فصل 10 : انسان و حرکت

انسان و حرکت

در بین جانوران برخی ساکن و برخی متحرک اند جانورانی که ساکن هستند اغلب در دریا زندگی می کنند. جانوران ساکن هم اندام های حرکتی دارند این اندام ها همانند تاژه، مژک و بازو موجب موجب حرکت     می شوند.

حرکت لازمه ی زنده بودن موجود زنده است زیرا موجود با حرکت کردن می تواند نیازهایش را تامین کند.

انسان نیز حرکت می کند. حرکت انسان توسط نیروی ماهیچه ها به کمک استخوان صورت می گیرد. به عبارت دیگر استخوان ها اهرم هایی هستند که با نیروی ماهیچه حرکت می کنند.

استخوان و کار آن

اسکلت انسان مانند سایر مهره داران اسکلت داخلی است. در اسکلت انسان علاوه بر استخوان ها غضروف و اجزای دیگری وجود دارد.

وظایف اسکلت انسان:

1)شکل دادن به بدن

2) کمک حرکت کردن بدن

3) حفاظت از اندام های مهم مانند قفس سینه و جمجمه

4) تولید گلبول های (سلول ما) خون.

بدن انسان مجموعه ای از سلول هاست. بافت استخوانی نیز مانند سایر بافت ها از سلول هایی تشکیل شده است که ساختار ویژه ای دارد.

می دانید که در هر بافت سلول ها در میان مایع بین سلول (آب میان بافتی) قرار دارند.

گاهی ماده ی بین سلولی مانند استخوان جامد و گاهی نیمه جامد غضروف و گاهی مایع است مانند خون بنابر این بافتی استخوانی از سلول های استخوانی تشکیل شده است که در بین سلول های استخوانی ماده ی زمینه ای جامدی وجود دارد که به استخوان ها استحکام می بخشد.

اگر یک دیوار را استخوان فرض می کنیم آجرها سلول ها و سیمان بین آجرها ماده ی بین سلولی خواهد بود.

ماده ی زمینه ای بین سلول های استخوانی شامل کلسیم و فسفر و رشته های پروتئینی است.

ماده ی کلسیم و فسفر استخوان را در برابر فشار مقاوم می سازدو رشته های پروتئینی که در بین ماده کلسیم و فسفر پراکنده است مقاومت استخوان در برابر ضربه زیادتر می کند.

اگر یک تیر سیمانی برق را در نظر بگیرید ماده بتونی آن تیر را در برابر فشار و میل گردهای درونی بتن مانند رشته های پروتئینی استخوان آن را در برابر ضربه مقاوم می سازد.

اسکلت انسان یک تکه نیست و از استخوان های مختلفی تشکیل شده است که به هم اتصال دارند و حرکت استخوان های انسان در قالب حرکات مفصل های متحرک صورت می گیرد.

اگر استخوان در آب جوش قرار دهیم و بپزیم رنگ، شکل ظاهری، سختی و مقاومت آن در برابر حرارت تغییری می کند .

در حرارت زیاد شعله حتی رشته های پروتیئنی می سوزد و استخوان قابلیت انعطاف خود را از دست می دهد و ترد و شکننده می شود. همچنین اگر استخوان را درون اسید رقیق قراردهیم  پس از مدتی مواد معدنی آن (کلسیم، فسفر) از بین می رود و نرم می شود.

ماده معدنی استخوان از ترکیبات کلسیم (فسفات فلوئورید کربنات) وفسفات منیزیم است.

و ماده آلی آن از پروتئینی به نام اوسیئن است. نسبت مواد آلی به معدنی در کودکان و بزرگسالان و سالخوردگان متفاوت است.

توده استخوان در سنین بالا افزایش می یابد و تا سن 30 الی 35 سالگی ادامه می یابد و از آن پس کاهش تدریجی آن آغاز می گردد. چنانچه کاهش توده استخوان سریع صورت گیرد پوکی استخوان پدید می آید.

از عوارض پوکی استخوان، شکستگی آن است که ممکن است در نقاط مختلف بدن مانند مفصل های ران، کمر، ستون مهره ها...) صورت بگیرد.

S8

عوامل مختلفی در پوکی استخوان نقش دارند که عبارتند از: جنسیت، ارث، جثه، نژاد، افزایش سن، برخی از بیماری ها ی تیروئیدی)

برای جلوگیری از پوکی استخوان می توان موارد زیر را رعایت نمود.

کنترل وزن، ورزش کردن، مصرف کلسیم کافی، عدم استفاده از سیگار، عدم مصرف نوشابه های گاز دار، مصرف پروتئین و ویتامین D

 رشد استخوان:

       

همه استخوان های انسان در دوران جنینی به صورت  بافت پیوندی شکل می گیرند و استخوانی شدن، آنها به دو شکل صورت می گیرد:

1) تبدیل مستقیم بعضی از استخوان ها مانند استخوان های سر و صورت به بافت استخوانی

2) بافت پیوندی ابتدا به غضروف تبدیل می شود سپس غضروف ها استخوانی  می شوند.

