ماهیچه و حرکت

9 مفهوم در این درس

آزمونک سریع

با چند پرسش تصادفی، آمادگی‌ات را بسنج

در حال آماده‌سازی آزمونک…

انواع بافت‌های ماهیچه‌ای و ویژگی‌ها

بدن انسان دارای سه نوع بافت ماهیچه‌ای اصلی است: اسکلتی (مخطط)، قلبی و صاف. ماهیچه‌های اسکلتی که مسئول حرکات ارادی هستند، از یاخته‌های استوانه‌ای بسیار طویل تشکیل شده‌اند که در دوران جنینی از به هم پیوستن چندین یاخته تک‌هسته‌ای ایجاد شده و به همین دلیل چندهسته‌ای هستند. هسته‌های این یاخته‌ها به دلیل انبوه رشته‌های پروتئینی در مرکز، به حاشیه یاخته (نزدیک غشا) رانده شده‌اند.

ویژگیاسکلتیقلبیصاف
شکل یاختهاستوانه‌ایمنشعبدوکی
تعداد هستهچندین۱ یا ۲۱
وضعیت خطوطمخططمخططغیرمخطط
نوع انقباضاغلب ارادیغیرارادیغیرارادی

برخلاف ماهیچه‌های اسکلتی، ماهیچه‌های صاف دارای یاخته‌های دوکی‌شکل، تک‌هسته‌ای و فاقد خطوط عرضی (غیرمخطط) هستند که در دیواره اندام‌های داخلی مثل روده و معده یافت می‌شوند. ماهیچه‌های قلبی نیز غیرارادی بوده اما ظاهری مخطط دارند. یک نکته کنکوری مهم این است که ماهیچه حلق و ابتدای مری برخلاف سایر بخش‌های دستگاه گوارش، از نوع اسکلتی و چندهسته‌ای هستند؛ این امر کنترل ارادی شروع بلع را ممکن می‌سازد.

هر بافت ماهیچه‌ای که چندهسته‌ای باشد، قطعاً مخطط است، اما هر ماهیچه مخططی لزوماً ارادی نیست (مانند ماهیچه قلبی).

ارتباط عصبی ماهیچه‌های اسکلتی از طریق بخش حرکتی دستگاه عصبی پیکری تامین می‌شود. این ماهیچه‌ها علاوه بر حرکت، در تولید گرما و حفظ دمای بدن نیز نقش اساسی دارند. جالب است بدانید که یاخته‌های چربی و ماهیچه‌های اسکلتی هر دو هسته‌های کناری دارند، اما برخلاف یاخته‌های چربی، ماهیچه‌ها منبع اصلی ذخیره انرژی کل بدن محسوب نمی‌شوند.

واژگان کلیدی

ماهیچه مخطط
بافتی با نوارهای تیره و روشن که شامل ماهیچه‌های اسکلتی و قلبی می‌شود.
یاخته چندهسته‌ای
یاخته‌ای که از ادغام چند یاخته کوچکتر در دوران جنینی ایجاد شده و دارای بیش از یک هسته است.
میوسیت (تار ماهیچه‌ای)
همان یاخته ماهیچه‌ای است که در ماهیچه‌های اسکلتی شکل استوانه‌ای دارد.

اشتباه‌های رایج

  • اشتباه رایج: تصور اینکه تمام ماهیچه‌های غیرارادی صاف هستند. حقیقت: ماهیچه قلبی غیرارادی اما مخطط است.
  • اشتباه رایج: تصور اینکه هسته تمام یاخته‌های بدن در مرکز است. حقیقت: در یاخته‌های ماهیچه اسکلتی و چربی، هسته در حاشیه قرار دارد.
  • اشتباه رایج: فکر کردن به اینکه لایه ماهیچه‌ای تمام لوله گوارش صاف است. حقیقت: حلق و ابتدای مری ماهیچه اسکلتی دارند.

جمع‌بندی این مفهوم

  • ماهیچه‌های اسکلتی از یاخته‌های استوانه‌ای، چندهسته‌ای و مخطط تشکیل شده‌اند که هسته آن‌ها در حاشیه قرار دارد.
  • ماهیچه‌های قلبی مخطط و غیرارادی هستند، در حالی که ماهیچه‌های صاف غیرمخطط، تک‌هسته‌ای و دوکی‌شکل می‌باشند.
  • بخش‌های ابتدایی دستگاه گوارش (حلق و ابتدای مری) و بنداره خارجی مخرج دارای ماهیچه اسکلتی هستند.
  • تمامی ماهیچه‌ها با فعالیت متابولیک در میتوکندری، گرما تولید کرده و به حفظ دمای بدن کمک می‌کنند.
  • تشکیل یاخته‌های اسکلتی در دوران جنینی از طریق ادغام یاخته‌های تک‌هسته‌ای صورت می‌گیرد.

نکتهٔ تکمیلی

شاید برایتان سوال باشد که چرا یاخته‌های ماهیچه اسکلتی اینقدر بزرگ و چندهسته‌ای هستند؟ این یاخته‌ها می‌توانند تا چندین سانتی‌متر طول داشته باشند! برای مدیریت چنین فضای وسیعی و تولید انبوه پروتئین‌های انقباضی، یک هسته کافی نیست. در واقع، این یاخته‌ها مثل یک شرکت بزرگ هستند که به جای یک مدیر، چندین مدیر (هسته) در نقاط مختلف دارند تا دستورات ساخت پروتئین را به سرعت صادر کنند.

ساختار میکروسکوپی ماهیچه و سارکومر

هر ماهیچه اسکلتی از چندین دسته تار ماهیچه‌ای ساخته شده است. هر تار ماهیچه‌ای (یاخته ماهیچه‌ای) خود حاوی واحدهای استوانه‌ای کوچک‌تری به نام تارچه (میوفیبریل) است که در تمام طول یاخته کشیده شده‌اند. تارچه‌ها از واحدهای تکراری به نام سارکومر تشکیل شده‌اند که واحد ساختاری و انقباضی ماهیچه به شمار می‌روند. هر سارکومر بین دو خط Z متوالی قرار دارد.

بخش سارکومرمحتوای پروتئینیرنگ زیر میکروسکوپ
نوار روشن (I)فقط رشته اکتینروشن
نوار تیره (A)اکتین + میوزینتیره
خط Zمحل اتصال اکتینتیره‌ترین بخش

در ساختار سارکومر، دو پروتئین اصلی وجود دارد: میوزین (رشته‌های ضخیم) و اکتین (رشته‌های نازک). رشته‌های اکتین مستقیماً به خطوط Z متصل هستند و ساختاری دورشته‌ای و مارپیچ دارند که از واحدهای کروی تشکیل شده است. رشته‌های میوزین در مرکز سارکومر قرار دارند و دارای سرهای کروی هستند که جایگاه اتصال برای ATP و اکتین دارند. نکته بسیار مهم این است که در نوار تیره، بخشی وجود دارد که فقط میوزین دارد و بخشی دیگر محل همپوشانی اکتین و میوزین است.

