การเคลอนทของสงมชวต

การเคลอนทของสงมชวต การเคลอนไหว เปนการเคลอนยายเพยงบางสวน

ของรางกาย การเคลอนท เปนการเคลอนยายจากทหนงไปยง

อกทหนง * การเคลอนทจะตองมการเคลอนไหวดวยเสมอ แตการ

เคลอนไหวไมจ าเปนตองมการเคลอนทดวย

โครงรางสตว(animal skeleton)

แบงออกเปน 2 ประเภท คอ 1. Hydroskeleton or hydrostatic skeleton

2. Hard skeleton

2.1 Exoskeleton

2.2 Endoskeleton

การเคลอนทของสงมชวตเซลลเดยว การเคลอนไหวโดยอาศยการไหลของไซโทพลาสซม

อมบา(amoeba)

การเคลอนไหวของอมบา การเคลอนไหวอาศยการไหลของไซโทพลาสซม โดยแบงเปน 2 สวน คอ ectoplasm(แขง) และ endoplasm(เหลว) Actin และ Miosin ประกอบกนเปน

microfilament(เปนเสนใยโปรตนเลกๆ) หดตวและคลายตวได ท าใหเกดการไหลของไซโทพลาสซม

ท าใหเกดเทาเทยม(pseudopodium) การเคลอนทแบบอะมบา (amoebiod movement) ไดแก อมบา เมดเลอดขาว ราเมอก

ในเซลลอมบา การยน pseudopodium ออกไปเกดจากการยดและหดตวของ actin filaments

การเคลอนไหวโดยการใชแฟลกเจลลม หรอซเลย

แฟลกเจลลม(flagellum)

Euglena

ซเลย(cilia)

A comparison of the beating of flagella and cilia

Microtubules เปนแกนของ flagellum และ cilia

Centrosome containing a pair of centrioles

ตลงกา เคลอบคลานเหมอนหนอน ลอยไปตามน า

การเคลอนทของไฮดรา(Hydra)

planaria

การเคลอนทของพลานาเรย(planaria)

Phylum platyhelminthes

มกลามเน อ 3 ชนด คอ circular muscle ,

longitudinal muscle,oblique muscle

เคลอนทไปโดยการลอยไปตามผวน าหรอคลบคลาน ทางดานลางมซเลยชวยในการโบกพดชวยใหเคลอน

ตวไดดยงข น

การเคลอนทของหนอนตวกลม(round worm) Phylum nematoda ไดแก พยาธไสเดอน

พยาธปากขอ พยาธเสนดาย หนอนน าสมสายช มเฉพาะกลามเน อตามยาวของลาตว

(longitudinal muscle) การเคลอนททาใหเกดลกษณะสายไปสายมา

การเคลอนทของไสเดอน(earth worm)

การเคลอนทของไสเดอน(earth worm)

Phylum annelida

-กลามเน อ 2 ชดคอ กลามเน อวงกลม(circular muscle) อยทางดานนอก และกลามเน อตามยาว(longitudinal

muscle) ตลอดลาตวอยทางดานใน

-เดอย(setae)

-มการทางานในสภาวะตรงขาม เรยกAntagonism

การเคลอนทของแมงกะพรน(jelly fish)

Phylum coelenterata

เคลอนทโดยการหดตวของเน อเยอทอยบรเวณของรมและผนงลาตวทาใหน าพนออกมาทางดานลาง

การเคลอนทของหมก(squid)

การเคลอนทของดาวทะเล(sea star)

Exoskeleton - พบในพวก mollusk และแมลง - เปนโครงรางเปลอกแขงหมอยภายนอกรางกาย โดยสวนประกอบของเปลอกเปนพวก crystallized mineral salt และไมมเซลล (acellular) เชน แคลเซยมคารบอเนตใน mollusk, chitin ในแมลง - exoskeleton นอกจากจะท าหนาทค าจนรางกายแลว ยงชวยปองกนการสญเสยน า -การเคลอนไหวเกดข นโดยการหด-คลายตวของกลามเน อทยดตดกบ exoskeleton

