ระบบโครงร่างและการเคลื่อนไหว 

การเคลื่อนที่ของสัตว์แบ่งออกได้เป็น 2 แบบ คือ แบบที่ไม่ใช้กล้ามเนื้อ (การเคลื่อนที่ระดับเซลล์) และแบบที่ใช้กล้ามเนื้อ (การหดตัวของกล้ามเนื้อ) ซึ่งมักจะมีโครงกระดูกหรือโครงร่าง (skeleton) ทำให้เกิดการเคลื่อนที่เมื่อกล้ามเนื้อหดตัว แบ่งออกเป็น 3 ชนิด คือ

1. Hydrostatic skeletonเป็นโครงร่างที่พบในพวกสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง

2.Exoskeletonเป็นโครงร่างที่มีเปลือกแข็งหุ้ม

3.Endoskeletonเป็นพวกที่มีโครงร่างแข็งภายใน

การเคลื่อนที่โดยอาศัยการไหลของไซโตพลาสซึม(Cytoplasmic streaming)

พบในการเคลื่อนไหวแบบ Cyclosis และการเคลื่อนที่อะมีบา (Amoeboid movement) โดยในการเคลื่อนที่แบบอะมีบา ไซโทพลาสซึมแบ่งออกเป็น 2 ชั้น คือ เอ็กโทพลาสซึม (Ectoplasm) และ เอนโดพลาสซึม (Endoplasm)

การเคลื่อนไหวโดยใช้ซีเลียและแฟลกเจลลัม

พบใน Protozoa บางชนิด, ในท่อนำไข่และหลอดลมของสัตว์ชั้นสูง, Sperm ของสัตว์ชั้นสูงและพืชชั้นต่ำ

** ซีเลีย --> ขนาดสั้นกว่าแต่มีจำนวนมากมายมองดูคล้ายขน ** แฟลกเจลลัม --> มีขนาดยาวกว่าและมีจำนวนน้อยกว่ามาก

โครงสร้างของซิเลียและเฟลกเจลลัม ไมโครทูบูล (Microtubule) ซึ่งเป็นหลอดเล็กๆ เรียงตัวแบบ (9+2) โคนซีเลียและแฟลกเจลลัมแต่ละเส้นอยู่ลึกลงในเยื่อหุ้มเซลล์เรียกว่า เบซัลบอดี (Basal body) หรือ ไคนีโทโซม (Kinetosome)

การเคลื่อนไหวของสัตว์ที่ไม่มีโครงสร้างแข็ง

---> ฟองน้ำ (แรงดันน้ำ)

---> Hydra (ใช้กล้ามเนื้อและหนวด ช่วยในการตีลังกา)

---> แมงกะพรุน (การหดตัวของเนื้อเยื่อขอบกระดิ่งและบริเวณผนังลำตัวแล้วพ่นน้ำทางด้านล่าง ดันตัวให้เคลื่อนที่ไปในทิศทางตรงกันข้าม)

---> พลานาเรีย (กล้ามเนื้อ 3 ชุด ทำงานแบบ Antagonism ได้แก่ Circular muscle, Longitudinal muscle, Dorsal-ventral muscle ช่วยให้เคลื่อน และขณะเกาะอยู่บนผิวน้ำใช้ Cilia ที่อยู่ด้านล่างโบกไปมา)

---> หนอนตัวกลม (Longitudinal muscle ยืดหดตัวสลับไปมา)

---> ไส้เดือนดิน (กล้ามเนื้อ 2 ชุด คือกล้ามเนื้อวงและกล้ามเนื้อตามยาว ทำงานแบบ antagonism และปากใช้จิกดินร่วมกับเดือย (Setae) ปล้องละ 2 คู่)

การเคลื่อนที่ของไฮดรา

การเคลื่่อนที่่ของแมงกะพรุน

การเคลื่่อนที่ของพลานาเรีย

การเคลื่อนที่ของหนอนตัวกลม

การเคลื่อนที่ของไส้เดือน

--> สัตว์จำพวกแมลง (Insects) มี chitin ปกคลุมภายนอกและมีปีกใช้ในการบิน โดยอาศัยการทำงานประสานกัน

