الخصائص الوظيفية والتركيبية للعضلات

الخصائص الوظيفية والتركيبية للعضلات:

د/ أحمد طلحة حسام الدين

أنواع الألياف العضلية:

تتكون العضلات الهيكلية من نوعين رئيسيين من الألياف وهى الألياف البطيئة والألياف السريعة من حيث استجابتها للاستثارة. وقد تم هذا التصنيف بناءً على دراسة الأنسجة بالإضافة إلى الخصائص الفسيولوجية المميزة لكل نوع.

والألياف البطيئة (ST) أو كما تسمى بالنوع (I) تمثل 50% من ألياف العضلات الهيكلية في الفرد العادي، وهى تتميز بالتحمل الهوائي أما الألياف السريعة (FT) أو كما تسمى بالنوع (II) فهي تنقسم إلى ثلاثة أنواع فرعية بناءً على درجات ألوانها وقابليتها للاستثارة Propensity for recruitment أو كما تسمى بالنزعة للاستشارة أو التجنيد.

وأول هذه الأنواع الفرعية من الألياف السريعة يرمز له بالرمز (FTa )أو (IIa) وهو يمثل حوالى نصف الألياف السريعة في أي عضلة أما النوع الثاني والذى يرمز له بالرمز ( FTb ) أو ( IIb ) فهو أقل من حيث نسبة تواجده في ألياف أي عضلة هذا بالإضافة إلى نوع ثالث تم التعرف على وجوده أخيرا ويرمز له بالرمز ( FTc) أو (IIc) وهو محدود العدد جداً في ألياف العضلات.

وتنتج الألياف السريعة مقداراً أكبر من القوة عما تنتجه الألياف وبالتالي فإنها تتعرض للتعب بمعدلات أسرع، ولهذا السبب فإن الألياف البطيئة لها خاصية الاستثارة لكى تجند في الأعمال ذات الشدة المنخفضة ومع زيادة متطلبات الشد في العضلة تبدأ الألياف السريعة نشاطها ويوضح شكل (4) التركيب الداخلي للعضلة.

شكل (4) التركيب الداخلي للعضلة الهيكلية

معدل الانقباض Rate of Contraction:

يعتمد معدل الانقباض الذى تعمل به العضلة لتصعيد القوة الانقباضىة على عدد سلاسل الساركوميرات في العضلة، فكلما زاد عددها عند طول معين للعضلة، كلما زاد انزلاق كل من الماىوسىن والاكتىن وبالتالي زاد معدل انقباض العضلة وتتميز الألياف السريعة بقصر ساركومىراتها نسبيا حيث يصل طولها إلى 2.4مىكرون(واحد ميكرون = 10-6 متر = 10-4 سنتيمتر) بمقارنتها بساركوميرات الألياف البطيئة التي يصل طولها إلى 6 ميكرون. لذا فإنه مع ثبات باقي المتغيرات فإن ذلك يعنى أنه عند طول معين للعضلة يكون عدد الساركوميرات السريعة أكبر لذا فإن الألياف السريعة تتميز بمعدل أعلى في الانقباض.

هذا بالإضافة إلى أن الألياف السريعة لها وصلات Crosshridges تسمى بالجسور المتقاطعة وهى سريعة جداً وتؤدى إلى زيادة سرعة تصعيد القوة الانقباضىة، في حين أن هذه الوصلات في الألياف البطيئة تتميز بالبطء النسبي مما يؤدى إلى تخفيض معدل الانقباض في هذه الألياف.

وليس من المستغرب أن نعلم أن أقصى سرعة تقصير يحدث في حزم الألياف السريعة تعادل ثلاثة أضعافها في حالة الألياف البطيئة. (إدمان  Edman 1979، فولكنر Faulkner 1986).

