سايت تخصصي علوم راهنمایی

انسان و حركت

در بين جانوران برخي ساكن و برخي متحرك اند جانوراني كه ساكن هستند اغلب در دريا زندگي مي كنند. جانوران ساكن هم اندام هاي حركتي دارند اين اندام ها همانند تاژه، مژك و بازو موجب موجب حركت مي شوند.

حرکت لازمه ي زنده بودن موجود زنده است زيرا موجود با حركت كردن مي تواند نيازهايش را تامين كند.

انسان نيز حركت مي كند. حركت انسان توسط نيروي ماهيچه ها به كمك استخوان صورت مي گيرد. به عبارت ديگر استخوان ها اهرم هایی هستند كه با نيروي ماهيچه حركت مي كنند.

استخوان و كار آن

اسكلت انسان مانند ساير مهره داران اسكلت داخلي است. در اسكلت انسان علاوه بر استخوان ها غضروف و اجزاي ديگري وجود دارد.

وظايف اسكلت انسان:

1)شكل دادن به بدن

2) كمك حركت كردن بدن

3) حفاظت از اندام هاي مهم مانند قفس سينه و جمجمه

4) توليد گلبول هاي (سلول ما) خون.

بدن انسان مجموعه اي از سلول هاست. بافت استخواني نيز مانند ساير بافت ها از سلول هايي تشكيل شده است كه ساختار ويژه اي دارد.

مي دانيد كه در هر بافت سلول ها در ميان مايع بين سلول (آب ميان بافتي) قرار دارند.

گاهي ماده ي بين سلولي مانند استخوان جامد و گاهي نيمه جامد غضروف و گاهي مايع است مانند خون بنابر اين بافتي استخواني از سلول هاي استخواني تشكيل شده است كه در بين سلول هاي استخواني ماده ي زمينه اي جامدي وجود دارد كه به استخوان ها استحكام مي بخشد.

اگر يك ديوار را استخوان فرض مي كنيم آجرها سلول ها و سيمان بين آجرها ماده ي بين سلولي خواهد بود.

ماده ي زمينه اي بين سلول هاي استخواني شامل كلسيم و فسفر و رشته هاي پروتئيني است.

ماده ي كلسيم و فسفر استخوان را در برابر فشار مقاوم مي سازدو رشته هاي پروتئيني كه در بين ماده كلسيم و فسفر پراكنده است مقاومت استخوان در برابر ضربه زيادتر مي كند.

اگر يك تير سيماني برق را در نظر بگيريد ماده بتوني آن تير را در برابر فشار و ميل گردهاي دروني بتن مانند رشته هاي پروتئيني استخوان آن را در برابر ضربه مقاوم مي سازد.

اسكلت انسان يك تكه نيست و از استخوان هاي مختلفي تشكيل شده است كه به هم اتصال دارند و حركت استخوان هاي انسان در قالب حركات مفصل هاي متحرك صورت مي گيرد.

اگر استخوان در آب جوش قرار دهيم و بپزيم رنگ، شكل ظاهري، سختي و مقاومت آن در برابر حرارت تغييري مي كند .

در حرارت زياد شعله حتي رشته هاي پروتيئني مي سوزد و استخوان قابليت انعطاف خود را از دست مي دهد و ترد و شكننده مي شود. همچنين اگر استخوان را درون اسيد رقيق قراردهيم پس از مدتي مواد معدني آن (كلسيم، فسفر) از بين مي رود و نرم مي شود.

ماده معدني استخوان از تركيبات كلسيم (فسفات فلوئوريد كربنات) وفسفات منيزيم است.

و ماده آلي آن از پروتئيني به نام اوسيئن است. نسبت مواد آلي به معدني در كودكان و بزرگسالان و سالخوردگان متفاوت است.

توده استخوان در سنين بالا افزايش مي يابد و تا سن 30 الي 35 سالگي ادامه مي يابد و از آن پس كاهش تدريجي آن آغاز مي گردد. چنانچه كاهش توده استخوان سريع صورت گيرد پوكي استخوان پديد مي آيد.