--> ดาวทะเล เคลื่อนที่ได้โดยใช้ทิวบ์ฟีต (Tube feet) ซึ่งอยู่ทางด้านล่างของลำตัว ติดต่อกับกระเปาะ (Ampulla) น้ำเข้าสู่กระเปาะมาทางมาดรีโพไรต์ (Madreporite) เมื่อกล้ามเนื้อที่กระเปาะหดตัว และดันทิวบ์ฟีตให้ยืดยาวออก เมื่อเคลื่อนที่ไปแล้วทิวบ์ฟีตจะหดสั้น ดันน้ำกลับเข้าสู่กระเปาะใหม่

--> หมึก มีเปลือกแข็งหุ้มตัว ลำตัวเป็นรูปกรวย ใต้คอมีกรวยเป็นท่อน้ำ เรียก ไซฟอน (siphon) ทำหน้าที่ดูดน้ำเข้าและบีบออกโดยการหดและขยายกล้ามเนื้อแมนเทิล

ที่มา:http://www.asnailsodyssey.com/LEARNABOUT/SEASTAR/seasTube.php#

--> ปลา (ลำตัวเรียวแบน มีเมือกลื่น ช่วยลดแรงเสียดทาน มีครีบใช้บังคับทิศทางไป, พยุงลำตัวเคลื่อนที่ขึ้นลงแนวดิ่ง และถุงลม (Air bladder) ช่วยลอยตัว มีแถบกล้ามเนื้อยึดกระดูกสันหลัง 2 ข้าง ทำงานแบบ antagonism เคลื่อนที่แบบตัว S)

--> นก (น้ำหนักตัวเบา กระดูกกลวง มีถุงลม ปีกที่มีโครงสร้างแบบ air foil ขนแบบ feather บินโดยใช้กล้ามเนื้อ 2 ชุด ทำงานแบบ antagonism)

--> เสือชีตาร์ (เคลื่อนที่เร็วประมาณ 110 กิโลเมตร/ชั่วโมง โดยสันหลังจะมีส่วนสำคัญ ในการช่วยสปริงตัว ระยะยืดของช่วงกว้างของขา)

--> การเคลื่อนไหวของคน (โครงสร้างสำคัญ ได้แก่ กระดูก กล้ามเนื้อ และเอ็น)

ระบบโครงกระดูก (Skeletal system)

- โครงกระดูกของมนุษย์หนักประมาณ 9 กิโลกรัม

- กำเนิดมาจากกระดูกอ่อนในระยะตัวอ่อน

- กระดูกอ่อนเป็นเนื้อเยื่อที่สีขาว เหนียวและยืดหยุ่น อ่อนตัว ทนแรงอัด แรงกระทบกระแทก ทำให้ระบบโครงกระดูกไม่เสียหาย เมื่อมีการสะสมของเกลือแร่ต่างๆ (เช่น แคลเซียม) ทำให้กระดูกอ่อนกลายเป็นกระดูกแข็ง (การสร้างกระดูก --> Ossification) โดยกระดูกของมนุษย์จะเจริญเต็มที่ เมื่ออายุ 18-20 ปี

- ทารกแรกเกิดจะมีกระดูกอ่อน 350 ชิ้น เมื่ออายุประมาณ 20-25 ปี กระดูกจะเชื่อมกันสมบูรณ์เหลือกระดูก 206 ชิ้น

โครงสร้างของกระดูก

- กระดูกเป็นเนื้อเยื่อเกี่ยวพัน

- เป็นโครงสร้างที่มีการเปลี่ยนแปลงได้อยู่ตลอดเวลา (Dynamic structure)

- มีเยื่อหุ้มกระดูก (Periosteum) ห่อหุ้มอยู่ ซึ่งประกอบด้วยเส้นประสาท และหลอดเลือด

