دراسة تجريبية للتقلص العضلي دروس علوم الحياة و الأرض الثانية بكالوريا

دراسة تجريبية للتقلص العضلي

 دروس علوم الحياة و الأرض الثانية بكالوريا

الفصل 2 : دور العضلة الهيكلية المخططة في تحويل الطاقة

ملاحظة : الكلمات الموجودة في الموضوع و الملونة بالأزرق هي عبارة عن مصطلحات علمية ، و  تجدون تعريفها أسفل الموضوع .

دراسة تجريبية للتقلص العضلي

قصد دراسة التقلص العضلي، يتم تحضير عضلة بطن الساق عند الضفدعة و ربطها بعُدة تجريبية تسمى مُسجل عضلي. يمكن عزل عضلة بطن الساق كليا، كما يمكن تركها على مستوى الضفدعة وقطع وتر العقب، مع ضرورة تخريب الدماغ و النخاع الشوكي لتجنب كل حركة إرادية أو لاإرادية. تتم الإهاجة إما مباشرة بوضع إلكترودين مُهيجين على سطح العضلة (إذا كانت العضلة معزولة كليا)، أو وَضعهما على العصب الوركي. توضح الوثيقة التالية العُدة التجريبية المُنجزة.

التركيب التجريبي لتسجيل التقلص العضلي

التسجيل العضلي لإهاجة واحدة فعالة

بعد ذلك، يتم تعريض العضلة للتهييج في ظروف مختلفة بتغيير شدة الإهاجة و الزمن الفاصل بين مختلف التهييجات. يُمثل الشكل أسفله، التسجيل المُحصل عليه بعد إهاجة واحدة فعالة.

التسجيل العضلي لإهاجة واحدة فعالة

1 : حلل التسجيل العضلي المحصل عليه واصفا مختلف مراحله ؟ 

( الجواب عن الأسئلة أسفل الموضوع )

 تهييجات منعزلة متباعدة ومتزايدة الشدة

بعد تعريض العضلة لسلسلة تهييجات متباعدة و متزايدة الشدة، نحصل على المخطط العضلي التالي :

تهييجات منعزلة متباعدة و متزايدة الشدة

2 : حلل التسجيل العضلي المحصل عليه ثم إقترح تفسيرا ملائما ؟ 

( الجواب عن الأسئلة أسفل الموضوع )

 إهاجتين فعالتين متتاليتين (متساويتا الشدة)

عند تعريض العضلة لإهاجتين فعالتين متتاليتين متساويتا الشدة، مع تغيير المدة الفاصلة بين كل إهاجة نحصل على المخططات العضلية التالية حسب كل حالة :

إهاجتين فعالتين متتاليتين 

3 : قارن التسجيلات الثلاث المحصل عليها ؟ ( الجواب عن الأسئلة أسفل الموضوع )

سلسلة إهاجات فعالة لها نفس الشدة و متقاربة

عند تعريض العضلة لسلسلة تهييجات متساوية الشدة، مع تغيير الزمن الفاصل بين كل إهاجة نحصل على المخططات العضلية التالية حسب كل حالة :

سلسلة إهاجات فعالة لها نفس الشدة و متقاربة

4 : صف التسجيلين المحصل عليهما من خلال هذه التجربة ؟ ( الجواب عن الأسئلة أسفل الموضوع )

العياء العضلي (إهاجات متتالية لها نفس الشدة لمدة طويلة)

عند تعريض العضلة لسلسلة إهاجات متساوية الشدة لمدة طويلة، نحصل على تسجيل عضلي تمثل الوثيقة أسفله بعض أجزائه في فترات مختلفة :

العياء العضلي 

5 : صف الغييرات التي تحدث على التسجيل العضلي المحصل عليه مع مرور الزمن ؟

 الجواب عن الأسئلة :

1 : حلل التسجيل العضلي المحصل عليه واصفا مختلف مراحله ؟ 

الجواب :بعد تهييج العضلة بإهاجة واحدة فعالة، نحصل على تسجيل عضلي يُسمى رعشة عضلية (مُخطط عضلي). يمكن تقسيم هذا التسجيل إلى ثلاثة مراحل :

- مدة الكمون : و هو الزمن الفاصل بين حادث التنبيه و استجابة العضلة للتهييج.

