الدرس الثاني: الحركة في الكائنات الحية (النبات والإنسان)

تتمثل الحركة في النبات في أنماط متخصصة تعتمد على التغيرات الخلوية والأوكسينات:

1. الحركة الدورانية السيتوبلازمية: حركة دائبة مستمرة داخل كل خلية حية، يستدل عليها من حركة البلاستيدات الخضراء المنغمسة في السيتوبلازم وتتحرك في اتجاه دوراني واحد (كما لوحظ في خلايا نبات الإيلوديا المائي).
2. حركة الانتحاء (Tropism): استجابة أجزاء النبات لمؤثرات خارجية مختلفة (الضوء، الجاذبية الأرضية، الرطوبة) نتيجة التوزيع غير المتساوي للأوكسينات على جانبي القمة النامية أو الساق أو الجذر.
3. حركة اللمس والنوم واليقظة: كما في نبات المستحية؛ حيث تتدلى الوريقات وتنحني الأعناق عند اللمس، وتتقارب الوريقات ليلاً وتنبسط نهاراً نتيجة خروج ودخول الماء من وإلى انتفاخات قواعد الوريقات بطريقة تشبه عمل المفاصل.
4. حركة الشد (Pulling Movement):
   • في محاليق النباتات المتسلقة (كالبازلاء والعنب): يدور المحلاق في الهواء باحثاً عن دعامة صلبة. بمجرد ملامستها يلتف حولها ويوثق التصاقه، ثم يتموج ما تبقى من المحلاق في حركة لولبية فينقص طوله ويقترب الساق نحو الدعامة وينمو رأسياً، ثم يتغلظ المحلاق بأنسجة دعامية. إذا لم يجد دعامة يذبل ويموت. بطء نمو المنطقة الملامسة للدعامة وسرعة نمو المنطقة البعيدة عنها هو سبب الالتفاف.
   • في جذور الكورمات والأبصال: تتقلص الجذور الشادة فتسحب الساق الأرضية المختزنة للأسفل حتى تستقر على عمق ملائم من سطح التربة، مما يؤمن حمايتها من الرياح وتوفير الرطوبة والدعامة.

يتألف الجهاز العضلي للإنسان من نحو 620 عضلة أو أكثر، ومعظمها عضلات إرادية مخططة متصلة بالهيكل العظمي (عضلات هيكلية).

التركيب المجهري للعضلة الهيكلية:

تتكون العضلة من حزم عضلية محاطة بغشاء الحزمة. وتتكون كل حزمة من ألياف عضلية (خلايا عضلية) متعددة الأنوية، محاطة بغشاء خلوي يُدعى الساركوليما (Sarcolemma) ويحتوي السيتوبلازم على ساركوبلازم (Sarcoplasm) وميتوكوندريا وعدد هائل من اللييفات العضلية (Myofibrils) يتراوح بين 1000 إلى 2000 لييفة في كل ليفة.

تترتب اللييفة العضلية في قطع عضلية متكررة تُسمى القطع العضلية (ساركومير Sarcomere)، وهي المسافة بين كل خطين داكنين متتاليين (Z-lines):

وضع العالم هكسلي (Huxley) نظرية الخيوط المنزلقة اعتماداً على المجهر الإلكتروني المقارن بين ليفة عضلية في حالة انقباض وأخرى في حالة انبساط:

1. وصول السيال العصبي: يصل السيال العصبي الحركي إلى التفرعات النهائية للنهايات العصبية في منطقة التشابك العصبي العضلي (وصلة عصبية عضلية).
2. تدفق أيونات الكالسيوم (Ca²⁺): تفتح مضخات الكالسيوم في الغشاء قبل التشابكي، فتدخل أيونات الكالسيوم وتسبب انفجار حويصلات التشابك وتحرر الناقل العصبي الأسيتيل كولين (Acetylcholine) في شق التشابك.
3. إزالة الاستقطاب (Depolarization): يرتبط الأسيتيل كولين بمستقبلاته على الساركوليما، فتزيد نفاذية الغشاء لأيونات الصوديوم (Na⁺) التي تتدفق للداخل بسرعة، مما يغير شحنة الغشاء من الداخل ليصبح موجباً ومن الخارج سالباً (حالة اللااستقطاب).
4. تكوين الروابط المستعرضة وعمل الخطاطيف: تلعب أيونات الكالسيوم المنطلقة من الشبكة الساركوبلازمية دورين حاسمين: كشف مواقع الارتباط على الأكتين، ومساعدة الروابط المستعرضة الممتدة من خيوط الميوسين (بمساعدة طاقة ATP) لتعمل كخطاطيف تسحب خيوط الأكتين باتجاه بعضها البعض، فتنزلق الخيوط وتتقارب خطوط Z وتنقبض العضلة.
5. العودة لحالة الراحة (الانبساط): يعمل إنزيم الكولين إستريز (Cholinesterase) المتواجد بكثرة في نقاط الاتصال العصبي العضلي على تحطيم الأسيتيل كولين إلى كولين وحمض خليك، مما يوقف تدفق الصوديوم، وتُستهلك جزيئات ATP إضافية لفصل الروابط المستعرضة عن خيوط الأكتين، فتعود العضلة لحالة الاستقطاب والراحة.

الوحدة الحركية: هي الوحدة الوظيفية للعضلة الهيكلية، وتتكون من خلية عصبية حركية واحدة وتفرعاتها النهائية ومجموعة الألياف العضلية التي تغذيها، ويتراوح عددها بين 5 إلى 100 ليفة عضلية.

يتصل كل تفرع نهائي بليفة عضلية واحدة عند موضع يُسمى الصفيحة النهائية الحركية، ويُسمى موضع الاتصال وصلة عصبية عضلية (تشابك عصبي عضلي).