- กระดูกทึบ (Compact bone) ซึ่งอยู่ด้านในมีลักษณะเป็นทรงกระบอกและแข็ง

กระดูกประกอบด้วยเกลือแร่สะสมเป็นวงกลมล้อมรอบท่อ เรียกว่า ท่อฮาร์เวอร์เชียน (Haversian canal) เซลล์กระดูกที่อยู่รอบท่อได้รับสารอาหารและออกซิเจนจากหลอดเลือด เนื้อกระดูกจะมีรูพรุนเล็ก ๆ มากมายเป็นช่องให้เส้นประสาทและหลอดเลือดผ่านเข้าไปข้างใน กระดูกชั้นในคล้ายรวงผึ้ง หรือ ฟองน้ำ มีลักษณะเป็นร่างแห เรียกกระดูกส่วนนี้ว่า กระดูกพรุน (spongy bone) ซึ่งมีความแข็งแรงเช่นเดียวกับกระดูกทึบภายใน แกนกลางของกระดูกมีไขกระดูกสีแดง (red bone marrow) ซึ่งเป็นแหล่งผลิตเม็ดเลือดแดงที่สำคัญของร่างกาย นอกจากไขกระดูกสีแดง ในส่วนแกนกลางของกระดูกชิ้นยาวจะมีไขกระดูกสีเหลือง(yellow bone marrow) ซึ่งมีไขมันเป็นองค์ประกอบหลักบรรจุอยู่ภายใน ถ้าเกิดภาวะฉุกเฉินของร่างกาย ไขกระดูกสีเหลืองปลี่ยนเป็นไขกระดูกสีแดง เพื่อทำหน้าที่ผลิตเม็ดเลือดแดง ในส่วนของเกลือแร่ เช่น แคลเซียม ฟอสฟอรัส ที่เก็บสะสมไว้ในกระดูกสามารถสลายเข้าสู่เนื้อเยื่อต่าง ๆ ของร่างกาย โดยเคลื่อนที่ผ่านทางกระแสเลือดซึ่งมีฮอร์โมนเป็นตัวควบคุมการเปลี่ยนแปลงฃ

** โครงกระดูกทุกชิ้นของทารกจะมีไขกระดูกสีแดง แต่เมื่อเจริญเติบโตเต็มที่แล้วจะพบเฉพาะในส่วนกะโหลกศีรษะ กระดูกหน้าอก กระดูกสันหลัง กระดูกสะโพก และบริเวณตอนปลายของกระดูกชิ้นยาวเท่านั้น**

กระดูกแข็งทั้งหมด 206 ชิ้นในร่างกายแบ่งเป็น

กระดูกแกนกลาง (Axial skeleton) --> 80 ชิ้น

-กระดูกกะโหลกศีรษะ (Skull) 29 ชิ้น --> กระดูกกะโหลกศีรษะ ใบหน้า ขากรรไกร

- กระดูกสันหลัง (Vertebra) 26 ชิ้น --> แนวกระดูกด้านหลังของร่างกาย แต่ละข้อเชื่อมต่อกันด้วยกล้ามเนื้อและเอ็น ระหว่างกระดูกสันหลังแต่ละข้อจะมีหมอนรองกระดูก (Intervertebral disc) ซึ่งเป็นแผ่นกระดูกอ่อน ทำหน้าที่รองและเชื่อมกระดูกสันหลังแต่ละข้อ ป้องกันการเสียดสี

- กระดูกซี่โครง (Rib) 12 คู่ ต่อกับด้านข้างของกระดูกสันหลังส่วนทรวงอก ด้านหน้าโค้งมาต่อเชื่อมกับกระดูก หน้าอกยกเว้นคู่ที่ 11 และ 12

- กระดูกหน้าอก (sternum) เป็นที่ยึดของกระดูกซี่โครงคู่ที่ 1-10

กระดูกรยางค์ (Appendicular skeleton) --> 126 ชิ้น (แขนขา เชิงกราน (pelvic girdle) สะบัก (scapula) ไหปลาร้า (clavicle) ฝ่ามือ ฝ่าเท้า และกระดูกนิ้ว)