روند استخوانی شدن این استخوان ها تا سن 20 سالگی  ادامه می یابد در دو سر استخوان های دراز بافتی به نام غضروف اتصال وجود دارد، از تقسیمات غضروف اتصال سلول های جدید ایجاد می شود، و طول استخوان زیادتر می گردد. در سطح استخوان هم پرده ضریع وجود دارد که با تقسیمات سلولی خود موجب تولید سلول ها و افزایش قطر استخوان می شود. بدین ترتیب استخوان رشد طولی و قطری دارد.

در اسکلت انسان یک ستون مرکزی به نام ستون مهره ها یا ستون فقرات وجود دارد. که از تعدادی مهره تشکیل شده است.

ستون مهره ها:

ستون مهره ها از نیم رخ 4 انحنا دارد ستون مهره ها به کمک انحناهای خود و عضلات اطراف و رباط ها می توانند فشار زیادی را تحمل کنند.

طول ستون مهره ها در مردان به طور متوسط 70 سانتی متر و در زنان 60 سانتی متر است در افراد سالخورده به علت تشدید انحناهای ستون مهره ها و کاهش قطر دیسک های بین مهره ها می توانند تا 4/1 طول ستون مهره ها کاهش می یابد.

مفصل:

به محلی که دو یا چند استخوان به یکدیگر متصل هستند اعم از اینکه بین آنها حرکت باشد یا نباشد مفصل (بند) می گویند.

انواع مفصل:

1)مفصل ثابت یا لیفی (fibrous jornts):

در مفاصل ثابت یا لیفی قطعات استخوانی توسط بافتی پیوندی از نوع رشته ای به یکدیگر اتصال یافته اند. این رشته ها به تدریج به استخوان تبدیل می شوند مانند استخوان های کاسه سر.

2) مفاصل غضروفی (cartilaginous joimts) یا نیمه متحرک:

F11

در این نوع مفاصل یک صفحه غضروفی در بین دو قطعه ی استخوان وجود دارد مثل مفصل بین دنده ها و جناغ سینه در اینگونه مفصل ها در ابتدای پیدایش رشته ای وجود داشته است که به غضروف تبدیل شده است.

مانند دیسک بین مهره ها در ستون مهره ها.

3) مفصل متحرک (سینویال) synovial jointsl:

این نوع مفاصل ها نسبت به دو مفصل ذکر شده کامل ترند، در این مفصل دو استخوان مجاور توسط کپسول مفصلی و رشته های پیوندی به هم اتصال یافته اند. سطوح مفصلی دو استخوان مجاور با هم تماس دارند و آزادانه حرکت می کنند.

اجزای مفصل متحرک:

1) سطوح مفصلی:

قسمتی از انتهای دو استخوان که در حفره مفصلی قرار دارد با لایه ای از غضروف پوشیده شده است.

2) کپسول مفصلی (کپسول لیفی):

غلافی از جنس بافت هم بند متراکم مفصل را در بر می گیرد و به استخوان می چسبد و استخوان را در مجاورت  هم نگه می دارد.

3)رباط :

نواری از جنس هم بند متراکم است این بافت بین دو استخوان کشیده شده است وظیفه آن مهار حرکات بیشتر از اندازه مفصلی است.

4)غشای سینویال:

غشای نازکی از بافت هم بند است که سطح داخلی کپسول مفصلی و بخش هایی از استخوان ها که در کپسول مفصلی وجود دارد را می پوشاند این غشاء مایع مفصلی (مایع لیدوپال) ترشح می کند که موجب کاهش اصطکاک دو استخوان در ناحیه مفصل می شود همچنین دارای مواد غذایی لازم برای غضروف مفصلی است.

5) حفره مفصلی:

فضای بین سطوح مفصلی است که کپسول مفصلی و غشاء سینویال آن را در بر گرفته است.

انواع مفاصل متحرک:

1) مفاصل مسطح(لغزشی):

در این نوع مفصل سطوح مفصلی کوچک، صاف، تخت است ممکن است کمی محدب یا مقعر باشد.

این گونه مفصل ها سبب حرکاتی مانند سرخوردن، لغزیدن می شوند مانند مفصل بین استخوان های مچ دست و پا.

2) مفصل لولایی:

در این نوع مفصل سطوح مفصلی قرقره ای شکل و قرینه یکدیگر است.

حرکت این نوع مفصل مانند لولای در باز و بسته شدن در یک صفحه حول یک محور صورت می گیرد مثل مفصل آرنج و انگشتان

3) مفصل محوری و استخوانی:

در این نوع مفصل یک استوانه درون حلقه ای ناقص یا کامل می چرخد درنتیجه مفصل حول محور طولی حرکت چرخشی دارد.

4) مفصل بیضی شکل:

سطوح مفصلی کمی محدب و مقعر و بیضی شکل است این مفصل قابلیت حرکات در دو جهت تا و باز شدن و دور و نزدیک شدن دارند مثل مفصل مچ دست و ساعد چرخش این نوع مفصل ها محدود است.

