تشریح عملکرد عضلات اسکلتی

زمانی که به عضلات فکر می‌کنیم، تمایل داریم هر عضله را به عنوان یک واحد منفرد در نظر بگیریم. این طبیعی است، زیرا به نظر می‌رسد یک عضله اسکلتی به صورت یک موجودیت مجزا عمل می‌کند، اما عضلات اسکلتی بسیار پیچیده‌تر از آن هستند. اگر شخص بخواهد یک عضله را تشریح کند، ابتدا لایه خارجی آن را که از بافت پیوندی تشکیل شده است و اپیمیوزیوم نامیده می‌شود، برمی‌دارد. این بافت اطراف عضله را پوشانده و آن را به هم متصل نگه می‌دارد. زمانی که اپیمیوزیوم برداشته می‌شود، دسته‌های کوچکی از تارها که در یک غلاف بافت پیوندی پیچیده شده‌اند، مشاهده می‌شود. به این دسته‌ها فاسیکول گفته می‌شود. غلاف بافت پیوندی که اطراف هر فاسیکول را گرفته است، پریمیوزیوم نام دارد. در نهایت، زمانی که پریمیوزیوم بریده می‌شود، با استفاده از یک ذره‌بین می‌توان تارهای عضلانی که سلول‌های عضلانی منفرد هستند را مشاهده کرد. غلافی از بافت پیوندی که اندومیوزیوم نام دارد، هر تار عضلانی را پوشانده است.

عملکرد عضلات اسکلتی

به طور کلی، باور می‌شود که تارهای عضلانی از یک سر عضله به سر دیگر آن امتداد یافته‌اند، اما با استفاده از ذره‌بین، شکمچه‌های عضلانی به قطعات یا دسته‌هایی که توسط فیبرهای عرضی از هم جدا شده‌اند، تقسیم شده‌اند. این تقسیم‌بندی باعث شده است که بزرگترین تارهای عضلانی انسان حدود ۱۲ سانتیمتر (۷/۴ اینچ) باشد که از حدود ۵۰۰،۰۰۰ سارکومر – یعنی واحد عملی تارچه‌ی عضلانی – تشکیل شده است. تعداد تارها در عضلات مختلف در دامنه‌ی بین چند صد تار (مانند عضله‌ی کشنده‌ی پرده‌ی گوش) تا بیش از یک میلیون تار (مانند عضله‌ی دوقلوی میانی) می‌باشد.

قطر تارهای عضلانی در بازه ۱۰ تا ۱۲۰ میکرومتر قرار دارد و تقریباً با چشم غیرمسلح قابل رؤیت نیست. در ادامه، ساختار داخلی تارهای عضلانی را شرح خواهیم داد. اگر به نزدیکی به تار عضلانی نگاه کنیم، یک غشاء پلاسمایی به نام پلاسمالم دیده می‌شود که آن را پوشانده است. پلاسمالم بخشی از یک واحد بزرگتر به نام سارکولم است. سارکولم از پلاسمالم و غشاء پایه تشکیل شده است. برخی از کتاب‌های مرجع، واژه سارکولم را به جای پلاسمالم استفاده می‌کنند. در انتهای هر تار عضله، پلاسمالم با تاندون آمیخته شده و به استخوان متصل می‌شود. تاندون‌ها از طناب‌های لیفی بافت پیوندی تشکیل شده‌اند که نیروی ایجاد شده در تارهای عضلانی را به استخوان‌ها منتقل می‌کنند و بدین وسیله حرکت ایجاد می‌شود. بنابراین، هر تار عضلانی در نهایت از طریق تاندون به استخوان متصل می‌شود.

پلاسمالم دارای اجزاء منحصر به فردی است که برای عملکرد تارهای عضلانی بسیار مهم هستند. در حالت استراحت و انقباض عضلانی، پلاسمالم به صورت یک مجموعه از چین‌های کم عمق در طول تار عضلانی دیده می‌شود و این چین‌ها هنگام کشش تار عضلانی ناپدید می‌شوند. ساختمان چین دار پلاسمالم باعث می‌شود تار عضلانی بدون پارگی پلاسمالم کشیده شود. همچنین، پلاسمالم دارای چین‌های پیوندگاهی در ناحیه عصب گیری در منطقه صفحه محرکه‌ی انتهایی است که به انتقال پتانسیل عمل از نورون حرکتی به تار عضلانی کمک می‌کند. در نهایت، پلاسمالم به حفظ تعادل اسیدی-بازی و انتقال متابولیت‌ها بین خون و تار عضلانی کمک می‌کند. سلول‌های ماهواره‌ای در میان پلاسمالم و غشاء پایه واقع شده‌اند. این سلول‌ها در رشد و تکامل عضله اسکلتی و همچنین در سازگاری عضلانی با آسیب دیدگی، بی‌تحرکی و تمرین نقش دارند.

