اجزای دستگاه حرکتی

الف- اسکلت استخوانی

ب- ماهیچه های اسکلتی

الف- اسکلت استخوانی: شامل دو بخش محوری و جانبی می باشد. استخوان های جمجمه (شامل کاسۀ جمجمه و استخوان های چهره) و همچنین استخوان های ستون مهره ها و دنده ها و جناغ تشکیل دهندۀ اسکلت محوری هستند بقیۀ استخوان ها اسکلت جانبی را تشکیل می دهند.

نکته: استخوا نها بخشی از اسکلت انسان هستند مثلا غضروف نیز در اسکلت انسان وجود دارد.

نکته: بخش جانبی نقش بیشتری در حرکات دارد یعنی بخش محوری هم نقش کمی در حرکات دارد مانند حرکاتی که دندهها انجام م یدهند

نکته: کوچکترین استخوان بدن، استخوان رکابی است که جزء اسکلت محوری حساب م یشود و بزر گترین استخوان،استخوان ران است که جزء اسکلت جانبی محسوب می شود.

نکات شکلی اسکلت انسان

1-استخوان های ترقوه و کتف هر دو در هر دو نمای جلویی و عقبی قابل مشاهده هستند.

2- در محل مفصل آرنج که از نوع لولایی می باشد سه استخوان بازو، زند زبرین و زند زیرین نقش دارند.

3- استخوان زند زبرین (بالایی) به انگشت شست نزدیکتر است.

4-استخوان ناز کنی در مفصل زانو شرکت ندارد و این مفصل فقط بین استخوان های درش تنی و ران قرار دارد و نازک نی با درشت نی مفصل ثابت دارند.

5-دوازده جفت دنده در هر فرد وجود دارد که دو جفت انتهایی به جناغ متصل نیستند ولی بقیه به کمک غضروف به استخوان جناغ متصل هستند.

6-کمترین استخوان ها از نظر تعداد استخوان های دراز هستند.

7- تمام استخوان های جانبی به صورت زوج هستند درحالی که بعضی از استخوان های اسکلت محوری به صورت فرد هستند مانند استخوان جناغ.

اعمال استخوان ها

1-پشتیبانی شامل تعیین شکل بدن و ایجاد چارچوبی برای استقرار اندام ها.

2-حفاظت از بخش هایی مانند مغز، نخاع، قلب و شش ها

3- در مورد استخوان های متحرک، انقباض ماهیچه های متصل به آن ها باعث حرکت می شود.

4- تولید یاخت ههای خونی در مغز قرمز استخوان که بسیاری از استخوا نها دارند.

5- ذخیرۀ مواد معدنی مانند فسفات و کلسیم.

6- کمک به سخن گفتن، شنیدن و جویدن.

انواع استخوان ها

1-دراز: مانند استخوان بازو ، ران ، استخوان های ساعد و ساق پا.

2-کوتاه: استخوان های مچ دست و یا پا و استخوان های انگشتان دست و پا.

3-پهن: استخوان های جمجمه و یا لگن ، دنده ها و استخوان های نی ملگن.

4-نامنظم: استخوان های مهره ها.

انواع بافت استخوانی

فشرده(متراکم): یاخته های استخوانی به صورت استوانه های ه ممرکز قرار گرفته اند که بین آ نها مادۀ زمین های قرار گرفته و در مرکز تمام استوانه ها مجرای هاورس قرار دارد.

اسفنجی: سلول ها و مادۀ زمین های استخوان، به صورت تیغه های نامنظم قرار دارند و بین این تیغه ها حفره هایی وجود دارد که توسط رگ ها و مغز قرمز استخوان پرشده است.

توجه1: مادۀ زمینه ای در استخوان فشرده و اسفنجی تفاوتی ندارند و از موادی مانند کلاژن و مواد معدنی بویژه موادِکلسیم دار تشکیل شده است.

توجه 2: در مجرای هاورس رگ های خونی و اعصاب وجود دارند که در استخوان فشرده از طریق مجاری افقی و یا مایل به یکدیگر و همچنین به حفرات استخوان اسفنجی راه دارند.

نکته: مجاری مرکزی سیستم های هاورس(مجاری هاورس) نباید با مجرای مرکزی استخوان های دراز اشتباه شود چون در مجاری هاورس رگ های خونی و اعصاب قرار دارند ولی مجرای مرکزی استخوان های دراز، مغز زرد وجود دارد که بیشتر از چربی تشکیل شده است.