กลามเน อทท าใหเกดการเคลอนไหวม 2 ชด คอ 1. Flexors ท าใหเกดการโคงงอของขอตอเมอหดตว

2. Extensors ท าใหเกดการยดตวของขอตอเมอคลายตว

กลามเน อท งสองชดน จะท างานตรงขามกน เมอกลามเน อ

ชนดหนงหดตว อกชนดหนงจะคลายตว

(antagonism)

การเคลอนทของแมลง

insect Exoskeleton เปนสารพวกไคตน ขอตอขอแรกของขากบลาตว แบบ ball and

socket สวนขอตออนๆเปนแบบบานพบ การเคลอนไหวเกดจาการทางานสลบกนของกลามเน อ flexer กบ extensor เปนแบบ antagonism

Moving the exoskeleton: Joints and muscle attachments

การเคลอนทของปลา

มรปรางแบนเพรยวบาง และเมอก มเกลดชวยลดแรงเสยดทาน เมอกลามเน อทยดตดกบกระดกสนหลงดานใดดานหนงหดตว

(เรมจากสวนหวมาทางหาง)ทาใหเกดการโบกพดของครบหาง(cadal fin) ดนใหตวพงไปขางหนาโดยมครบหลง(drosal fin) ชวยในการทรงตวไมใหเสยทศทาง

ครบอก(pectoral fin) และครบตะโพก (pelvic fin) ซงเทยบไดกบขาหนาและขาหลงของสตวบก จะทาหนาทชวยพยงลาตวปลา และชวยใหเกดการเคลอนทในแนวดง

การเคลอนทของเตาทะเล แมวน า และสงโตทะเล

มขาคหนาทเปลยนแปลงไปมลกษณะเปนพาย ทเรยกวา ฟลบเปอร(flipper)

การเคลอนทของสตวปก

การเคลอนทของนก

มกระดกทกลวง ทาใหเบา มกลามเน อทใชในการขยบปกท

แขงแรง

- กลามเน อ pectoralis major

- กลามเน อ pectoralis minor

มถงลม (air sac) มขน (feather)

ถงลม (air sac)

Endoskeleton

-พบในสตวมกระดกสนหลงทกชนด -เปนโครงรางแขงทแทรกตวอยในเนอเยอ (soft tissues) หรอภายในรางกาย -endoskeleton ประกอบดวย living and metabolizing cells (ตางจาก exoskeleton) แบงเปน 1. cartilage เปนสวนประกอบของ protein collagen และ complex polysaccharide 2. bone ประกอบดวย collagen ปนอยกบ apatite (calcium and phosphate salt) -นกกายวภาคศาสตรแบงกระดกออกเปน 2 สวน 1. Axial skeleton:กระดกแกนไดแก กระดกกะโหลก (skull), กระดกสนหลง (vertebral column), กระดกซโครง (rib) 2. Appendicular skeleton:กระดกรยางค เปนกระดกทตอออกมาจากกระดกแกน แบงเปน 2.1 Fore-limb bone :กระดกแขน 2.2 Hind-limb bone :กระดกขา

โครงสรางของกระดก

ชนดของกระดกแบงออกตามลกษณะรปรางของกระดกคอ 1. กระดกทอนยาว (long bone) ไดแก ตนแขน ปลายแขน ตน