از عوارض پوكي استخوان، شكستگي آن است كه ممكن است در نقاط مختلف بدن مانند مفصل هاي ران، كمر، ستون مهره ها...) صورت بگيرد.

عوامل مختلفي در پوكي استخوان نقش دارند كه عبارتند از: جنسيت، ارث، جثه، نژاد، افزايش سن، برخي از بيماري ها ي تيروئيدي)

براي جلوگيري از پوكي استخوان مي توان موارد زير را رعايت نمود.

كنترل وزن، ورزش كردن، مصرف كلسيم كافي، عدم استفاده از سيگار، عدم مصرف نوشابه هاي گاز دار، مصرف پروتئين و ويتامين D

رشد استخوان:

همه استخوان هاي انسان در دوران جنيني به صورت بافت پيوندي شكل مي گيرند و استخواني شدن، آنها به دو شكل صورت مي گيرد:

1) تبديل مستقيم بعضي از استخوان ها مانند استخوان هاي سر و صورت به بافت استخواني

2) بافت پيوندي ابتدا به غضروف تبديل مي شود سپس غضروف ها استخواني مي شوند.

روند استخواني شدن اين استخوان ها تا سن 20 سالگي ادامه مي يابد در دو سر استخوان هاي دراز بافتي به نام غضروف اتصال وجود دارد، از تقسيمات غضروف اتصال سلول هاي جديد ايجاد مي شود، و طول استخوان زيادتر مي گردد. در سطح استخوان هم پرده ضريع وجود دارد كه با تقسيمات سلولي خود موجب توليد سلول ها و افزايش قطر استخوان مي شود. بدين ترتيب استخوان رشد طولي و قطري دارد.

در اسكلت انسان يك ستون مركزي به نام ستون مهره ها يا ستون فقرات وجود دارد. كه از تعدادي مهره تشكيل شده است.

ستون مهره ها:

ستون مهره ها از نيم رخ 4 انحنا دارد ستون مهره ها به كمك انحناهاي خود و عضلات اطراف و رباط ها مي توانند فشار زيادي را تحمل كنند.

طول ستون مهره ها در مردان به طور متوسط 70 سانتي متر و در زنان 60 سانتي متر است در افراد سالخورده به علت تشديد انحناهاي ستون مهره ها و كاهش قطر ديسك هاي بين مهره ها مي توانند تا 4/1 طول ستون مهره ها كاهش مي يابد.

مفصل:

به محلي كه دو يا چند استخوان به يكديگر متصل هستند اعم از اينكه بين آنها حركت باشد يا نباشد مفصل (بند) مي گويند.

انواع مفصل:

1)مفصل ثابت يا ليفي (fibrous jornts):

در مفاصل ثابت يا ليفي قطعات استخواني توسط بافتي پيوندي از نوع رشته اي به يكديگر اتصال يافته اند. اين رشته ها به تدريج به استخوان تبديل مي شوند مانند استخوان هاي كاسه سر.

2) مفاصل غضروفي (cartilaginous joimts) يا نيمه متحرك:

F11

در اين نوع مفاصل يك صفحه غضروفي در بين دو قطعه ي استخوان وجود دارد مثل مفصل بين دنده ها و جناغ سينه در اينگونه مفصل ها در ابتداي پيدايش رشته اي وجود داشته است كه به غضروف تبديل شده است.

مانند ديسك بين مهره ها در ستون مهره ها.

3) مفصل متحرك (سينويال) synovial jointsl:

اين نوع مفاصل ها نسبت به دو مفصل ذكر شده كامل ترند، در اين مفصل دو استخوان مجاور توسط كپسول مفصلي و رشته هاي پيوندي به هم اتصال يافته اند. سطوح مفصلي دو استخوان مجاور با هم تماس دارند و آزادانه حركت مي كنند.

اجزاي مفصل متحرك:

1) سطوح مفصلي:

قسمتي از انتهاي دو استخوان كه در حفره مفصلي قرار دارد با لايه اي از غضروف پوشيده شده است.