خصائص الألياف العضلية: 

تتميز الألياف البطيئة بصفة عام بالقدرة الهوائية العالية وبالتالي الجلد أو التحمل في حين أن الألياف السريعة قادرة على بذل قوة أكبر ولكنها أسرع أيضا من حيث ظهور التعب. وقد أكد فولكنر Faulkner 1986 أن أقصى ناتج قدرة للألياف السريعة يعادل أربعة أضعاف ما تنتجه الألياف البطيئة. وهذا الاختلاف في كفاءة الألياف يعنى أن هناك أهمية بالغة في التعرف على نسب تواجدها في العضلات عند اختيار اللاعبين للمسابقات المختلفة.

وقد أجرى ميرو Mero 1981 دراسة على 25 عداءً من المستوى العالي والذين تنحصر أرقامهم في سباق 100 عدو بين (10.4، 11.8). وقد أثبتت هذه الدراسة أن هناك علاقة موجبة قوية بين نسبة تواجد الألياف السريعة وسرعة العدو وكذلك في الوثب العمودي من الثبات. هذا بالإضافة إلى أنه قد أظهرت الدراسة أن العدائين الأسرع (زمن 100م – 10.7) تحتوى عضلاتهم على متوسط ألياف سريعة يصل إلى 62.2% في حين تصل هذه النسبة إلى 50.4% في العدائين الأقل سرعة (زمن 100م . 11.5 ث).

كما أثبتت الدراسة أن اللاعبين ذوى السرعات العالية تتمتع عضلاتهم بالقوة والقدرة الأعلى، في حين أظهر اختبار التحمل ضعف أداء اللاعبين المميزين بزيادة نسبة الألياف السريعة مما يؤكد على أن ارتفاع نسبة الألياف السريعة في العضلة يساعد على أداء جيد في كل من القوة العضلية والسرعة والقدرة.

تأثير التدريب على تغيير أنواع الألياف

أكدت العديد من الدراسات على أن نسب وجود نوعى الألياف (السريعة والبطيئة) داخل العضلة محددة وراثيا وأن استجابتها للتدريب محدودة، فمع استخدام تدريبات التحمل، قد ترتفع قدرة الألياف السريعة على تحمل المجهود ولكن ذلك لا يعنى أنها سوف تتحول إلى ألياف بطيئة، وعلى الجانب الآخر فقد أكد هاكنىن Hakkinen ، من خلال دراسة استمرت لمدة عامين على بعض لا عبى رفع الأثقال أن متوسط نسبة الألياف السريعة إلى الألياف البطيئة كان في حدود من (55.4 ±9.2% ) إلى (57.10 ± 9.6) وهذا يعنى أن نسب الألياف بنوعيها تحددها عوامل وراثية وأن إمكانية تغيير هذه النسبة ليس من الأمور البسيطة أو على الأقل حتى الآن.

وهذه الحقيقة تؤكد أن البطل يولد بطلا ولا يمكن صناعته، وىوضح شكل (5) توزيع نسب الألياف بنوعيها في بعض الرياضات.

شكل (5) التوزيع النسبي للألياف العضلية السريعة في العضلة لبعض الألعاب مسافات طويلة (D) – ضاحية انزلاق (SK) – دراجات وتجديف (C) – سباحين (SW) – مسافات متوسطة (M) – رفع أثقال (L) – وثب (J) – رمى (T) – عدائين (S)).

وكما هو مبين في الشكل، نجد أن لا عبى الجري لمسافات طويلة والتجديف والدراجات تتميز عضلاتهم بنسبة عالية من الألياف البطيئة بمقارنتهم بباقي الرياضيين، في حين تنعكس هذه النسبة في الرياضيين الذى يمارسون ألعاب تحتاج إلى كل من القوة والسرعة والقدرة كلاعبي الرمي والعدائين ولاعبي الوثب.

وفى حين نجد أن هذا التناسب لا يمكن تعميمه على جميع عضلات الجسم الواحد، إلا أنه يمكن التأكيد على إمكانية حدوث اختلاف في النسب بين عضلات الطرف العلوى والطرف السفلى في الفرد الواحد.