تارچه‌ها برخلاف دسته‌تارهای ماهیچه‌ای، توسط غلاف بافت پیوندی احاطه نمی‌شوند؛ بلکه مستقیماً در ماده زمینه‌ای سیتوپلاسم و در کنار اندامک‌هایی مثل میتوکندری و شبکه آندوپلاسمی صاف (سارکوپلاسمی) قرار دارند.

اطراف هر تارچه، شبکه آندوپلاسمی وسیعی وجود دارد که مخزن ذخیره یون‌های کلسیم است. میتوکندری‌ها نیز در اطراف تارچه‌ها (و نه درون آن‌ها) پراکنده‌اند تا انرژی لازم برای انقباض را تامین کنند. ضخامت تارچه‌ها در یک تار عضلانی می‌تواند متفاوت باشد که نشان‌دهنده تفاوت در تعداد رشته‌های پروتئینی است.

واژگان کلیدی

سارکومر
واحد انقباضی ماهیچه که بین دو خط Z قرار دارد و از آرایش منظم اکتین و میوزین تشکیل شده است.
تارچه (میوفیبریل)
رشته‌های درون یاخته ماهیچه‌ای که از تکرار سارکومرها تشکیل شده‌اند.
خط Z
ساختارهای پروتئینی تیره‌ای که مرز سارکومرها را مشخص کرده و محل اتصال رشته‌های نازک اکتین هستند.

اشتباه‌های رایج

  • اشتباه رایج: تصور اینکه میتوکندری‌ها در داخل تارچه‌ها هستند. حقیقت: آن‌ها در سیتوپلاسم و در اطراف تارچه‌ها قرار دارند.
  • اشتباه رایج: فکر کردن به اینکه نوار تیره فقط میوزین دارد. حقیقت: نوار تیره شامل تمام طول میوزین است که بخشی از آن با اکتین همپوشانی دارد.
  • اشتباه رایج: یکی دانستن مفاهیم «رشته» و «مولکول». حقیقت: رشته‌های اکتین و میوزین از تجمع بسیاری از مولکول‌های پروتئینی ساخته شده‌اند.

جمع‌بندی این مفهوم

  • سارکومر واحد عملکردی ماهیچه است که از رشته‌های نازک (اکتین) و ضخیم (میوزین) تشکیل شده است.
  • رشته‌های اکتین ساختار مارپیچ دورشته‌ای دارند و به خطوط Z متصل می‌باشند.
  • نوار روشن (I) فقط شامل اکتین و نوار تیره (A) شامل کل طول میوزین (با یا بدون همپوشانی اکتین) است.
  • تارچه‌ها موازی با هم در داخل یاخته قرار دارند و توسط شبکه آندوپلاسمی احاطه شده‌اند.
  • بافت پیوندی غلاف دسته تارها و کل ماهیچه را می‌پوشاند، اما دور هر تارچه بافت پیوندی وجود ندارد.

نکتهٔ تکمیلی

جالب است بدانید که تفاوت ضخامت عضلات در بدنسازان به دلیل افزایش تعداد یاخته‌های ماهیچه‌ای (تارها) نیست، بلکه به دلیل ضخیم شدن تارچه‌های موجود در هر یاخته است. با ورزش سنگین، یاخته شروع به ساختن رشته‌های اکتین و میوزین بیشتری می‌کند که باعث می‌شود تارچه‌ها پهن‌تر و سارکومرها قدرتمندتر شوند. به این پدیده «هیپرتروفی عضلانی» می‌گویند.

مکانیسم انقباض عضلانی (مدل لغزشی)

فرآیند انقباض ماهیچه با رسیدن پیام عصبی آغاز می‌شود. ابتدا ناقل عصبی از پایانه آکسون نورون حرکتی آزاد شده و به گیرنده‌های غشای تار ماهیچه‌ای متصل می‌شود. این اتصال، یک موج تحریکی (تغییر پتانسیل) در طول غشای یاخته ایجاد می‌کند که به سرعت به درون نفوذ کرده و باعث باز شدن کانال‌های کلسیمی شبکه آندوپلاسمی صاف می‌شود. در این مرحله یون‌های کلسیم در جهت شیب غلظت (بدون مصرف انرژی) به درون سیتوپلاسم نشت می‌کنند.

تصور کنید رشته‌های اکتین و میوزین مثل دو ردیف دندانه چنگال هستند که در هم فرو می‌روند؛ در انقباض دندانه‌ها کوتاه نمی‌شوند، بلکه فقط بیشتر در هم فرو می‌روند تا طول کل مجموعه کم شود.

بر اساس مدل لغزشی، انقباض حاصل سر خوردن رشته‌های اکتین روی میوزین است. سرهای میوزین با مصرف ATP تغییر شکل داده و به اکتین متصل می‌شوند تا پل اتصالی ایجاد کنند. سپس با حرکت پارومانند، اکتین‌ها را به سمت مرکز سارکومر می‌کشند. در طی این فرآیند:

  1. فاصله بین دو خط Z کاهش می‌یابد.
  2. طول نوار روشن (I band) کم می‌شود.
  3. طول نوار تیره (A band) ثابت می‌ماند.
  4. طول خود پروتئین‌های اکتین و میوزین همواره ثابت است.

اتصال مولکول ATP جدید به سر میوزین باعث جدا شدن آن از اکتین می‌شود؛ بنابراین ATP هم برای انقباض (تامین انرژی حرکت) و هم برای استراحت (جدا شدن رشته‌ها) ضروری است.

برای توقف انقباض، پیام عصبی قطع شده و یون‌های کلسیم با استفاده از پمپ‌های کلسیمی و صرف انرژی (انتقال فعال) برخلاف شیب غلظت به شبکه آندوپلاسمی بازگردانده می‌شوند. با خروج کلسیم از سیتوپلاسم، سرهای میوزین از اکتین جدا شده و سارکومر تحت تاثیر کشش ماهیچه‌های مقابل، به طول اولیه خود بازمی‌گردد.

واژگان کلیدی

مدل لغزشی
نظریه‌ای که توضیح می‌دهد انقباض ماهیچه به دلیل حرکت رشته‌های پروتئینی روی یکدیگر است، نه کوتاه شدن خود رشته‌ها.
ناقل عصبی
ماده شیمیایی که پیام را از نورون حرکتی به غشای ماهیچه منتقل کرده و موج تحریکی آغاز می‌کند.
پمپ کلسیم
پروتئین غشایی که با مصرف ATP، کلسیم را به داخل شبکه آندوپلاسمی بازمی‌گرداند تا ماهیچه استراحت کند.