ขา หนาแขง กระดกนอง ไหปลารา 2. กระดกทอนส น (short bone) ไดแก ขอมอ ขอเทา กระดกน ว

มอ กระดกน วเทา 3. กระดกแบน (flat bone) ไดแก กะโหลกศรษะ เชงกรานสะบก

อก ซโครง 4. กระดกรปรางไมแนนอน (irregular bone) ไดแก กระดกสน

หลง ขากรรไกร กระดกคอ กนกบ กระดกฝาเทา

(pectoral girdle)

ilium sacrum

pubis

ischium

สน าเงน คอ กระดกแกน 80 ช น

สเหลอง คอ กระดกรยางค 126 ช น

50

แผนภาพแสดงกระดกรยางค (ซาย) สวนหนา (ขวา) สวนหลง

51

กระดกแกนประกอบดวย 1. กะโหลกศรษะ (skull) รวมท งกระดกช นเลก ๆ อกหลาย ๆช น เชอมตดตอกน ภายในลกษณะคลาย กลองบรรจเน อสมองไว กะโหลกศรษะ จงท าหนาทท งหอหมและปองกน มนสมองทอยภายในนอกจากบรเวณ กะโหลกศรษะแลว ยงมกระดกแกม กระดกขากรรไกรซงมฟนอยภายในซอก การเค ยวอาหารเกดจากการเคลอนไหว ของขากรรไกรลาง

แผนภาพแสดงกระดกแกน (ก) กระดกรยางค (ข) ซงแสดงดวยสด า

52

2.กระดกสนหลง (vertebra) เปนกระดกช นเลก ๆ มลกษณะเปนขอ ๆ ตอกนยาวตลอดความยาว

ของหลงจนจรดสวนสะโพก กระดกสนหลงแตละขอเชอมตดตอ กนดวยเอนและกลามเน อ และมหมอนรองกระดก (intervertebral

disc) เปนแผนกระดกออนรองอยระหวางกระดกสนหลงแตละขอ ในขณะทเคลอนไหว หากหมอนรองกระดกเสอมจะทาใหไมสามารถเอ ยวตว หรอบดตวได

หมอนรองกระดกมประโยชนในการชวยปองกนการเสยดสระหวางกระดกสนหลงแตละขอในขณะทรางกายมการเคลอนไหว ถาหมอนรองกระดกเสอมอาจทาใหรางกายเคลอนไหวไมสะดวก เพราะเกดความเจบปวดตรงระหวางขอตอของกระดกสนหลงในขณะเคลอนไหวและทาใหกระดกสนหลงโคงงอผดปกตได

53 รปแสดงสวนตาง ๆ ของกระดกสนหลง

54

3.กระดกซโครง (Ribs) มจานวน 12 ค โดย

กระดกซโครงทกช นจะเชอมตอกบดานขางของกระดกสนหลงชวงอก โดยตอนปลายของกระดกซโครง (sternum) ยกเวนกระดกซโครงคท 11 และคท 12 เปนกระดกส น ไมเชอมตดกบกระดกอก เรยกวา ซโครงลอย (floating ribs)

รปท ซโครงและกระดกอก ก. ดานหนาข. ดานหลง

55

กระดกรยางค (Appendicular skeleton) กระดกรยางค ม 126 ช น

ไดแก กระดกแขนและกระดกขา ซงตอยนออกมาจากกระดกแกนในลกษณะเปนค ๆ กระดกสะบก (scapula) กระดกไหปลารา (clavicle) รวมเปนกระดกหวไหล (pectoral girdle) และกระดกเชงกราน (pelvic girdle )

รปแสดงแผนภาพแสดงกระดกแขนและกระดกขาคน ก. กระดกแขน ข. กระดกขา

ขอตอ (articulation หรอ Joint)

-ขอตอ: เปนบรเวณทกระดกมาตอกบ กระดก ม synovial memebranes มาหมบรเวณขอตอ เพอปองกนการ เสยดสระหวางกระดก จะมกระดก ออนมาท าหนาทเปนหมอนรอง และ ม synovial fluid ท าหนาทเปนสาร หลอลน -Ligament: เปนเอนทยดระหวาง กระดกกบกระดก -Tendon: เปนเอนทยดระหวาง กลามเน อกบกระดก

ชนดขอตอ

1.ขอตอไฟบรส (fibrous joint) เปนขอตอทเคลอนไหวไมไดและมเน อเยอเกยวพนบางๆ ยดกระดกสองช นไว หรออาจหมภายนอกไว เชน กระดกกะโหลกศรษะ