توجه1: در حفرات بین تیغه های استخوانی در استخوان اسفنجی، هم رگ های خونی و اعصاب و هم مغز قرمز استخوان وجود دارد که وظیفه اش تولید سلول های خونی و گرده هاست.

توجه 2: در شرایط کم خونی شدید ممکن است مغز زرد به مغز قرمز تبدیل شود.

نکته: سلول های استخوانی حالت منشعب دارند و از طریق انشعابات خود که در کانال هایی در زمینۀ این بافت قرار دارند با یکدیگر ارتباط دارند البته دور این انشعابات مایع بین یاخت های کمی وجود دارد.

نکته: در یک فرد سالم و در شرایط معمول،بسیاری از استخوان ها در تولید یاخته های خونی نقش دارند چون بسیاری از استخوان ها دارای مغز قرمز هستند.

نکته: در اطراف استخوان، بافت پیوندی رشت های وجود دارد که رگ ها و اعصاب از این بافت است که به درون استخوان نفوذ می کند البته این بافت در دو سر استخوان های دراز وجود ندارد و به جای آن غضروف وجود دارد.

نکته: در بافت استخوانی فشرده تعدادی از سلول های استخوانی به صورت استوانه های هم مرکز نیستند.

نکته: قطر سیاهرگِ درون مجرای هاورس از قطر سرخرگِ درون آن بیشتر است.

نکته: در هر مجرای هاورس یک سرخرگ و یک سیاهرگ وجود دارد و رگ لنفی وجود ندارد.

تشکیل و تخریب استخوان

متناسب با فشاری که بر استخوان می آید تشکیل و تخریب استخوان انجام می شود این کار حتی بعد از دوران رشد هم انجام م یشود یعنی اگر استخوانی به صورت مستمر تحت فشار خاصی قرار گیرد در همان منطقه افزایش ضخامت اتفاق می افتد و در محلی که فشاری وارد نمی شود تخریب استخوان و در نتیجه نازک شدن اتفاق می افتد به همین دلیل است که در فضانوردان که در شرایط بی وزنی هستند و فشار بسیار کمتری نسبت به جو کرۀ زمین بر استخوان های آن ها وارد م یشود تودۀ استخوانی به طور کلی دچار تخریب می شود.

توجه: افزایش تودۀ استخوانی و تراکم آن در شرایط معمول تا اواخر سن رشد اتفاق می افتد و بعد از آن کاهش می یابد البته ورزش و به طور کلی فعالیت بدنی از این کاهش تا حد زیادی جلوگیری می کند.

نکته: به دلیل نرم بودن استخوان در سنین پائین، شکستگی های بزرگ به ندرت در این سن اتفاق می افتد.

توجه1: در محل شکستگی های استخوانی چه کوچک و چه بزرگ سرعت تقسیم میتوز افزایش می یابد.

توجه 2: اگر سرعت تخریب استخوان از ساخت آن بیشتر شود تودۀ استخوانی کم تراکم می شود و اصطلاحا پوکی استخوان کمبود کلسیم در غذا ، مصرف نوشیدنی های الکلی، مصرف دخانیات و مصرف نوشابه های گازدار در کاهش تراکم استخوان و در نتیجه زمینه سازی برای پوکی استخوان مؤثرند.

نکته: با کمبود ویتامین D حتی اگر میزان کلسیم در غذا هم زیاد باشد باز هم زمینۀ پوکی استخوان ایجاد شده است چون وظیفۀ ویتامین D  کمک به جذب کلسیم از رودۀ باریک است

نکته: مصرف نوشابه های الکلی و یا دخانیات باعث می شود حتی در صورتی که کلسیم خون هم زیاد باشد باز هم زمینۀ پوکی استخوان ایجاد شود یعنی مانع جذب کلسیم غذا نمی شود بلکه مانع رسوب کلسیم در استخوان می شود.

نکته: کمبود هورمون کلسی تونین که از غدۀ تیروئید ترشح م یشود باعث اختلال در رسوب کلسیم در استخوان می شود از طرفی افزایش بیش از حد هورمون غده های پاراتیروئید نیز می تواند منجر به پوکی استخوان شود چون ممکن است باعث برداشت بیش از حد کلسیم از استخوان شود.