اشتباه‌های رایج

  • اشتباه رایج: تصور اینکه در انقباض، طول رشته‌های میوزین یا اکتین کوتاه می‌شود. حقیقت: طول رشته‌ها ثابت است و فقط میزان همپوشانی تغییر می‌کند.
  • اشتباه رایج: فکر کردن به اینکه خروج کلسیم از شبکه آندوپلاسمی فعال است. حقیقت: خروج غیرفعال (انتشار تسهیل‌شده) و ورود مجدد آن فعال (با مصرف ATP) است.
  • اشتباه رایج: تصور اینکه در استراحت ماهیچه انرژی مصرف نمی‌شود. حقیقت: پمپ‌های کلسیم برای بازگرداندن کلسیم به ATP نیاز دارند.

جمع‌بندی این مفهوم

  • انقباض با موج تحریکی در غشا، آزاد شدن کلسیم و تشکیل پل‌های اتصالی بین میوزین و اکتین شروع می‌شود.
  • مولکول ATP انرژی لازم برای حرکت سرهای میوزین و همچنین جدا شدن آن‌ها از اکتین را فراهم می‌کند.
  • در حین انقباض، طول سارکومر و نوار روشن کاهش یافته، اما طول نوار تیره و طول رشته‌ها ثابت می‌ماند.
  • یون‌های کلسیم در انتهای انقباض با انتقال فعال (صرف ATP) به درون شبکه آندوپلاسمی بازگردانده می‌شوند.
  • فاصله خطوط Z از یکدیگر و از رشته‌های میوزین در هنگام انقباض کاهش و در هنگام استراحت افزایش می‌یابد.

تامین انرژی و انواع تارهای عضلانی

ماهیچه‌ها برای انقباض به انرژی بالایی نیاز دارند. منبع مستقیم انرژی ATP است که از سه روش بازتولید می‌شود:

  1. کراتین فسفات: سریع‌ترین راه (انتقال فسفات به ADP) برای فعالیت‌های انفجاری.
  2. تنفس بی‌هوازی: تجزیه گلوکز به لاکتیک اسید در نبود اکسیژن؛ سریع است اما انرژی کمی تولید کرده و باعث خستگی می‌شود.
  3. تنفس هوازی: تولید انبوه ATP در میتوکندری با حضور اکسیژن؛ برای فعالیت‌های پایدار.

تارهای ماهیچه اسکلتی به دو نوع تند (سفید) و کند (قرمز) تقسیم می‌شوند. تارهای کند قرمز رنگ هستند چون میتوکندری و میوگلوبین (ذخیره‌کننده اکسیژن) فراوانی دارند و اطرافشان را شبکه مویرگی گسترده‌ای فرا گرفته است. این تارها برای فعالیت‌های استقامتی مثل شنا و دوی ماراتن ایده‌آل هستند.

ویژگیتار کند (قرمز)تار تند (سفید)
منبع انرژیهوازیبی‌هوازی
میوگلوبینزیادکم
خستگیدیرزود
تعداد میتوکندریبسیار زیاداندک

تارهای تند انرژی خود را بیشتر از راه بی‌هوازی تامین می‌کنند، لاکتیک اسید بیشتری تولید کرده و سریع خسته می‌شوند، اما سرعت انقباض بالایی دارند. پمپ‌های کلسیمی در این تارها بسیار فعال‌ترند تا کلسیم را سریعاً به شبکه آندوپلاسمی برگردانند. نکته جالب اینکه با ورزش‌های استقامتی مداوم، تارهای تند می‌توانند به تارهای کند تبدیل شوند تا استقامت عضله بالا برود.

در انقباض‌های بسیار طولانی‌مدت، منبع اصلی انرژی ماهیچه از سوختن گلوکز به سمت تجزیه اسیدهای چرب تغییر می‌یابد.

واژگان کلیدی

میوگلوبین
پروتئین قرمزرنگی حاوی آهن که اکسیژن را در ماهیچه‌ها ذخیره (نه حمل) می‌کند.
کراتین فسفات
مولکول تک‌فسفاته‌ای که با دادن گروه فسفات به ADP، سریعاً ATP یاخته را بازتولید می‌کند.
لاکتیک اسید
محصول تنفس بی‌هوازی که تجمع آن باعث کاهش pH و احساس درد در ماهیچه می‌شود.

اشتباه‌های رایج

  • اشتباه رایج: تصور اینکه میوگلوبین اکسیژن را حمل می‌کند. حقیقت: میوگلوبین اکسیژن را ذخیره می‌کند؛ حمل بر عهده هموگلوبین است.
  • اشتباه رایج: تصور اینکه دوندگان ماراتن فقط تار کند دارند. حقیقت: اکثر عضلات ترکیبی از هر دو هستند، اما نسبت تار کند در آن‌ها بیشتر است.
  • اشتباه رایج: فکر کردن به اینکه تنفس هوازی لاکتیک اسید تولید می‌کند. حقیقت: لاکتیک اسید محصول تنفس بی‌هوازی است.

جمع‌بندی این مفهوم

  • انرژی ماهیچه ابتدا از کراتین فسفات، سپس گلوکز (هوازی/بی‌هوازی) و در نهایت اسیدهای چرب تامین می‌شود.
  • تارهای کند (قرمز) به دلیل میوگلوبین و میتوکندری زیاد، مقاوم به خستگی و مناسب ورزش‌های استقامتی هستند.
  • تارهای تند (سفید) برای حرکات قدرتی و سریع مانند وزنه‌برداری تخصص یافته‌اند و سریع خسته می‌شوند.
  • تجمع لاکتیک اسید ناشی از تنفس بی‌هوازی گلوکز، عامل اصلی گرفتگی و درد عضلانی است.
  • ورزش می‌تواند تارهای سفید را به قرمز تبدیل کند، اما تارهای قرمز به سفید تبدیل نمی‌شوند.

نکتهٔ تکمیلی

چرا گوشت مرغ در قسمت سینه سفید و در قسمت ران تیره (قرمز) است؟ پاسخ در نوع فعالیت حیوان است. مرغ‌ها پرواز نمی‌کنند و فقط در موارد خطر به صورت انفجاری بال می‌زنند، پس سینه آن‌ها از تارهای تند (سفید) ساخته شده است. اما آن‌ها مدام راه می‌روند و می‌ایستند، پس ران‌هایشان برای استقامت نیاز به تارهای کند (قرمز) و اکسیژن زیاد دارد. میوگلوبین همان عاملی است که رنگ ران را تیره می‌کند.