- مرحلة التقلص : و هي الفترة التي يتم خلالها تقلص العضلة، حيث ينتج عنها انخفاض طول العضلة (ازدياد وُسع الرعشة العضلية).

- مرحلة الارتخاء : و هي الفترة التي تسترجع خلالها العضلة طولَها الأصلي (انخفاض وُسع الرعشة العضلية).

2 : حلل التسجيل العضلي المحصل عليه ثم إقترح تفسيرا ملائما ؟ 

الجواب :

التحليل : بعد التهييجين i1 و i2، لا نحصل على أي استجابة عضلية، لكن ابتداءا من التهييج i3 نحصل على استجابة للتهييجات تتمثل في رعشة عضلية. مع ازدياد شدة التهييجات من i3 إلى i7، يزداد وُسع الرعشات العضلية تدريجيا، لكن هذا الوسع يصبح تابثا ابتداءا من التهييج i7.

التفسير : بعد التهييجين i1 و i2، ليس هناك تسجيل عضلي لكون هذه التهييجات غير فعالة (تحت بدئية)، لكن الإهاجة i3 تُحدث رعشة عضلية، فتسمى عتبة التهييج (الريوباز) و هي أقل شدة إهاجة تُسبب حدوث التقلص العضلي.

بعد الإهاجة i3، و كلما ازدادت شدة الإهاجة، يزداد وُسع الرعشات العضلية، مما يُفسَّر بكون العضلة تتكون من وحدات بنيوية قابلة للتقلص (ستتم دراستها لاحقا)، يزداد عدد الوحدات المتقلصة كلما ازدادت شدة الاهاجة، فيكون تقلص العضلة أقوى.

ابتداءا من الإهاجة i 7 يبقى وُسع الرعشات تابثا، الشيء الذي يُفسَّر بكون كل الوحدات المُكونة للعضلة أصبحت مُتقلصة.

3 : قارن التسجيلات الثلاث المحصل عليها ؟

الجواب : 

يلاحظ اختلاف في المخططات العضلية المحصل عليها :

الحالة 1 : بعد إحداث إهاجتين متباعدتين و لهما نفس الشدة، نحصل على رعشتين عضليتين لهما نفس الوسع.

الحالة 2 : بعد إحداث إهاجتين متقاربتين (الإهاجة الثانية i2 تكون في مرحلة ارتخاء الإهاجة الأولى i1) و لهما نفس الشدة، نحصل على رعشتين عضليتين يكون وُسع الرعشة الثانية أكبر من وُسع الرعشة الأولى، نقول أن هناك التحام غير تام.

الحالة 3 : بعد إحداث إهاجتين جد متقاربتين (الإهاجة الثانية i2 تكون في مرحلة تقلص الإهاجة الأولى i1) و لهما نفس الشدة، نحصل على رعشة عضلية واحدة ذات وسع كبير (حدوث تراكب الرعشتين). نقول أن هناك التحام تام.

 4 : صف التسجيلين المحصل عليهما من خلال هذه التجربة ؟

الجواب :حسب المدة الفاصلة بين الإهاجتين، نميز الحالتين التاليتين :

الحالة 1 : عندما يكون تردد الإهاجات ضعيفا، نحصل على تسجيل عضلي مُتموج، نسمي التقلص العضلي في هذه الحالة بالكزاز الناقص.

الحالة 2 : عندما يكون تردد الإهاجات مرتفعا، نحصل على تسجيل عضلي يبقى مستقيما، نسمي التقلص العضلي في هذه الحالة بالكزاز التام.

5 : صف الغييرات التي تحدث على التسجيل العضلي المحصل عليه مع مرور الزمن ؟

الجواب : بعد تعريض العضلة لسلسلة إهاجات متتالية و لمدة طويلة، يُلاحظ تعرضها للعياء العضلي و الذي يتجلى في :

- ازدياد مدة الكمون الفاصلة بين الإهاجة و استجابة العضلة.