2.ขอตอกระดกออน (cartilagenous joint) เปนขอตอทเคลอนไหวไดเลกนอย เชนขอตอระหวางกระดกซโครงกบกระดกอก ขอตอระหวางทอนกระดกสนหลง ขอตอระหวางกระดกเชงกรานซกซายกบซกขวาทางดานหวหนาว

3.ขอตอซลโนเวยล (sylnovial joint) เปนขอตอทเคลอนไหวไดมาก ประกอบดวยกระดกอยางนอย 2 ช น

ขอตอซลโนเวยล (sylnovial joint)

แบบท 1 พบทใดของรางกาย.......... แบบท 2 พบทใดของรางกาย.......... แบบท 3 พบทใดของรางกาย..........

1

3

2

The skeleton-muscle connection

-การเคลอนไหวสวนตาง ๆ ของ รางกายเกดจากการท างานรวมกน ของ nerves, bones, muscles -การหด-คลายตวของกลามเนอ เปนการท างานรวมกนของ กลามเนอ 2 ชด ทท างานตรงขาม กน เชน การงอแขน :กลามเนอ biceps (flexor) หดตว (เปน agonist) :กลามเนอ triceps(extensor) คลาย ตว (เปน antagonist)

Origin and insertion

-ทปลายทงสองขางของกลามเนอ แตละมดจะยดตดกบกระดก โดย ดานทยดตดกบกระดกเฉย ๆ (ตดกบกระดกทไมเคลอนท) เรยก origin สวนปลายทยดกบ กระดกทมการเคลอนไหว เรยก insertion -Tendon ท origin มกจะกวาง ท insertion มกจะแคบ เพอจ ากด ความแรงในการหดตวของ กลามเนอเกดขนเฉพาะจด

กลามเน อท าหนาทเกยวกบการเคลอนไหวของรางกาย ประกอบดวยเซลลทมลกษณะยาว อาจเรยกเซลลกลามเน อไดวาเสนใยกลามเน อ (muscle fiber) ในไซโตพลาสซมของเสนใยกลามเน อมโปรตนทเปนองคประกอบทส าคญ 2 ชนด คอ actin และ myosin

กลามเน อ (Muscular tissue

กลามเน อแบงออกไดเปน 3 ชนด

กลามเน อแบงออกไดเปน 3 ชนด ข นอยกบต าแหนง

ทพบโครงสราง และหนาท ไดแก

1. กลามเนอเรยบ (smooth muscle)

2. กลามเนอสเกเลทล (skeletal muscle)

3. กลามเนอหวใจ (cardiac muscle)

สวนประกอบของเซลลกลามเนอจะมชอเฉพาะแตกตางไปจากเซลลชนดอนๆ ไดแก

Cell membrane ของเซลลกลามเนอ

= Sarcolemma

Cytoplasm = Sarcoplasm

Endoplasmic reticulum = Sarcoplasmic

reticulum

กลามเน อลายหรอกลามเน อสเกเลทล (Skeletal muscle)

กลามเน อในรางกายสวนใหญเปนกลามเน อสเกเลทล กลามเน อน เกาะยดตดกบกระดก สามารถหดตวไดเมอถกกระตน และอยภายใตการควบคมของระบบประสาทสวนกลาง ( voluntory muscle ) หรอระบบประสาทโซมาตก ( somatic nervous system) จงสามารถควบคมการท างานของกลามเน อได

ลกษณะของเซลลกลามเนอเปนรปทรงกระบอก ซงมความยาวมาก เซลลมขนาดใหญมหลายนวเคลยสเรยงชดอยกบเยอหมเซลล มลายตามขวางคอ มแถบสจางสลบกบแถบสเขม ดงนนอาจเรยกกลามเนอชนดนไดวา กลามเนอลาย

(striated muscle)

Skeletal muscle

Nucleus ของ muscle fiber

Muscle fiber

ภาพตดตามขวางของ skeletal muscle

Nucleus เรยงชดอยกบ sarcolemma

Sarcolemma (เยอหมเซลล)