نام‌گذاری و جایگاه عضلات اسکلتی

ماهیچه‌های اسکلتی بر اساس موقعیت در بدن (نمای جلویی یا پشتی)، استخوان‌های محل اتصال و عملکردشان نام‌گذاری می‌شوند. ماهیچه‌ها معمولاً به صورت جفت و متقابل عمل می‌کنند؛ مثلاً ماهیچه دوسر بازو (جلوی بازو) منقبض شده و ساعد را خم می‌کند، در حالی که ماهیچه سه‌سر بازو (پشت بازو) در این حالت استراحت می‌کند.

ماهیچهجایگاه در بدنمحل اتصال (نمونه)
چهارسر رانجلوی رانکشکک و لگن
دوسر رانپشت رانلگن و ساق
ذوزنقه‌ایپشت و جلوترقوه و ستون مهره
توأم (دوقلو)پشت ساق پاپاشنه پا

برخی ماهیچه‌ها مانند ذوزنقه‌ای و دلتایی هم از نمای جلویی و هم از نمای پشتی بدن قابل مشاهده‌اند، اما ماهیچه سرینی (باسن) و توأم فقط از نمای پشتی دیده می‌شوند. نکته مهم در سیستم اهرمی بدن این است که ماهیچه‌ها از طریق زردپی (تاندون) که از بافت پیوندی رشته‌ای متراکم است، به استخوان وصل می‌شوند. البته همه ماهیچه‌های اسکلتی لزوماً به استخوان وصل نیستند؛ مثل ماهیچه‌های زبان، حلق، حنجره و بنداره‌های خارجی میزراه و مخرج.

هنگامی که دست خود را باز می‌کنید (صاف کردن آرنج)، ماهیچه سه‌سر بازو منقبض شده و استخوان زند زیرین ساعد را به سمت پایین می‌کشد.

اتصال ماهیچه‌ها به استخوان به گونه‌ای طراحی شده که با یک انقباض کوتاه و تغییر اندک در طول عضله، استخوان مربوطه مسافت زیادی را جابه‌جا شود. ماهیچه سینه‌ای و ذوزنقه‌ای هر دو به استخوان ترقوه متصل هستند، اما ماهیچه سینه‌ای به استخوان جناغ نیز وصل می‌شود که در جلوی قفسه سینه قرار دارد.

واژگان کلیدی

زردپی (تاندون)
طناب محکمی از بافت پیوندی رشته‌ای که نیروی انقباض ماهیچه را به استخوان منتقل می‌کند.
ماهیچه‌های متقابل
جفت ماهیچه‌ای که عملکرد مخالف هم دارند؛ وقتی یکی منقبض می‌شود، دیگری استراحت می‌کند.
اسکلت جانبی
شامل استخوان‌های دست و پا (ران، ساق، بازو، ساعد) که بسیاری از ماهیچه‌های حرکتی اصلی به آن‌ها متصل هستند.

اشتباه‌های رایج

  • اشتباه رایج: تصور اینکه ماهیچه چهارسر ران در پشت بدن است. حقیقت: در جلوی ران قرار دارد.
  • اشتباه رایج: فکر کردن به اینکه تمام ماهیچه‌های اسکلتی زردپی دارند. حقیقت: برخی مانند بنداره‌های خارجی فاقد زردپی و اتصال استخوانی هستند.
  • اشتباه رایج: اشتباه گرفتن محل اتصال دوسر و سه‌سر بازو. حقیقت: دوسر به زند زبرین و سه‌سر به زند زیرین متصل می‌شود.

جمع‌بندی این مفهوم

  • ماهیچه‌ها بر اساس موقعیت (مثل سرینی در پشت) و عملکرد (مثل دوسر بازو برای خم کردن آرنج) شناخته می‌شوند.
  • بسیاری از عضلات به صورت جفت عمل می‌کنند تا حرکات رفت و برگشتی اندام‌ها را ممکن سازند.
  • زردپی‌ها عامل انتقال نیرو از ماهیچه به استخوان هستند، اما همه ماهیچه‌ها به استخوان وصل نمی‌باشند.
  • ماهیچه‌هایی مانند ذوزنقه‌ای و دلتایی از هر دو نمای قدامی و خلفی بدن قابل رویت هستند.
  • طراحی اهرمی بدن اجازه می‌دهد با انقباض کم ماهیچه، حرکت وسیعی در استخوان ایجاد شود.

نکتهٔ تکمیلی

آیا می‌دانستید قوی‌ترین ماهیچه بدن بر اساس وزن، ماهیچه ماستر (ماهیچه جویدن) است؟ این ماهیچه که فک پایین را به بالا متصل می‌کند، می‌تواند نیرویی معادل ۷۰ کیلوگرم را روی دندان‌های آسیا وارد کند! این ماهیچه هم از نوع اسکلتی مخطط است و مجرای بزرگترین غده بزاقی ما (بناگوشی) دقیقاً از روی آن عبور می‌کند تا بزاق را به داخل دهان برساند.

اسکلت و حرکت در جانوران

شیوه‌های حرکتی در جانوران بسیار متنوع است (شنا، پرواز، خزیدن، دویدن)، اما اساس فیزیکی حرکت در همه آن‌ها مشابه است: برای حرکت به یک سو، جانور باید نیرویی در خلاف جهت آن وارد کند. حرکت بدون تکیه‌گاه ممکن نیست و این تکیه‌گاه را اسکلت فراهم می‌کند. اسکلت در جانوران به سه نوع تقسیم می‌شود:

  • اسکلت آب‌ایستایی: در جانورانی مثل هیدر، عروس دریایی و کرم خاکی دیده می‌شود که تجمع مایع درونی تحت فشار، تکیه‌گاه عضلات شده و به بدن شکل می‌دهد.
  • اسکلت بیرونی: در حشرات (بندپایان) و حلزون‌ها (نرم‌تنان) وجود دارد. این اسکلت سخت علاوه بر حفاظت، تکیه‌گاه عضلات برای حرکت است. محدودیت این اسکلت، سنگینی آن در ابعاد بزرگ است، لذا اندازه بدن این جانوران از حدی فراتر نمی‌رود.
  • اسکلت درونی: مخصوص مهره‌داران است که شامل استخوان و غضروف می‌باشد.

جیرجیرک‌ها روی پاهای جلویی خود گیرنده صوتی دارند و دارای اسکلت بیرونی هستند؛ این اسکلت با رشد جانور باید مدام بزرگتر و ضخیم‌تر شود.