2) كپسول مفصلي (كپسول ليفي):

غلافي از جنس بافت هم بند متراكم مفصل را در بر مي گيرد و به استخوان مي چسبد و استخوان را در مجاورت هم نگه مي دارد.

3)رباط :

نواري از جنس هم بند متراكم است اين بافت بين دو استخوان كشيده شده است وظيفه آن مهار حركات بيشتر از اندازه مفصلي است.

F13

4)غشاي سينويال:

غشاي نازكي از بافت هم بند است كه سطح داخلي كپسول مفصلي و بخش هايي از استخوان ها كه در كپسول مفصلي وجود دارد را مي پوشاند اين غشاء مايع مفصلي (مايع ليدوپال) ترشح مي كند كه موجب كاهش اصطكاك دو استخوان در ناحيه مفصل مي شود همچنين داراي مواد غذايي لازم براي غضروف مفصلي است.

5) حفره مفصلي:

فضاي بين سطوح مفصلي است كه كپسول مفصلي و غشاء سينويال آن را در بر گرفته است.

انواع مفاصل متحرك:

1) مفاصل مسطح(لغزشي):

در اين نوع مفصل سطوح مفصلي كوچك، صاف، تخت است ممكن است كمي محدب يا مقعر باشد.

اين گونه مفصل ها سبب حركاتي مانند سرخوردن، لغزيدن مي شوند مانند مفصل بين استخوان هاي مچ دست و پا.

2) مفصل لولايي:

در اين نوع مفصل سطوح مفصلي قرقره اي شكل و قرينه يكديگر است.

حركت اين نوع مفصل مانند لولاي در باز و بسته شدن در يك صفحه حول يك محور صورت مي گيرد مثل مفصل آرنج و انگشتان

3) مفصل محوري و استخواني:

در اين نوع مفصل يك استوانه درون حلقه اي ناقص يا كامل مي چرخد درنتيجه مفصل حول محور طولي حركت چرخشي دارد.

4) مفصل بيضي شكل:

سطوح مفصلي كمي محدب و مقعر و بيضي شكل است اين مفصل قابليت حركات در دو جهت تا و باز شدن و دور و نزديك شدن دارند مثل مفصل مچ دست و ساعد چرخش اين نوع مفصل ها محدود است.

5) مفصل زينی:

سطوح اين نوع مفصل مانند زين اسب است. و سطوح مقعر هر يك, درون هم فرو رفته اند مانند: مفصل مچ با كف است.

6) مفصل گوی و كاسه اي :

سطوح مفصلي در اين نوع مفصل مانند گوي و حفره است اين مفصل حول محور خود در جهات مختلف مي چرخد مانند استخوان ران و لگن يا بازو و كتف.

انسان به كمك استخوان و مفاصل با استفاده از نيروي ماهيچه حركات مختلف انجام مي دهد كه عبارتند از:

1) تاشدن باز شدن:

در اين حركت زاويه بين دو استخوان كاهش يا افزايش مي يابد.

2) دور كردن و نزديك كردن:

در اين حركت اندام داراي استخوان از محور اصلي بدن دور يا نزديك مي شود (adbuction)

3) چرخش:

حركت در محور اصلي اندام با حركت استخوان حول محور خود مانند چرخش گردن.

4) دوران:

حركتي كه در آن تا و باز شدن و دور و نزديك كردن و چرخش به طور همزمان صورت مي گيرد مثل چرخش دست حول محور خود ماهيچه ها.

حدود 3/1 تا 2/1 وزن بدن ها را ماهيچه ها تشكيل مي دهند ماهيچه ها عامل اصلي حركتند با وجود ماهيچه هاست كه غذا در طول لوله ی گوارش به پيش مي رود و هضم و جذب مي گردد و يا با حضور ماهيچه هاست كه خون در رگ ها جريان مي يابد و استخوان ها حركت مي كنند و ما مي توانيم فعاليت هاي خود را انجام دهيم.