نکته: اگرچه شکستگی های میکروسکوپی در استخوان ها در همۀ افراد رخ می دهد ولی به ویژه در ورزشکاران رزمی که دچار شکستگی های بیشتری می شوند به تدریج تودۀ استخوانی و تراکم آن افزایش قابل توجهی می یابد.

نکته: کاهش ترشح صفرا و یا مسدود شدن مجرای صفراوی به وسیلۀ سنگ صفرا با ایجاد اختلل در گوارش و جذب ممکن است منجر به پوکی D چربی ها و از جمله ویتامین استخوان شود.

انواع مفصل

الف- مفصل ثابت: مانند مفصل بین استخوان های جمجمه یا درشت نی و نازک نی.

ب- مفصل متحرک:

1- گوی کاسه: مانن مفصل بازو با شانه و یا مفصل ران با نیم لگن.

2- لولایی: مفصل آرنج و یا زانو.

3- لغزنده: مفصل بخشی از استخوان مهره های کمر با مهرۀ دیگر.

نکته: در بیشتر مفصل ها اطراف مفصل از نوعی بافت پیوندی رشته ای به نام کپسول مفصلی پوشیده شده است که محکم بوده و علوه بر این که به کنار یکدیگر ماندن استخوان ها کمک می کند حرکت استخوان ها در محل مفصل را محدود می کند.

نکته: در بیشتر مفصل ها سر استخوان ها در محل مفصل با غضروف پوشیده شده است.

توجه: هم غضروف در سر استخوان ها در مقاصل متحرک و هم مایع مفصلی باعث کاهش اصطکاک می شود و همچنین باعث می شود سالیان زیاد استخوان ها در مجاورت یکدیگر به راحتی بلغزند.

نکتۀ مهم: مفصل بین خود مهره ها یا به عبارتی دیسک بین مهره ای مفصل لغزنده نیست

نکته: در مفاصل ثابت نه غضروف در سر استخوان ها قرار دارد و نه در اطراف مفصل ، مایع یا کپسول مفصلی وجود دارد.

توجه: علوه بر کپسول مفصلی، رباط و زردپی (هر سه بافت پیوندی رشته ای)هم در محدود کردن حرکت استخوان ها در مفاصل متحرک و در کنار یکدیگر نگه داشتن آن ها مؤثرند.

نکته: آزاد انه ترین حرکات در مفصل گوی و کاس های دیده می شود و محدودترین حرکات در مفصل لغزنده دیده می شود.

توجه: بخش صیقلی غضروف که در تماس با مایع مفصلی قرار دارد ممکن است در اثر کارکرد زیاد، ضربات، آسیب ها و بعضی بیماری ها آسیب ببیند که بدن دوباره آن را ترمیم می کند ولی اگر سرعت تخریب از سرعت ترمیم بیشتر باشد منجر به سائیدگی مفصلی می شود.

نکته: اگر اوریک اسید که ماد های دفعی و نیتروژن دار است در مفاصل رسوب کند بیماری نقرس گفته می شود.

ماهیچۀ اسکلتی

همۀ انواع ماهیچه ها باعث ایجاد حرکت می شوند ولی تنها ماهیچه ای که باعث حرکت استخوان ها و جابجایی بدن می شود ماهیچۀ اسکلتی است.

نکته: هر نوع کار غیرارادی که ماهیچۀ اسکلتی انجام م یدهد انعکاس نیست مانند انقباض دیافراگم در هنگام تنفس.

نکته: استخوان ها فقط توسط ماهیچه های اسکلتی حرکت می کنند اما هر ماهیچۀ اسکلتی هم لزوما باعث جابجایی استخوان ها نمی شود مانند: بندارۀ خارجی مخرج، بندارۀ ابتدای مری ، بندارۀ خارجی میزراه و ماهیچۀ حلق.

نکته: ماهیچۀ ذوذنقه ای که ترقوه را به پشت گردن متصل می کند و ماهیچۀ دلتایی که بازو را به شانه متصل می کند هم در نمای پشتی و جلویی بدن دیده می شوند.