در میان مهره‌داران، ساختار استخوان در اکثر آن‌ها (دوزیستان، پرندگان، پستانداران) بسیار شبیه به انسان است. اما استثناهایی وجود دارد؛ مثلاً کوسه‌ماهی و سفره‌ماهی دارای اسکلت کاملاً غضروفی هستند. غضروف استحکام کمتری نسبت به استخوان دارد اما انعطاف‌پذیرتر است. تمامی مهره‌داران دارای مغزی هستند که در محفظه‌ای (جمجمه استخوانی یا غضروفی) محافظت می‌شود.

جانورانی با حفره گوارشی منشعب (مانند مرجانیان)، اغلب از اسکلت آب‌ایستایی برای حفظ شکل بدن خود استفاده می‌کنند.

واژگان کلیدی

اسکلت آب‌ایستایی
نوعی اسکلت که در آن فشار مایعات داخلی بدن، ساختار و تکیه‌گاه لازم برای حرکت عضلات را فراهم می‌کند.
اسکلت بیرونی
لایه سخت خارجی در بندپایان که وظیفه محافظت و کمک به حرکت را بر عهده دارد.
ماهی غضروفی
نوعی ماهی (مانند کوسه) که تمام اسکلت آن به جای استخوان از غضروف ساخته شده است.

اشتباه‌های رایج

  • اشتباه رایج: تصور اینکه اسکلت بیرونی فقط نقش حفاظتی دارد. حقیقت: این اسکلت تکیه‌گاه اصلی عضلات برای حرکت در حشرات است.
  • اشتباه رایج: فکر کردن به اینکه تمام مهره‌داران اسکلت استخوانی دارند. حقیقت: کوسه‌ها و سفره‌ماهی‌ها کلاً غضروفی هستند.
  • اشتباه رایج: تصور اینکه جانوران برای حرکت به یک سمت، در همان جهت نیرو وارد می‌کنند. حقیقت: نیرو همیشه باید در جهت مخالف حرکت وارد شود.

جمع‌بندی این مفهوم

  • حرکت در اکثر جانوران حاصل همکاری سیستم عضلانی و اسکلتی (آب‌ایستایی، بیرونی یا درونی) است.
  • اسکلت بیرونی در حشرات با افزایش سن و اندازه، باید بزرگتر و ضخیم‌تر شود.
  • کوسه‌ماهی و سفره‌ماهی برخلاف سایر مهره‌داران، فاقد بافت استخوانی بوده و اسکلت غضروفی دارند.
  • اصل عمل و عکس‌العمل (وارد کردن نیرو در جهت مخالف) قانون کلی حرکت در تمام جانوران است.
  • هیدر و عروس دریایی نمونه‌های بارز جانوران دارای اسکلت آب‌ایستایی می‌باشند.

نکتهٔ تکمیلی

چرا حشرات غول‌آسا فقط در فیلم‌های تخیلی وجود دارند؟ دلیل علمی آن اسکلت بیرونی است. اگر یک مورچه به اندازه یک فیل بزرگ شود، اسکلت بیرونی آن باید به قدری ضخیم و سنگین شود که عملاً ماهیچه‌های مورچه توانایی جابه‌جا کردن آن را نخواهند داشت. به همین دلیل در طبیعت، بزرگترین جانوران همیشه دارای اسکلت درونی (استخوانی) هستند تا محدودیت وزنی کمتری داشته باشند.

تنظیم عصبی و انعکاس‌های عضلانی

حرکات ماهیچه‌های اسکلتی همیشه تحت کنترل آگاهانه نیستند. انعکاس‌ها پاسخ‌های سریع، پیش‌بینی‌پذیر و غیرارادی به محرک‌ها هستند که برای حفظ ایمنی بدن ضروری می‌باشند. در انعکاس عقب کشیدن دست (در برخورد با جسم داغ)، یک مسیر عصبی خاص طی می‌شود:

  1. تحریک گیرنده‌های درد در پوست.
  2. انتقال پیام توسط نورون حسی به نخاع.
  3. تحریک نورون رابط در ماده خاکستری نخاع.
  4. نورون رابط همزمان دو فعالیت انجام می‌دهد: الف) نورون حرکتی ماهیچه دوسر بازو را تحریک می‌کند (انقباض). ب) نورون حرکتی ماهیچه سه‌سر بازو را توسط یک سیناپس مهاری، مهار می‌کند (استراحت).

در انعکاس عقب کشیدن دست، نورون حرکتی ماهیچه سه‌سر بازو هیچ پیامی را هدایت نمی‌کند و هیچ ناقل عصبی از پایانه آن آزاد نمی‌شود.

نکته فنی مهم این است که سیناپس بین نورون حرکتی و عضله همیشه تحریکی است (با باز کردن کانال‌های سدیمی). مهار عضله هرگز با فرستادن پیام مهاری به خود عضله انجام نمی‌شود، بلکه با مهار کردن نورون حرکتی آن در مراکز عصبی (مثل نخاع) صورت می‌گیرد.

بخش فرآیندماهیچه دوسر (جلو)ماهیچه سه‌سر (پشت)
وضعیت عضلهانقباضاستراحت
نورون حرکتیفعال شدهمهار شده
آزاد شدن ناقلبله (خارج نخاع)خیر

بخش‌های مختلف مغز مانند مخچه در هماهنگی حرکات ارادی و حفظ تعادل نقش دارند، اما تمام فعالیت‌های عضلانی را کنترل نمی‌کنند (مانند همین انعکاس‌ها که در سطح نخاع مدیریت می‌شوند). همچنین بخش‌هایی مثل مغز میانی در تنظیم حرکات بدن نقش کلیدی دارند.

واژگان کلیدی

انعکاس
پاسخ سریع و غیرارادی بدن به یک محرک که مسیر عصبی کوتاهی را طی می‌کند.
نورون رابط
نورونی در سیستم عصبی مرکزی (مغز و نخاع) که ارتباط بین نورون‌های حسی و حرکتی را برقرار می‌کند.
سیناپس مهاری
نوعی ارتباط عصبی که در آن ناقل عصبی آزاد شده باعث کاهش احتمال تولید پیام در یاخته بعدی می‌شود.

اشتباه‌های رایج

  • اشتباه رایج: تصور اینکه در انعکاس عقب کشیدن دست، هر دو ماهیچه بازو منقبض می‌شوند. حقیقت: ماهیچه سه‌سر حتماً باید شل (استراحت) شود.
  • اشتباه رایج: فکر کردن به اینکه ناقل عصبی مهاری به عضله ترشح می‌شود. حقیقت: ناقل مهاری فقط در محل سیناپس نورون رابط با نورون حرکتی (داخل نخاع) دیده می‌شود.
  • اشتباه رایج: تصور اینکه مخچه تمام حرکات اسکلتی را کنترل می‌کند. حقیقت: انعکاس‌ها بدون دخالت مستقیم مخچه انجام می‌شوند.