- ازدياد مدة الرعشات العضلية (مرحلتي التقلص و الارتخاء).

- نقصان وُسع الرعشات العضلية.

تعريف المصطلحات العلمية الموجودة بالموضوع :

الإهاجة Stimulation : هي عملية تطبيق ترددات كهربائية على عضو معين (عضلة أو عصب) بفعل إحداث ردة فعل (مثل تقلص العضلة).

رعشة عضلية Secousse Musculaire : عبارة عن تقلص عضلي بسيط و معزول ناتج عن ردة فعل العضلة تجاه إهاجة واحدة، و هي تتكون من مرحلتين : مرحلة التقلص و مرحلة الارتخاء.

مُخطط عضلي Myogramme : هو المنحنى المحصل عليه بعد تطبيق إهاجات على العضلة. يعتبر المخطط العضلي تسجيلا للرعشات العضلية الناتجة، و تُمكن دراسته من تحديد مدى توثر عضلة معينة.

مدة الكمون Phase de Latence: هي المدة الزمنية الفاصلة بين لحظة إهاجة العضلة و استجابتها بواسطة تقلص عضلي.

 مرحلة التقلص Phase de Contraction: تعرف هذه المرحلة نقصان طول العضلة بفعل تقلصها نتيجة الإهاجة، تُصاحَب هذه المرحلة كذلك، بازدياد توثر العضلة و ارتفاع وُسع الرعشة العضلية.

مرحلة الارتخاء Phase de Relâchement : تتميز هذه المرحلة باسترجاع العضلة لطولها الأصلي، و ذلك بشكل تدريجي، خلال هذه المرحلة، ينقص وُسع الرعشة العضلية.

عتبة التهييج Rhéobase : هي أصغر شدة إهاجة، تسبب حدوث استجابة العضلة عن طريق تقلصها.

التحام غير تام Fusion Incomplète : ينتج الالتحام غير التام لرعشتين عضليتين عند تطبيق إهاجتين متتاليتين، بحيث تحدث استجابة العضلة لإهاجة ثانية خلال مرحلة الارتخاء الناتجة عن الإهاجة الأولى، مما يؤدي إلى الحصول على رعشتين عضليتين مندمجتين جزئيا.

التحام تام Fusion Complète : ينتج الالتحام التام لرعشتين عضليتين عند تطبيق إهاجتين متتاليتين، بحيث تحدث استجابة العضلة لإهاجة ثانية خلال مرحلة التقلص الناتجة عن الإهاجة الأولى، مما يؤدي إلى الحصول على رعشة عضلية واحدة بوسع كبير.

الكزاز الناقص Tétanos Incomplet : ينتج عن تطبيق إهاجات متكررة و متتالية بتردد ضعيف، نحصل من خلالها على مخطط عضلي متواصل و بشكل متموج و متذبذب.

الكزاز التام Tétanos Complet : ينتج عن تطبيق إهاجات متكررة و متتالية بتردد مرتفع، نحصل من خلالها على مخطط عضلي متواصل و مستقيم.

للعياء العضلي Fatigue Musculaire : عند تطبيق إهاجات متتالية، تتعرض العضلة للعياء الذي يتجلى في ازدياد مدة الكمون (المدة الفاصلة بين الإهاجة و استجابة العضلة)، و ازدياد مدة الرعشات العضلية (مرحلتي التقلص و الارتخاء)، و نقصان وُسع الرعشات العضلية.

باقي فقرات الفصل :

الفصل 2 : دور العضلة الهيكلية المخططة في تحويل الطاقة 

	عناوين الدروس	مشاهدة
1	تقديم (دور العضلة الهيكلية في تحويل الطاقة)
2	دراسة تجريبية للتقلص العضلي
3	الظواهر المرافقة للتقلص العضلي
4	بنية و فوق بنية العضلة الهيكلية المخططة
5	آلية التقلص العضلي
6	تجديد الـ ATP خلال التقلص العضلي
7	العلاقة بين مختلف التفاعلات المحررة للطاقة و المستهلكة لها