توجه1: ماهیچۀ توأم پشت ساق پا قرار دارد و در ضمن ماهیچه های شکمی، سینه ای، ماهیچه های بین دنده ای و حتی دیافراگم و ماهیچه های بیرونی چشم مانند ماهیچۀ پلک ها همگی ماهیچه هایی اسکلتی هستند.

توجه 2: بسیاری از ماهیچه ها (نه همۀ آن ها) به صورت جفت باعث حرکات اندام ها می شوند مثلا انقباض ماهیچۀ سه سر بازو باعث پایین آمدن ساعد می شود که در این هنگام ماهیچۀ دوسر در حال استراحت است و عکس آن زمانی است که ساعد با سمت بالا حرکت داده می شود.

نکته: ماهیچۀ پشت بازو (سه سر) سه زردپی در بالا دارد که دوتای آن ها به استخوان بازو و یک زردپی به کتف متصل است و در پایین یک زردپی به استخوان زند زیرین متصل است و ماهیچۀ جلوی بازو(دو سر) است که در بالا دو زردپی دارد که یکی از آن ها به کتف و دیگری به استخوان بازو متصل است ولی در پایین یک زردپی دارد که به استخوان زند زبرین متصل است.

کارهای ماهیچۀ اسکلتی

1-انجام حرکات ارادی و حرکت دادن استخوان ها ( همچنین بعضی انعکاس ها)

2-کنترل دریچ هها و بعضی بخش های بدن مانند دهان و چشم ها

3- حفظ حالت بدن با انقباضات خفیف و طولانی در بعضی ماهیچه ها در هنگام خواب

4-ایجاد ارتباط با حرکت زبان ، لب ها ، حرکات نوشتن و یا حرکات چهره.

5- حفظ دمای بدن با تولید گرمای زیاد در اثر تنفس سلولی و سوختن مواد غذایی.

ساختار ماهیچۀ اسکلتی

هر ماهیچه از تعدادی دسته تار (یاختۀ) ماهیچه ای ساخته شده است که هر دسته از تعدادی تار یا سلول ماهیچۀ اسکلتی ساخته شده اند دور هر دسته و همچنین دور همۀ دستجات، بافت پیوندی رشت های وجود دارد که در دو طرف ماهیچه زردپی را می سازند وجود زردپی باعث می شود نیروی انقباضی تمام تارها با هم جمع شود و با هم به محل زردپی منتقل شود و به این ترتیب، نیروی مؤثری برای حرکت دادن استخوان فراهم می شود.

طرز اتصال ماهیچه به استخوان طوری است که معمولاً کاهش کمی در طول ماهیچه موجب حرکت زیاد استخوان می شود به طور مثال وقتی ماهیچۀ دوسر ران کمی کوتاه می شود ساق پا به مقدار زیادی به سمت عقب کشیده می شود.

نکته: بعضی ماهیچ ههای اسکلتی، زردپی ندارند مانند: بندارۀ خارجی مخرج، بندارۀ ابتدی مری و انتهایی میزراه و ماهیچۀ حلق.

برای ساخته شدن ماهیچۀ دوسر بازوی انسان به حضور بیش از یک نوع بافت اصلی نیاز است

نکته: زردپی ها یک نوع نیستند و ممکن است به صورت نواری یا طنابی شکل باشد.

هر تار ماهیچۀ اسکلتی بعد از تولد سلولی طویل و چند هسته ای مثل استوانه ای طویل است و علت، این است که در دوران جنینی تعدادی از این یاخته ها به صورت طولی به هم متصل شده و غشای بین سلول ها از بین می رود. در هر تار علوه بر چندین هسته، تعدادی میتوکندری و تعداد بسیار بیشتری تارچه است که هر یک دارای تعداد زیادی واحد انقباضی یا سارکومر است.

قرار دارد که محل اتصال رشته های نازک یا اکتین است و در وسط هر سارکومر z دو طرف هر سارکومر دو خط رشته های ضخیم یا میوزین قرار دارند. مولکول های میوزین دارای قسمت سر و دم هستند که دم ها در وسط و سر ها به سمت رشته های اکتین قرار دارند.

نکته: واحد ساختاری ماهیچۀ اسکلتی تار ماهیچه ای است ولی واحد انقباضی سارکومر است.

نکته: هسته های تارهای ماهیچۀ اسکلتی ، بیضی شکل هستند و در ضمن در نزدیکی غشای سلول قرار دارند.