5) مفصل زینی:

سطوح این نوع مفصل مانند زین اسب است. و سطوح مقعر هر یک, درون  هم فرو رفته اند مانند: مفصل مچ با کف است.

6) مفصل گوی و کاسه ای :

سطوح مفصلی در این نوع مفصل مانند گوی و حفره است این مفصل حول محور خود در جهات مختلف می چرخد مانند استخوان ران و لگن یا بازو و کتف.

انسان به کمک استخوان و مفاصل با استفاده از نیروی ماهیچه حرکات مختلف انجام می دهد که عبارتند از:

1) تاشدن باز شدن:

در این حرکت زاویه بین دو استخوان کاهش یا افزایش می یابد.

2) دور کردن و نزدیک کردن:

در این حرکت اندام دارای استخوان از محور اصلی بدن دور یا نزدیک می شود (adbuction)

3) چرخش:

حرکت در محور اصلی اندام با حرکت استخوان حول محور خود مانند چرخش گردن.

4) دوران:

حرکتی که در آن تا و باز شدن و دور و نزدیک کردن و چرخش به طور همزمان صورت می گیرد مثل چرخش دست حول محور خود ماهیچه ها.

حدود 3/1 تا 2/1 وزن بدن ها را ماهیچه ها تشکیل می دهند ماهیچه ها عامل اصلی حرکتند با وجود ماهیچه هاست که غذا در طول لوله ی گوارش به پیش می رود و هضم و جذب می گردد و یا با حضور ماهیچه هاست که خون در رگ ها جریان می یابد و استخوان ها حرکت می کنند و ما می توانیم فعالیت های خود را انجام دهیم.

در اندام هایی مانند چشم ها، زبان، دیواره لوله گوارشی، دفع ادرار، قلب ماهیچه ها وجود دارد اما شیوه کنترل فعالیت های آنها متفاوت است.

ماهیچه ها را می توان بر اساس ساختار، موقعیت و شیوه ی کنترل تقسیم بندی کرد.

1) ماهیچه قلبی:

این ماهیچه شامل سلول های منفرد، منشعب یا طویلی است که به موازات یکدیگر قرار گرفته اند و دارای خطوط عرضی هستند. انقباض آنها غیر اداری و قوی و منظم است.

2) ماهیچه ی صاف:

این نوع ماهیچه، اجتماعی از سلول های دوکی شکل است این نوع ماهیچه پروتئین های انقباضی به صورت خطوط عرضی در زیر میکروسکوپ ندارد انقباض آنها کندتر از سلول های ماهیچه ای استخوان است و تحت کنترل اعصاب خودکار بدن هستند و ارادی نیستند. این نوع ماهیچه را ماهیچه ی احشایی می گویند.

مانند ماهیچه ی درون احشا و اندام های حفره ای شکلی مثل روده، معده، میزنای، عدسی چشم، مردمک

3) ماهیچه ی اسکلتی(مخطط):

ماهیچه اسکلتی شامل دسته هایی از سلول های چند هسته ای استوانه ای بسیار طویل است که در درون آنها پروتئین دمای انقباضی به صورت خطوط عرضی دیده می شود.

حرکت اسکلت بدن توسط این نوع ماهیچه ها صورت می گیرد. انقباض این ماهیچه سریع پر قدرت و تحت کنترل اراده است بافت ماهیچه ای از سلول های ساخته شده است.

هر سلول ماهیچه ای تار ماهیچه نام دارد که دارای رنگ دانه های میوگلوبین به رنگ قرمز – قهوه ای است .

میوگلوبین مولکولی شبیه هموگلوبین است.

در سلولهای ماهیچه ای اسکلتی(مخطط) هسته هایی وجود دارد که معمولا در زیر غشای سلول قراردارند.

تارهای ماهیچه ای اسکلتی از نظر ساختار و عملکرد به سه دسته تقسیم می شوند.

1) قرمز:

مقادیر زیادی میوگلوبین دارند این تارها نیرومند هستند و میتوکندی زیاد دارد اما سرعت انقباض آن ها کمتر است.

2)سفید:

این نوع تارها نسبت به سایر آنها بزرگتر، قطورتر و میتوکندری کمتر و میوگلوبین کمتری دارند. سرعت انقباض زیاد و نیروی آن ها کم است.

3) بینابینی:

ویژگی های حد واسط رشته های قرمز و سفید را دارند.

خواص ماهیچه ها:

1) ترکیب پذیری :

محرکهای فیزیکی (دما الکتریسیته)، شیمیایی(اسید و باز)، مکانیکی(ضربه)، موجب حرکت ماهیچه ها می شود.

2) انقباض:

مهمترین ویژگی ماهیچه ها خاصیت انقباض آنهاست. این ویژگی ماهیچه موجب حرکت اندام ها می شود.

3) انبساط:

این ویژگی موجب بازگشت آن به حالت اول است. و موجب حرکات بدن می شود.

ماهیچه های اسکلتی حرکت متقابل دارند. یعنی ماهیچه هایی که در دو طرف یک استخوان قراردارند عکس عمل هم عمل می کنند و موجب حرکت اندام می شود.