ข้อต่อแบ่งตามลักษณะการเคลื่อนไหวได้ดังนี้

1. ข้อต่อเคลื่อนไหวไม่ได้ (Synarthoses) ได้แก่ข้อต่อระหว่างกะโหลกศีรษะ

ได้แก่ข้อต่อที่อยู่ระหว่างกระดูกเชิงกราน และข้อต่อระหว่างข้อ ต่อกระดูกสันหลัง

น้ำไขข้อ (Synovial fluid) ได้แก่

- แบบหมุนรอบแกนเดียวตามยาว หรือข้อต่อรูปเดือย (Pivot joint) - ข้อต่อแบบอานม้า (Saddle joint) - ข้อต่อแบบ Gliding

** กระดูกแต่ละท่อนเชื่อมติดต่อกันด้วยเอ็นที่เรียกว่า ลิกาเมนต์ (Ligament) เชื่อมกระดูกให้ติดกันและ เท็นดอน (Tendon)

ยึดระหว่างกระดูกและกล้ามเนื้อ

กล้ามเนื้อลาย (Striated muscle)

-เรียกว่า Skeletal muscle

-ทำงานภายใต้อำนาจจิตใจ (Voluntary muscle)

-มัดกล้ามเนื้อปกคลุมด้วยเนื้อเยื่อเกี่ยวพัน เรียกว่า Epimysium

-กล้ามเนื้อแต่ละมัดประกอบด้วยเส้นใยกล้ามเนื้อ (Muscle fiber or myofiber) เรียงตัวกันเป็นกลุ่ม ๆ โดยแต่ละกลุ่มเรียก Fasicle แต่ละ Fasicle มี Perimysin หุ้มล้อมรอบ มีเส้นเลือดและเส้นประสาทแทรกอยู่

** เส้นใยกล้ามเนื้อแต่ละเส้น คือ เซลล์กล้ามเนื้อหนึ่งเซลล์ มีเยื่อหุ้มเซลล์เรียก Sacrolemma ของเหลวที่อยู่ภายในเซลล์เรียกว่า Sarcoplasm ซึ่งจะมี Myofibrils (ประกอบด้วยหน่วยย่อยซึ่งเป็นโปรตีนเรียกว่า Myofilament) ลอยอยู่และมีไมโตคอนเดรียแทรกอยู่ และมี Sacroplasmic reticulum ซึ่งเป็นท่อยาววิ่งขนานไปกับ Myofibrils

Myofilament มี 2 ชนิด คือ thin filament (ประกอบด้วยโปรตีน Actin) และ thick filament (ประกอบด้วยโปรตีน Myosin)

ขั้นตอนการหดตัวของกล้ามเนื้อ

1. Myosin head จับกับ ATP อยู่ในรูป Low energy จึง Hydrolyze ATP ให้เป็น ADP และ Pi เพื่อให้อยู่ในรูป high energy

2. Myosin head จับกับ Actin เป็น Crossbridge

3. ปล่อย ADP และPi ทำให้ Myosin อยู่ในรูป Low energy ดึง Thin filament เข้าสู่ส่วนกลางของ sarcomere
4. Myosin head หลุดออกจาก Crossbridge จับกับ ATP ตัวใหม่ ดังนั้นเมื่อ Myosin head hydrolyze ATP ก็จะกลับเข้าสู่รูป high energy อีกครั้ง เพื่อเริ่มต้นการทำงานใหม่อีก

กล้ามเนื้อในร่างกายมีการทำงานร่วมกันแบบแอนทาโกนิซึม (Antagonism)

- กล้ามเนื้อด้านที่หดตัวแล้วทำให้อวัยวะงอเข้ามา เรียกว่ากล้ามเนื้อเฟลกเซอร์ (Flexor) แต่ถ้ากล้ามเนื้อด้านที่หดตัวแล้วทำให้อวัยวะเหยียดออก เรียกว่า กล้ามเนื้อเอ็กซ์เทนเซอร์ (Extensor)

กระดูกซี่โครงหัก (Rib fracture)

กระดูกคองอกกดรากประสาท (Cervical Spondylosis)

กระดูกหัก (Fracture/Broken Bones)

กระดูกพรุน หรือกระดูกบาง (Osteoporosis)

เก๊า (Gout)