در اندام هايي مانند چشم ها، زبان، ديواره لوله گوارشي، دفع ادرار، قلب ماهيچه ها وجود دارد اما شيوه كنترل فعاليت هاي آنها متفاوت است.

ماهيچه ها را مي توان بر اساس ساختار، موقعيت و شيوه ي كنترل تقسيم بندي كرد.

1) ماهيچه قلبي:

اين ماهيچه شامل سلول هاي منفرد، منشعب يا طويلي است كه به موازات يكديگر قرار گرفته اند و داراي خطوط عرضي هستند. انقباض آنها غير اداري و قوي و منظم است.

2) ماهيچه ي صاف:

اين نوع ماهيچه، اجتماعي از سلول هاي دوكي شكل است اين نوع ماهيچه پروتئين هاي انقباضي به صورت خطوط عرضي در زير ميكروسكوپ ندارد انقباض آنها كندتر از سلول هاي ماهيچه اي استخوان است و تحت كنترل اعصاب خودكار بدن هستند و ارادي نيستند. اين نوع ماهيچه را ماهيچه ي احشايي مي گويند.

مانند ماهيچه ي درون احشا و اندام هاي حفره اي شكلي مثل روده، معده، ميزناي، عدسي چشم، مردمك

3) ماهيچه ي اسكلتي(مخطط):

ماهيچه اسكلتي شامل دسته هايي از سلول هاي چند هسته اي استوانه اي بسيار طويل است كه در درون آنها پروتئين دماي انقباضي به صورت خطوط عرضي ديده مي شود.

حركت اسكلت بدن توسط اين نوع ماهيچه ها صورت مي گيرد. انقباض اين ماهيچه سريع پر قدرت و تحت كنترل اراده است بافت ماهيچه اي از سلول هاي ساخته شده است.

هر سلول ماهيچه اي تار ماهيچه نام دارد كه داراي رنگ دانه هاي ميوگلوبين به رنگ قرمز – قهوه اي است .

ميوگلوبين مولكولي شبيه هموگلوبين است.

در سلولهاي ماهيچه اي اسكلتي(مخطط) هسته هايي وجود دارد كه معمولا در زير غشاي سلول قراردارند.

تارهاي ماهيچه اي اسكلتي از نظر ساختار و عملكرد به سه دسته تقسيم مي شوند.

1) قرمز:

مقادير زيادي ميوگلوبين دارند اين تارها نيرومند هستند و ميتوكندي زياد دارد اما سرعت انقباض آن ها كمتر است.

2)سفيد:

اين نوع تارها نسبت به ساير آنها بزرگتر، قطورتر و ميتوكندري كمتر و ميوگلوبين كمتري دارند. سرعت انقباض زياد و نيروي آن ها كم است.

3) بينابيني:

ويژگي هاي حد واسط رشته هاي قرمز و سفيد را دارند.

خواص ماهيچه ها:

1) تركيب پذيري :

محركهاي فيزيكي (دما الكتريسيته)، شيميايي(اسيد و باز)، مكانيكي(ضربه)، موجب حركت ماهيچه ها مي شود.

2) انقباض:

مهمترين ويژگي ماهيچه ها خاصيت انقباض آنهاست. اين ويژگي ماهيچه موجب حركت اندام ها مي شود.

3) انبساط:

اين ويژگي موجب بازگشت آن به حالت اول است. و موجب حركات بدن مي شود.

ماهيچه هاي اسكلتي حركت متقابل دارند. يعني ماهيچه هايي كه در دو طرف يك استخوان قراردارند عكس عمل هم عمل مي كنند و موجب حركت اندام مي شود.

سؤالات فصل 10

1- عبارت درست و نادرست را مشخص كنيد.

صحيح غلط

الف) استخوان جناغ سينه در توليد گلبول قرمز خون نقش دارد.
ب) كلسيم و فسفر موجود در استخوان، مقاومت آن را در برابر ضربه زياد مي كند.
ج) سرعت ترميم غضروف ها كمتر از بافت استخوان است.