JoVE is required to view this content.  Sign in or start your free trial.
JoVE Core Biology
Classification of Skeletal Muscle Fibers

Languages

Share

عضلات الهيكل العظمي تتكون من ثلاثة أنواع رئيسية من الألياف،واحد بطيء واثنين سريعي الانقباض،كل واحدة متميزة ومتكيفة مع وظيفة معينة بناءًعلى سرعتها ومدة الانقباض،وكذلك مصدر طاقة ثلاثي فوسفات الأدينوزين المستخدم لتقوية العضلات. أول ما يتم استخدامه هو النوع الأول الألياف المؤكسدة بطيئة الانقباض،التي تنكمش ببطء وقادرة على تحمل التقلص المتكرر للعضلة على فترات طويلة من الزمن لأنشطة التحمل،مثل ركض الماراثون. يشار إليها عادة باسم الألياف الحمراء”لأنها مخصّبة بالعديد من الشعيرات الدموية وغنية بالميوغلوبين،الخضاب الذي يخزن ويوزع احتياطيات الأوكسجين من الدم إلى الخلايا على شكل طاقة تنفسية.النوع الثاني،من النوع IIA ألياف سريعة التأكسد،لديها سرعة انكماش عالية وتستخدم معظم مصادر الطاقة التنفسية،وهي ضرورية للركض،الأمر الذي يتطلب القوة والسرعة. هيكلياًفهي متشابهة جداًمع نظيرتها البطيئة. المجموعة الثالثة،نوع IIB ألياف سكرية سريعة التأكسد،تنكمش بسرعة وبقوة أكبر،لكنها تتعب بسرعة بسبب قلة احتياطي الجليكوجين قصير الأجل،فهي مناسبة للحركات الشديدة،مثل رفع الأثقال.تحتوي هذه الألياف البيضاء الكبيرة على كمية أقل من الدم وكذلك الميوغلوبين،ولا تعتمد على الأكسجين والعناصر الغذائية المنتشرة من الدم. بشكل عام،التوزيع النسبي لأنواع الألياف العضلية تتحدد بشكل كبير وراثياًولكن يمكن أيضا أن تنظم عن طريق زيادة مستويات الهرمون داخل الدم وتغيير نوع التدريب الذي تقوم به العضلات.

20.6:

تصنيف ألياف العضلات الهيكلية

تنتج عضلات الهيكل العظمي بشكل مستمر أدينوسين ثلاثي الفوسفات لتوفير الطاقة التي تمكّن من تقلصات العضلات. يمكن تصنيف ألياف العضلات الهيكلية على أنها النوع الأول ، أو النوع IIA ، أو النوع IIB بناءً على الاختلافات في سرعة تقلصها وكيفية إنتاجها للأدينوسين ثلاثي الفوسفات ، بالإضافة إلى الاختلافات الفيزيائية المتعلقة بهذه العوامل. تحتوي معظم العضلات البشرية على جميع أنواع الألياف العضلية الثلاثة ، وإن كانت بنسب متفاوتة.

ألياف العضلات بطيئة الارتعاش

تظهر ألياف العضلات من النوع الأول أو الأكسدة البطيئة باللون الأحمر بسبب الأعداد الكبيرة من الشعيرات الدموية والمستويات العالية من الميوجلوبين ، وهو بروتين يخزن الأكسجين. تحتوي ألياف العضلات من النوع الأول على المزيد من الميتوكوندريا ، التي تنتج أدينوسين ثلاثي الفوسفات من خلال الفسفرة المؤكسدة ، أكثر من ألياف النوع الثاني.

تستخدم ألياف العضلات المؤكسدة البطيئة التنفس الهوائي ، الذي يتضمن الأكسجين والجلوكوز ، لإنتاج أدينوسين ثلاثي الفوسفات. بالإضافة إلى تقلصها بشكل أبطأ من ألياف النوع الثاني ، تتلقى الألياف من النوع الأول إشارات عصبية بشكل أبطأ ، وتتقلص لفترات أطول ، وتكون أكثر مقاومة للإرهاق. تخزن ألياف النوع الأول الطاقة بشكل أساسي كمواد دهنية تسمى الدهون الثلاثية.

ألياف العضلات سريعة الارتعاش

غالباً ما تظهر ألياف العضلات من النوع الثاني أو السريع باللون الأبيض. تتلقى الألياف من النوع الثاني إشارات عصبية وتتقلص بسرعة أكبر ، ولكنها تنقبض لفترات أقصر وتتعب بسرعة أكبر ، مقارنة للألياف من النوع الأول. تخزن ألياف العضلات من النوع الثاني الطاقة بشكل أساسي على شكل أدينوسين ثلاثي الفوسفات وفوسفات الكرياتين.

تستخدم ألياف العضلات من النوع IIA ، أو الأكسدة السريعة ، التنفس الهوائي في المقام الأول لإنتاج أدينوسين ثلاثي الفوسفات. ومع ذلك ، فهم يستخدمون أيضاً التنفس اللاهوائي. النوع IIB ، أو الألياف العضلية السريعة في حل الجلكوز ، تستخدم في المقام الأول التنفس اللاهوائي ، والذي ينتج كمية أقل من أدينوسين ثلاثي الفوسفات لكل دورة من التنفس الهوائي. وبالتالي ، فإن ألياف النوع IIB تتعب أسرع من أنواع الألياف الأخرى.

في الآونة الأخيرة ، حدد العلماء أليافاً عضلية إضافية ذات خصائص وسيطة بين الأنواع الأخرى ، بما في ذلك IC و IIC و IIAC و IIAB.

Suggested Reading

Greising, Sarah M, Heather M Gransee, Carlos B Mantilla, and Gary C Sieck. “Systems Biology of Skeletal Muscle: Fiber Type as an Organizing Principle.” Wiley Interdisciplinary Reviews. Systems Biology and Medicine 4, no. 5 (2012). [Source]

Wilson, Jacob M., Jeremy P. Loenneke, Edward Jo, Gabriel J. Wilson, Michael C. Zourdos, and Jeong-Su Kim. “The Effects of Endurance, Strength, and Power Training on Muscle Fiber Type Shifting.” The Journal of Strength & Conditioning Research 26, no. 6 (June 2012): 1724. [Source]