جمع‌بندی این مفهوم

  • انعکاس عقب کشیدن دست یک پاسخ غیرارادی نخاعی برای محافظت از بدن است.
  • در این انعکاس، ماهیچه دوسر بازو منقبض شده و ماهیچه سه‌سر بازو به دلیل مهار نورون حرکتی‌اش، استراحت می‌کند.
  • نورون حرکتی که مهار شده است، پتانسیل عمل تولید نکرده و هیچ ناقلی به عضله سه‌سر نمی‌رساند.
  • سیناپس بین نورون حرکتی فعال و عضله همیشه تحریکی بوده و منجر به ورود سدیم و ایجاد موج تحریکی می‌شود.
  • ساختارهایی مانند مغز میانی و مخچه در سطوح بالاتر، حرکات پیچیده و هماهنگی بدن را تنظیم می‌کنند.

نکتهٔ تکمیلی

چرا وقتی پزشک با چکش لاستیکی به زیر زانوی شما می‌زند، پایتان ناخودآگاه پرتاب می‌شود؟ این یک «انعکاس وتری زانو» است. هدف اصلی این انعکاس در طبیعت، جلوگیری از زمین خوردن ناگهانی است. وقتی تاندون زیر زانو کشیده می‌شود، بدن فکر می‌کند که تعادل در حال به هم خوردن است و سریعاً ماهیچه چهارسر ران را منقبض می‌کند تا پا صاف شده و تعادل حفظ شود. این تماماً در سطح نخاع و سریع‌تر از آنکه مغز شما متوجه شود، رخ می‌دهد!

ماهیچه‌های تنفسی و عملکرد آن‌ها

فرآیند تنفس در انسان حاصل انقباض منظم ماهیچه‌های اسکلتی است که قفسه سینه را به حرکت درمی‌آورند. مهم‌ترین ماهیچه تنفسی، دیافراگم (میان‌بند) است که حفره شکم را از حفره سینه جدا می‌کند. دیافراگم یک ماهیچه مخطط اسکلتی است که از یاخته‌های استوانه‌ای و چندهسته‌ای تشکیل شده است.

فرآینددیافراگمبین‌دنده‌ای خارجیحجم سینه
دم عادیانقباض (مسطح)انقباضافزایش
بازدم عادیاستراحت (گنبدی)استراحتکاهش
بازدم عمیقاستراحتاستراحتکاهش شدید

در هنگام دم عادی، دیافراگم منقبض شده و مسطح می‌گردد؛ همزمان کلسیم از شبکه آندوپلاسمی یاخته‌های آن آزاد شده و سارکومرها کوتاه می‌شوند. این عمل باعث کاهش فشار درون حبابک‌ها و ورود هوا به ریه‌ها می‌شود. بازدم عادی یک فرآیند غیرفعال است که با استراحت این ماهیچه‌ها و بازگشت کلسیم به شبکه آندوپلاسمی (با مصرف ATP توسط پمپ‌ها) انجام می‌شود.

در بازدم عمیق، علاوه بر استراحت ماهیچه‌های دمی، ماهیچه‌های شکمی و بین‌دنده‌ای داخلی منقبض می‌شوند تا هوای بیشتری را با مصرف انرژی فعال خارج کنند.

نکته مهم این است که ماهیچه دیافراگم می‌تواند گلوکز را به صورت گلیکوژن ذخیره کند تا در فعالیت‌های شدید، انرژی لازم برای تنفس را به سرعت فراهم نماید. همچنین، هیچ‌گاه بازدم (حتی عمیق) باعث تخلیه کامل هوای شش‌ها نمی‌شود و همواره «هوای باقی‌مانده» در ریه‌ها حضور دارد.

واژگان کلیدی

دیافراگم (میان‌بند)
اصلی‌ترین ماهیچه دمی که در کف قفسه سینه قرار دارد و با انقباض خود باعث افزایش حجم سینه می‌شود.
ماهیچه‌های شکمی
ماهیچه‌هایی که در بازدم عمیق منقبض شده و با فشار بر احشای شکم، باعث خروج هوای بیشتر از شش‌ها می‌شوند.
دم و بازدم
فرآیندهای مکانیکی تنفس که به ترتیب با کاهش و افزایش فشار هوای داخل ریه نسبت به جو انجام می‌شوند.

اشتباه‌های رایج

  • اشتباه رایج: تصور اینکه یاخته‌های دیافراگم دوکی‌شکل هستند. حقیقت: دیافراگم ماهیچه اسکلتی است و یاخته‌های استوانه‌ای دارد.
  • اشتباه رایج: کاربرد واژه «نشت» برای بازگشت کلسیم در بازدم. حقیقت: بازگشت کلسیم انتقال فعال است؛ خروج آن برای انقباض (دم) انتشار است.
  • اشتباه رایج: تصور اینکه در بازدم عادی انرژی مصرف نمی‌شود. حقیقت: برای بازگشت کلسیم و استراحت عضله، پمپ‌های کلسیم ATP مصرف می‌کنند.

جمع‌بندی این مفهوم

  • دیافراگم و ماهیچه‌های بین‌دنده‌ای خارجی، ماهیچه‌های اصلی در فرآیند دم عادی هستند.
  • در هنگام دم، سارکومرها کوتاه شده، کلسیم سیتوپلاسم زیاد می‌شود و حجم قفسه سینه افزایش می‌یابد.
  • بازدم عادی حاصل خاصیت کشسانی شش‌ها و استراحت ماهیچه‌های دمی است.
  • بازدم عمیق با انقباض فعال ماهیچه‌های شکمی و بین‌دنده‌ای داخلی صورت می‌گیرد.
  • یاخته‌های تنفسی مانند سایر ماهیچه‌های اسکلتی، توانایی ذخیره گلوکز به صورت گلیکوژن را دارند.

نکتهٔ تکمیلی

آیا تا به حال دچار «سکسکه» شده‌اید؟ سکسکه در واقع یک انقباض ناگهانی و غیرارادی ماهیچه دیافراگم است. وقتی دیافراگم به طور ناگهانی منقبض می‌شود، شما هوا را به سرعت به درون می‌کشید، اما همزمان تارهای صوتی شما بسته می‌شوند و صدای معروف «هیک» ایجاد می‌شود. جالب اینجاست که دیافراگم یک ماهیچه ارادی است، اما در تمام طول شبانه‌روز (حتی در خواب) به دستور مرکز تنفس در مغز، به طور منظّم منقبض می‌شود تا شما زنده بمانید.