การเรยงตวประกอบกนเปน มดกลามเนอ skeleton มเยอเกยวพนหมเปนขนตอน และทงมดกลามเนอจะตดตอกบเอนซงไปยดตดกบกระดก

การทมองเหนเซลลกลามเนอมลายตามขวางเนองจาก ภายใน sarcoplasm มเสนใยฝอยซงเปนสวนประกอบทส าคญท าใหกลามเนอหดตวไดเรยกวา myofibril เปนจ านวนมาก ใน

myofibril มโปรตน actin และ myosin

เรยงอยางเปนระเบยบ มองเหนมแถบ (band)

หรอเสน (line) ทชดและทบสลบกนไปตลอด

ใน Sarcoplasm นอกจากมโปรตนส าคญทเกยวของกบกลไกการหดตวของกลามเนอแลว ยงม Organelles ทส าคญไดแก Sarcoplamic reticulum ซงคอ SER ทเปลยนไปเปนทอทตอเนองกน ลอมรอบกลมเสนใยของกลามเนอ ท าหนาทเปนแหลงเกบสะสม Ca2+

Sarcolemma มโครงสรางทพบซอนกนเปนหลอดบางและยาวตามแนวขวาง เรยกวา Transverse tubule เปนทางตดตอจากผวภายนอกของเซลลเขาไปตดตอกบ Sarcoplamic reticulum

สานประกอบอนๆภายใน Sarcoplasm ไดแก RER ,

ribosome และ Golgi complex มอยเปนจ านวนนอย เพราะเซลลกลามเนอไมมหนาทเกยวกบการสรางโปรตน

กลามเนอหวใจ (Cardiac muscle)

กลามเน อหวใจพบแหงเดยวคอกลามเน อทหวใจ และผนงของเสนเลอดใหญทตอกบหวใจ เปนกลามเน อทมลายเชนเดยวกบ skeletal muscle ตางกนทกลามเน อหวใจอยนอกการควบคมของระบบประสาทสวนกลาง (Involuntory muscle) และการท างานเกดข นตดตอกนตลอดเวลา

เซลลกลามเนอหวใจประกอบดวย หนงหรอ

สองนวเคลยสอยตรงกลางเซลล เซลลมขนาดสนกวาเซลลกลามเนอ skeleton และปลายแยกเปนสองแฉก (bifurcate) ซงจะไปตอกบเซลลอนๆในลกษณะเปนรางแห ทรอยตอของเซลลดานขวางจะยดตดกนแนน มลกษณะการเชอมโยงอยางซบซอน เรยกวา intercalated disc มองเหนไดชดเจนดวยกลองจลทรรศนธรรมดา

Cardiac muscle

Intercalated disc

Nucleus อยกลางเซลล

กลามเนอเรยบ (Smooth muscle)

ในเซลลกลามเนอเรยบไมเหนลาย ถงแมวาภายในเซลลจะมแอกทน และ ไมโอซน แตการเรยงตวไมเปนระเบยบเหมอนอยางใน

skeletal muscle และ Cardiac muscle ลกษณะเซลลของกลามเนอเรยบเปนรปกระสวย หวทายแหลม และมหนงนวเคลยสอยกลางเซลล กลามเนอเรยบอยนอกการ