سارکوپلاسم،

قسمتی از پلاسمازمانه درونی ماهیچه‌ها است که شامل زیرمجموعه‌های کوچکتری است که در تصویر نشان داده شده‌اند. بزرگترین بخش آن، تارچه‌های عضلانی هستند که به صورت جداگانه مورد بحث قرار می‌گیرند. در حال حاضر، تارچه‌های عضلانی را به عنوان ساختارهای میله‌ای در نظر بگیرید که در سراسر تار عضلانی کشیده شده‌اند. یک ماده ژلاتینی شکل، تمام فضای بین تارچه‌های عضلانی را پر کرده است که به آن سارکوپلاسم می‌گویند. سارکوپلاسم بخش مایع تار عضلانی و سیتوپلاسم آن است. سارکوپلاسم عمدتاً شامل پروتئین‌های حل شده، مواد معدنی، گلیکوژن، چربی‌ها و اندامک‌های لازم است. سارکوپلاسم از سیتوپلاسم بیشتر سلول‌ها تفاوت دارد، زیرا شامل مقدار زیادی گلیکوژن ذخیره شده است و همچنین حاوی میوگلوبین است که اکسیژن به آن متصل می‌شود و از این نظر به هموگلوبین شباهت زیادی دارد.

لوله‌های عرضی سارکوپلاسم همچنین دارای یک شبکه گسترده به نام لوله‌های عرضی (لوله‌های T) هستند که زوائد پلاسمازم هستند و به صورت عرضی از تار عضلانی عبور می‌کنند. این لوله‌ها در عین حالی که از بین تارچه‌های عضلانی عبور می‌کنند، به هم متصل هستند و از طریق تحریکات عصبی که از طریق پلاسمازم دریافت می‌کنند، امکان سریعترین انتقال به تک‌تک تارچه‌های عضلانی را فراهم می‌کنند. همچنین، این لوله‌ها مسیرهایی را از خارج تار عضلانی به داخل آن فراهم می‌کنند که باعث ورود برخی مواد به داخل سلول و خروج محصولات زائد از تار عضلانی می‌شود.

شبکه‌ی سارکوپلاسمی،

یک شبکه‌ی طولی از لوله‌ها نیز در تار عضلانی وجود دارد که به آن شبکه‌ی سارکوپلاسمی (SR) می‌گویند. این کانال‌های غشایی موازی با تارچه‌های عضلانی قرار دارند و مانند حلقه‌ای آن‌ها را در بر می‌گیرند. شبکه‌ی سارکوپلاسمی به عنوان محلی برای ذخیره‌ی کلسیم که برای انقباض عضله ضروری است، به کار می‌رود. هر تار عضلانی شامل چند صد تا چند هزار تارچه است. تارچه‌های عضلانی عناصر انقباضی عضله اسکلتی هستند. تارچه‌های عضلانی به شکل طناب‌های طولانی که از بخش‌های کوچکتری به نام سارکومر تشکیل شده‌اند، مشاهده می‌شود.

مخطط بودن سارکومرهای تارهای عضله اسکلتی در زیر میکروسکوپ نوری به شکل خطوط مجزا به نظر می‌رسند. به علت این نشانه‌ها یا خطوط، به عضله اسکلتی عضله مخطط نیز می‌گویند. این موضوع در عضله قلبی نیز دیده می‌شود. بنابراین، عضله قلبی را هم می‌توان عضله مخطط نامید. توجه داشته باشید، نواحی تیره که نوارهای A نامیده می‌شوند، به طور متناوب در کنار نواحی روشن که نوارهای I نامیده می‌شوند، قرار گرفته‌اند. هر نوار تیره A، یک ناحیه روشن‌تر در مرکز خود دارد که ناحیه H نامیده می‌شود و فقط وقتی تارچه عضلانی در حال استراحت است، دیده می‌شود. در وسط ناحیه H، یک خط تیره به نام خط M وجود دارد. نوارهای روشن I به وسیله‌ی یک نوار تیره به نام صفحه یا خط Z قطع می‌شوند. یک سارکومر، واحد کاری یک تارچه عضلانی و واحد انقباضی عضله است. هر تارچه عضلانی شامل تعداد زیادی سارکومر است که حد فاصل دو خط Z قرار دارد. هر سارکومر شامل همه‌ی چیزهایی است که بین دو خط Z قرار دارد که به ترتیب عبارت است از: [متن اصلی از این قسمت به بعد قابل درک نیست و برخی از کلمات اشتباه تایپ شده‌اند.]