نکته: در هر سارکومر دو نوار روشن است که دو طرف سارکومر قرار دارند و فقط شامل رشته های اکتین است و یک نوار تیره است که شامل هر دو رشتۀ میوزین و اکتین است البته در وسط نوار تیره یک صفحۀ روشن (صفحۀ هنسن)

هم وجود دارد و در وسط این صفحه، یک خط تیره هم قرار دارد که مربوط به دم های میوزین هاست و خط  M گفته می شود. این صفحۀ روشن مربوط به جایی است که فقط رشته های میوزین قرار دارد.

نکته: در دو طرف یک خط z نوارهای روشن وجود دارد

نکته: خطوط z از رشته های ساخته شده اند که نه میوزین هستند و نه اکتین.

مکانیسم انقباض ماهیچه

وقتی پیام عصبی به پایانۀ آکسون نورون حرکتی مربوط به تارهای ماهیچۀ اسکلتی می رسد و ناقل عصبی  (استیل کولین) آزاد میشود(با روند اگزوسیتوز) به غشای تار ماهیچۀ اسکلتی می رسد و به گیرندۀ مخصوص خود متصل می شود و باعث ایجاد پتانسیل عمل و جریان تحریکی در تار ماهیچه ای می شود. تحریک ماهیچه باعث آزاد شدن یون کلسیم از شبکۀ آندوپلاسمی (صاف) می شود یون کلسیم محل اتصال سرهای میوزین بر روی اکتین را آزاد می کند سپس سرهای  میوزین با دریافت ATP و سپس تجزیۀ آن به  ADP از حالت خمیده به حالت مستقیم در می آیند سپس سرهای میوزین به اکتین وصل می شوند و همزمان ADP هم از آن ها جدا می شود.

سپس با خم شدن سرهای میوزین، اکتین به سمت وسط سارکومر کشیده می شود و با توجه به این که یک طرف اکتین ها به خط Z متصل است خطوط  Z هم به همراه اکتین ها به سمت وسط سارکومر کشیده می شوند و طول سارکومر کوتاه می شود با کوتاه شدن همزمان تمام سارکومرهای یک تارچه، کل تارچه و با کوتاه شدن همزمان تمام تارچه های یک تار، کل آن تار کوتاه می شود و وقتی تمام تارهای یک دسته تار با هم کوتاه شوند آن دسته تار کوتاه می شود و وقتی تمام دسته تارهای یک ماهیچه با هم کوتاه شوند آن ماهیچه کوتاه شده و نیرویی به زردپی متصل به خود وارد می کند و با انتقال نیرو از زردپی به استخوان، حرکت استخوان اتفاق می افتد.

توقف انقباض :

بعد از ایجاد انقباض، یون های کلسیم به سرعت و با انتقال فعال به شبکۀ آندوپلسمی بازگردانده می شوند و دوباره محل های اتصال سرهای میوزین بر روی اکتین مخفی می شوند و حتی با حضور ATP نیز امکان انجام انقباض نیست مگر این که پیام دیگری برای انقباض بیاید.

نکته: درست است که کار ATP  در روند انقباض، تغییر حالت سر میوزین از حالت خمیده به مستقیم است اما در ضمن باعث جدا شدن سر میوزین از اکتین هم می شود به عبارت دیگر اگر ATP  نباشد سرهای میوزین از اکتین جدا  نمی شوند و ماهیچه در حالت انقباض می ماند این حالت پس از مرگ به علت تولید نشدن ATP ایجاد شده و جمودنعشی گفته می شود.

نکته مهم: ماهیچه هم در حالت انقباض و هم استراحت ATP مصرف می کند در حالت استراحت برای برگرداندن کلسیم به شبکۀ آندوپلاسمی با انتقال فعال.

نکته: خروج یون کلسیم از شبکۀ آندوپلسمی با انتشار تسهیل شده ولی برگشت آن به این شبکه با روند انتقال فعال است.

نکته: در هنگام انقباض یا استراحت طول نوار تیره همچنین طول رشته های اکتین و میوزین، ثابت باقی می ماند ولی در زمان انقباض طول سارکومر و نوارهای روشن کوتاه می شود. و البته صفحۀ روشن وسط نوار تیره هم کوچک شده و یا حتی ممکن است کاملا محو شود.