سایر ویژگی‌های بیوشیمیایی و عملکردی ماهیچه

عملکرد ماهیچه‌ها به شدت تحت تاثیر تعادل یون‌ها و هورمون‌ها است. هورمون پاراتیروئیدی با تنظیم سطح کلسیم خون، نقش غیرمستقیم اما حیاتی در انقباض ماهیچه‌ها دارد؛ کاهش این هورمون منجر به کاهش کلسیم خون و بروز اختلالات انقباضی (مانند کزاز عضلانی) می‌شود. همچنین ماهیچه‌های مخطط برای شروع یا ادامه انقباض نیاز به تحریک مداوم از سوی پتانسیل‌های غشایی دارند که منجر به افزایش غلظت کلسیم در سیتوپلاسم می‌شود.

پروتئین‌های ماهیچه‌ای مثل اکتین، پروتئین‌های غیرترشحی هستند که در ریبوزوم‌های آزاد ساخته شده و به جسم گلژی منتقل نمی‌شوند.

یکی دیگر از پروتئین‌های حیاتی، میوگلوبین است که آهن در مرکز گروه «هِم» آن قرار دارد. ساختار نهایی (ساختار سوم) میوگلوبین توسط پیوندهای هیدروژنی تثبیت می‌شود. نکته بسیار ظریف در آزمون‌ها این است که میوگلوبین اکسیژن را ذخیره می‌کند نه حمل؛ در حالی که هموگلوبین وظیفه حمل را بر عهده دارد. یون آهن در میوگلوبین مستقیماً توسط گروه هِم (و نه زنجیره پلی‌پپتیدی) احاطه شده است.

پروتئینوظیفه اصلیساختار
میوگلوبینذخیره اکسیژنتک‌رشته‌ای
هموگلوبینحمل اکسیژنچندرشته‌ای
اکتینانقباضمارپیچ دورشته‌ای

گیرنده‌های حسی متنوعی در داخل ماهیچه‌ها و مفاصل وجود دارند، از جمله گیرنده‌های حس وضعیت و گیرنده‌های درد (بدون پوشش). این گیرنده‌ها می‌توانند توسط محصولات جانبی متابولیسم ماهیچه مثل لاکتیک اسید تحریک شوند و احساس درد را به مغز مخابره کنند. همچنین هورمون‌هایی مثل اریتروپویتین که بر مغز استخوان اثر می‌گذارند، مستقیماً بر یاخته‌های ماهیچه‌ای اثر ندارند.

واژگان کلیدی

گروه هِم
بخش غیرپروتئینی (پروستتیک) در میوگلوبین و هموگلوبین که حاوی یک یون آهن برای اتصال به اکسیژن است.
گیرنده حس وضعیت
گیرنده‌های مکانیکی در ماهیچه‌ها و زردپی‌ها که اطلاعات مربوط به طول عضله و موقعیت اندام را به مغز می‌فرستند.
پروتئین غیرترشحی
پروتئینی که در داخل یاخته باقی می‌ماند و نیازی به طی کردن مسیر شبکه آندوپلاسمی-گلژی برای خروج ندارد.

اشتباه‌های رایج

  • اشتباه رایج: تصور اینکه یون آهن مستقیماً به آمینواسیدهای میوگلوبین وصل است. حقیقت: آهن در مرکز گروه هِم محصور شده است.
  • اشتباه رایج: فکر کردن به اینکه اریتروپویتین قدرت ماهیچه را زیاد می‌کند. حقیقت: اریتروپویتین فقط تولید گلبول قرمز را زیاد می‌کند (اثر بر مغز استخوان).
  • اشتباه رایج: تصور اینکه تمام پروتئین‌ها وارد جسم گلژی می‌شوند. حقیقت: پروتئین‌های داخلی مثل اکتین و میوزین وارد گلژی نمی‌شوند.

جمع‌بندی این مفهوم

  • کاهش کلسیم ناشی از نقص هورمون پاراتیروئیدی می‌تواند انقباض ممتد و دردناک (تانی) ایجاد کند.
  • اکتین و میوزین پروتئین‌های غیرترشحی هستند که در سیتوپلاسم ساخته شده و در تارچه‌ها سازمان‌دهی می‌شوند.
  • میوگلوبین پروتئینی تک‌رشته‌ای و حاوی آهن است که اکسیژن را در تارهای قرمز ذخیره می‌کند.
  • گیرنده‌های درد در ماهیچه‌ها توسط مواد اسیدی ناشی از فعالیت بی‌هوازی تحریک می‌شوند.
  • ثبات ساختار میوگلوبین وابسته به پیوندهای هیدروژنی است که ساختارهای ثانویه و ثالثه را پدید می‌آورند.

نکتهٔ تکمیلی

ماده‌ای که در آزمایشگاه‌های جنایی برای شناسایی خون استفاده می‌شود (لومینول)، با آهن موجود در هموگلوبین یا میوگلوبین واکنش می‌دهد. بنابراین اگر در صحنه جرمی، فردی تکه‌ای گوشت ماهیچه‌ای را هم جابه‌جا کرده باشد، آثار آن با نور فلورسانس لومینول مشخص می‌شود. این نشان می‌دهد که پروتئین‌های آهن‌دار ماهیچه چقدر پایدار و از نظر شیمیایی فعال هستند.

خلاصهٔ درس

ماهیچه، کجا نیرو پنهان است؟

Biology · Muscular System

سه نوع بافت ماهیچه‌ای

  • اسکلتی: چندهسته‌ای، مخطط، ارادی ← هسته در حاشیه یاخته
  • قلبی: مخطط، غیرارادی ← یاخته منشعب با ۱ یا ۲ هسته
  • صاف: دوکی‌شکل، تک‌هسته‌ای، غیرمخطط، غیرارادی
  • حلق و ابتدای مری: استثنا ← ماهیچه اسکلتی برای بلع ارادی
  • همه ماهیچه‌ها گرما تولید می‌کنند ← نقش در دمای بدن
ماهیچه مخطط (Striated)
بافتی با نوار تیره و روشن؛ اسکلتی و قلبی

نکته: هر ماهیچه چندهسته‌ای قطعاً مخطط است، اما هر مخططی لزوماً ارادی نیست — قلب شاهد این قانون است.