ควบคมของระบบประสาทสวนกลาง(involuntory

muscle) พบไดทผนงของอวยวะภายในระบบตางๆของรางกาย และเสนเลอด

nucleus

Smooth muscle

กลามเน อเรยบอยนอกการควบคมของระบบประสาทสวนกล(involuntory

muscle) พบไดทผนงของอวยวะภายในระบบตางๆของรางกาย และเสนเลอด

Smooth muscle ทผนงเสนเลอดแดง

The structure of skeleton muscle

-skeleton muscle เกดจากมดของ muscle fiber (cell) มารวมกน -muscle fiberแตละอนคอ 1 เซลลทมหลาย นวเคลยส ทเกดจากหลาย ๆ เซลลในระยะ แรกมารวมกน -แตละ muscle fiber เกดจากมดของ myofibrils มารวมกน -myofibrilsประกอบดวย myofilaments 2 ชนด คอ 1.Thin filamentเกดจากactin 2 สายและ regulatory protein (tropomyosin) 1 สาย มาพนกน 2.Thick filament เกดจากmyosin มารวมกนเปนมด -การจดเรยงตวของ myofilaments ท าใหเกด light-dark band ซ าๆ กน เรยกแตละหนวยทซ า กนนวา sarcomere (ดงรป)

การหดตวของกลามเนอ skeleton

-การหดตวของกลามเนอ skeleton เกดจากการเลอนเขามาซอนกนของ thin filament เรยก sliding-filament model -การหดตวของกลามเนอเกดโดยความ กวางของ sarcomere ลดลง, ระยะทาง ระหวาง Z line สนลง, A band คงท, I band แคบเขา, H zone หายไป -พลงงานทใชในการหดตวของ กลามเนอหลก ๆ อยในรปของ creatine phosphate

1.สวนหวของ myosin จบกบ ATP, อยในรป low-energy configuration

2.myosin head(ATPase) สลาย ATP ได ADP+Pi, อยในรป high-energy configuration

3.myosin head เกด cross-bridge กบสาย actin

4.ปลอย ADP+Pi, myosin กลบส low-energy configuration ท าใหเกดแรงดง thin filament เขามา

5.ATPโมเลกลใหมเขามาจบกบ myosin head ท าให myosinหลดจาก actin, เรมวงจรใหม

สรปการหดตวของกลามเนอ

1.Ach หลงจาก neuron จบ receptor

2.Action potential เคลอนไป T tubule

3.SR หลง Ca2+

4.Ca2+จบtroponin, binding silt เปด

5.กลามเนอหดตว

6.ปมCa2+ กลบส SR

7.tropomyosinปด binding site, หยดการหดตวของกลามเนอ

Motor unit -ในสตวมกระดกสนหลง muscle cell 1 เซลลจะถกควบคมโดย motor neuron 1 เซลลเทานน -แต 1 motor neuron อาจควบคมการท างาน >1 muscle cell -Motor unit ประกอบดวย 1 motor neuron และmuscle fiber ทงหมดท neuron ควบคม -กลามเนอทตองการการเคลอนไหวทละเอยดออน จะมอตราสวนระหวาง motor neuron/muscle cell ต า เชนกลามเนอลกตา (1/3-4)

การหดตวของ smooth muscle

-smooth muscle cell พบทอวยวะทมลกษณะเปนทอกลวง เชน ทางเดนอาหาร, หลอดเลอด, อวยวะสบพนธ, iris ของลกตา และทอของตอม -มรปรางคลายกระสวย ม 1 nucleus/1 cell การหดตวเปน involuntary

-ไมมการจดเรยงตวของactin-myosin ท าใหไมเหนเปนลาย, ปลาย actin มกยดตดกบเยอเซลล, ไมม SR ดงนน Ca2+ แพรผานเขามาทางเยอเซลล -การหดตวจะชากวา striated muscle แตการหดตวนนจะอยไดนานกวา

การหดตวของ cardiac muscle

-ม 1 nucleus/1 cell เซลลมการแตก แขนง(bifurcate)และเชอมกบเซลลขาง เคยงดวย gap junction เรยก intercalated disk -มการจดเรยงตวของ actin-myosin ท าใหเหนเปนลาย, ม SR

-cardiac muscle สามารถหดตวไดเองอยางเปนจงหวะ -หวใจสตวมกระดกสนหลงหดตวไดเองเรยก myogenic heart (muscle-generated) -หวใจของกง, ป, แมงมม ตองไดรบการกระตนจาก nerve เรยก neurogenic heart (nerve-driven)

จบเน อหา