تأمین انرژی انقباض

سوخت اصلی سلول های ماهیچۀ اسکلتی همانند بیشتر سلول های بدن گلوکز است البته در انقباض های طولانی مدت از اسیدهای چرب استفاده میشود.تا زمانی که اکسیژن به ماهیچه ها م یرسد تنفس هوازی در تارهای ماهیچه ای انجام می شود که محل آن میتوکندری است ولی در فعالیت های شدید که اکسیژن موجود در تار کافی نیست مجبور به تنفس بی هوازی و تخمیر لاکتیکی می شود که در نتیجه لاکتیک اسید تولید می شود که گیرنده های درد را تحریک می کند ولی به تدریج با تجزیۀ لاکتیک اسید،گرفتگی و درد ماهیچه ای از بین می رود .

نکته: تولید لاکتیک اسید باعث تحریک کلیه ها و کبد برای تولید بیشتر هورمون اریتروپویتین است.

توجه: با توجه به ای نکه ذخیرۀ زیاد ATP در سلول امکان پذیر نیست یک منبع خوب برای تأمین فسفات برای تولید مرتب ATP ماده ای به نام کرآتین فسفات است.

نکته: بعد از مدتی که کراتین فسفات به تحویل فسفات به ADP  پرداخت مادۀ کراتین به مادۀ دفعی نیتروژن داری به نام  کرآتینین تبدیل می شود که از طریق کلیه ها دفع می شود.

انواع تارهای ماهیچۀ اسکلتی

الف- تارهای کند: هموگلوبین بیشتر رنگ قرمز - میتوکندری بیشتر- تنفس بیشتر از نوع هوازی- مربوط به حرکات استقامتی(مانند شنا و دوی استقامت(.

ب- تارهای تند: هموگلوبین کمتر رنگ سفید- میتوکندری کمتر- تنفس بیشتر از نوع بی هوازی- در مورد حرکات سریع و کوتاه مانند وزنه برداری و دوی سرعت استفاده می شود.

توجه1: هر دو نوع تار در بسیاری از ماهیچه ها وجود دارد.

توجه 2: هر دو نوع تنفس هوازی و بی هوازی در هر دو نوع تار انجام می شود.

توجه 3: در اثر فعالیت ورزشی، تارهای نوع تند به نوع کند تبدیل می شوند به عبارت دیگر در افراد کم تحرک تعداد تارهای تند، بیشتر است.

نکته: میوگلوبین پروتئین تک رشت های همانند هموگلوبین چهار رشت های نوعی پروتئین انتقال دهنده محسوب میشود. درست است که کارش ذخیرۀ مقداری اکسیژن است ولی در موقع نیاز، این اکسیژن را به میتوکندری انتقال می دهدمیوگلوبین به چهار مولکول اکسیژن و هموگلوبین به یک مولکول اکسیژن متصل می شوند

حرکت در جانوران

در تمام جانوران حداقل در بخشی از دورۀ زندگی جابجایی از نقطه ای به نقطۀ دیگر وجود دارد که ممکن است به صورت دویدن ، خزیدن ، شناکردن و یا پرواز کردن باشد.

توجه: در تمام جانوران اساس حرکت این است که نیرویی مخالف جهت حرکت وارد شود . اعمال این نیرو نیازمند ساختارهای اسکلتی و ماهیچه ای است.

انواع اسکلت در جانوران

الف- آب ایستایی (هیدروستاتیک):

در اثر تجمع مایع درون بدن، به آن شکل می دهد و نیرو بر این مایع اِعمال میشود مانند حرکت عروس دریایی

ب- اسکلت بیرونی:

در جانورانی مانند حشرات و حلزو نها وجود دارد و نیرو بر اسکلتی سخت وارد می آید. این اسکلت نقش حفاظتی هم دارد.

ج- اسکلت داخلی:

در تمام مهر هداران دیده م یشود و در انواعی از ماهی ها (مانند کوسه ها) جنس غضروفی دارد ولی در بیشتر ماه یها و بقیۀ مهره داران، استخوانی است که البته غضروف هم دارد.

نکته: اسکلت داخلی مخصوص مهره داران، نیست.

نکته: هر مهره داری حتما اسکلت داخلی دارد اما این اسکلت لزوما استخوانی نیست.