سارکومر؛ واحد انقباضی ماهیچه

  • تارچه (میوفیبریل) ← از تکرار سارکومرها ساخته شده
  • نوار روشن (I): فقط اکتین ← رشته نازک، مارپیچ دورشته‌ای
  • نوار تیره (A): کل طول میوزین (ضخیم) + بخشی همپوشانی با اکتین
  • خط Z: مرز سارکومر ← محل اتصال رشته‌های اکتین
  • میتوکندری و شبکه آندوپلاسمی اطراف تارچه‌اند، نه داخل آن‌ها
سارکومر (Sarcomere)
واحد ساختاری و انقباضی بین دو خط Z

نکته: بدنسازان عضله بزرگ‌تر نمی‌سازند؛ تارچه‌های موجود را پهن‌تر می‌کنند — همان هیپرتروفی عضلانی.

انقباض، انرژی و انواع تار

  • کلسیم از شبکه آندوپلاسمی ← انتشار (بی‌انرژی) وارد سیتوپلاسم می‌شود
  • سر میوزین با ATP به اکتین می‌چسبد ← حرکت پارویی، اکتین را می‌کشد
  • در انقباض: نوار روشن کوتاه + فاصله Z‌ها کم می‌شود؛ نوار تیره ثابت
  • تار کند (قرمز): میوگلوبین زیاد، هوازی، استقامتی؛ تار تند (سفید): بی‌هوازی
  • منبع انرژی: کراتین‌فسفات (سریع) ← گلوکز هوازی ← اسیدهای چرب
مدل لغزشی
رشته‌ها کوتاه نمی‌شوند؛ فقط روی هم سُر می‌خورند

نکته: ATP هم برای انقباض (حرکت سر میوزین) هم برای استراحت (پمپ کلسیم) ضروری است — بدون ATP ماهیچه سفت می‌ماند.

کنترل عصبی و ماهیچه‌های تنفسی

  • انعکاس عقب‌کشیدن دست: دوسر منقبض؛ نورون حرکتی سه‌سر در نخاع مهار می‌شود
  • ناقل مهاری به عضله نمی‌رسد ← فقط روی نورون حرکتی در نخاع اثر دارد
  • دیافراگم: اسکلتی، چندهسته‌ای ← انقباض آن باعث دم عادی می‌شود
  • بازدم عادی: غیرفعال ← استراحت عضله + کشسانی ریه
  • بازدم عمیق: انقباض ماهیچه‌های شکمی و بین‌دنده‌ای داخلی
سیناپس مهاری
ناقل عصبی‌ای که احتمال پتانسیل عمل نورون بعدی را کاهش می‌دهد

نکته: سکسکه انقباض ناگهانی دیافراگم است — همان عضله ارادی که ۲۴ ساعته طبق دستور مرکز تنفس کار می‌کند.

اسکلت، تاندون و بیوشیمی ماهیچه

  • اسکلت آب‌ایستایی: هیدر، کرم خاکی ← فشار مایع داخلی تکیه‌گاه است
  • اسکلت بیرونی: بندپایان ← اندازه بدن را محدود می‌کند (سنگینی)؛ کوسه: غضروفی
  • زردپی (تاندون): بافت پیوندی رشته‌ای ← نیرو را به استخوان منتقل می‌کند
  • برخی عضلات اسکلتی (زبان، بنداره‌ها) به استخوان وصل نیستند
  • اکتین و میوزین غیرترشحی‌اند ← در ریبوزوم آزاد ساخته، وارد گلژی نمی‌شوند
میوگلوبین (Myoglobin)
پروتئین آهن‌دار تک‌رشته‌ای که اکسیژن را در ماهیچه ذخیره می‌کند

نکته: حشرات غول‌آسا فقط در فیلم وجود دارند — اسکلت بیرونی در ابعاد بزرگ آنقدر سنگین می‌شود که ماهیچه توان جابه‌جاییش را ندارد.

نکات کلیدی کنکور

  • ماهیچه قلبی مخطط است اما غیرارادی — مخطط بودن مساوی ارادی بودن نیست!
  • خروج کلسیم از شبکه آندوپلاسمی انتشار است؛ بازگشت آن فعال (ATP) است
  • در انقباض: نوار روشن کوتاه می‌شود؛ نوار تیره و طول رشته‌ها ثابت می‌مانند
  • میوگلوبین اکسیژن ذخیره می‌کند؛ حمل اکسیژن بر عهده هموگلوبین است
  • ناقل مهاری به عضله نمی‌رسد — فقط روی نورون حرکتی در نخاع اثر می‌کند
  • اکتین و میوزین پروتئین غیرترشحی‌اند ← وارد جسم گلژی نمی‌شوند

یک تست از این درس

خودت را بسنج

کدام عبارت در ارتباط با پروتئین‌های ضخیم سارکومر و سوخت‌وساز در یاخته‌های ماهیچه‌ای انسان درست است؟

  1. پروتئین میوزین دارای ساختار سوم است، اما در انقباضات طولانی‌مدت حفرات قلبی، انرژی مورد نیاز برای قطع اتصال آن با اکتین عمدتاً از تجزیهٔ اسیدهای چرب تأمین می‌شود.
  2. پروتئین میوزین دارای ساختار چهارم است، اما بخش عمدهٔ انرژی لازم برای تغییر شکل آن در قلب منحصراً از تجزیهٔ بی‌هوازی گلوکز به دست می‌آید.
  3. پروتئین میوزین دارای ساختار چهارم است و در انقباضات طولانی‌مدت حفرات قلبی، انرژی مورد نیاز برای قطع اتصال آن با اکتین عمدتاً از تجزیهٔ اسیدهای چرب تأمین می‌شود.
  4. رشتهٔ ضخیم سارکومر از مولکول‌های میوزین با ساختار سوم تشکیل شده است و در انقباض قلب، اسیدهای چرب بدون نیاز به حضور اکسیژن هوا تجزیه می‌شوند.
دیدن پاسخ و توضیح

پاسخ درست: گزینه ۳

گزینه ۳ درست است. میوزین یک پروتئین چندزنجیره‌ای با ساختار چهارم است. ماهیچهٔ قلبی برای تداوم انقباضات مداوم خود نیاز مبرم به تولید پایدار ATP دارد؛ بنابراین، بخش عمدهٔ انرژی مورد نیاز برای فعالیت پمپ‌های میوزینی را از طریق تنفس هوازی و تجزیهٔ اسیدهای چرب تأمین می‌کند. بررسی سایر گزینه‌ها: گزینه ۱: میوزین ساختار چهارم (نه سوم) دارد. گزینه ۲: انرژی انقباض قلب عمدتاً هوازی و حاصل سوختن اسیدهای چرب و گلوکز است، نه منحصراً بی‌هوازی. گزینه ۴: میوزین واجد ساختار چهارم است و تجزیهٔ اسیدهای چرب حتماً به اکسیژن نیاز دارد (هوازی است).

درس‌های دیگر این بخش · زیست یازدهم