۱ - توصیف ماهیچه

هر ماهیچه اسکلتی  از هر طرف، با یه تاندون به استخوان میچسبه. ۶۴۰ تا ماهیچه اسکلتی  وجود داره و تقریبا همشون از یه مفصل اسکلت رد میشن. در هر مفصل، چندتا ماهیچه در هر سمت مفصل، گروه بندی میشن. همونطور که در قسمت مدل پیوند بخش تو فصل ۸ توضیح داده شد، ماهیچه هایی که در یه گروه کار میکنن، بردار برآیندی رو تولید میکنن که در هر مفصل تولید گشتاور میکنن. برای ارجاع، ماهیچه های بزرگ سیستم اسکلتی تو شکل ۱-۱۵ نشون داده شدن. میتونین اطلاعات بیشتر رو در مورد هر ماهیچه در کتاب Anatomy & Physiology For Dummies نسخه ۲ نوشته Maggie Norris و Donna Rae Siegfried (انتشارات Wiley) پیدا کنین.

۰ - ماهیچه بندی بخشها: بایومکانیک ماهیچه

در این بخش 

• نگاه به ویژگیهای ماهیچه 
• درنظرگرفتن ساختار ماهیچه 
• بررسی انواع فعالیت ماهیچه ای 
• درک مکانیک ماهیچه 
• تمرکز روی چرخه کشش-کوتاهی 

ماهیچه ها یکتا هستن. اونها تنش، یا نیروی فشاری رو در جایی که با رباطها به استخوان وصل میشن، تولید میکنن. فعالیت اونا با سیستم عصبی مرکزی (فصل ۱۴ رو ببینید) کنترل میشه. تو این فصل، روی ماهیچه اسکلتی تمرکز میکنم چون نیروهای اونا حرکت همه بخش های بدن رو تامین و تحت تاثیر قرار میده.

این فصل رو با توضیح ساختار کلی ماهیچه اسکتی شروع میکنم. بعدش ساختار ماهیچه اسکلتی که مسوول این ویژگیها هستن رو شرح میدم و توضیح میدم که چجوری، ساختار، هم تنش فعال و هم تنش منفعل تولید میکنه. سه نوع تولید نیروی ماهیچه ای رو توضیح میدم و اونارو به ساختار ماهیچه ربط میدم. تولید نیرو بوسیله ماهیچه تحت تاثیر طول ماهیچه و نرخ تغیرات طولی یه ماهیچه ست، و این دو رابطه رو توضیح میدم. در آخر، چرخه کشش-کوتاهی رو توضیح میدم که یه راه تاثير گذار برای افزایش تنش فعال و منفعل تولیدی، حین حرکته.

۵- به کار گیری واحد حرکتی

یه روش افزایش مقدار تنش ماهیچه ای تولیدی، فعالسازی واههدهار حرکتی بیشتره؛ روندی که بکارگیری واحد حرکتی نام داره. شکل ۷-۱۴ نشون میده که واحد حرکتی ۱، اول بکار گرفته میشه و تنش ماهیچه شروع به افزایش میکنه. همونطور که واحد حرکتی ۱ به فعال  بودن ادامه میده (پتانسیل عمل به تولید ادامه میده). واحد حرکتی ۲ به کار گرفته میشه. تنش ماهیچه افزایش پیدا میکنه، چون تنش مشارکتی  واحد های حرکتی بکار گرفته شده، جمع میشه. همونطوری که موتورهای حرکتی ۳، ۴ و ۵ بکار گرفته میشن، تنش ماهیچه بیشتر هم میشه.

۴- کنترل واحدهای حرکتی

واحدهای حرکتی، کنترل CNSی تنش، یا نیروی کشنده، تولیدشده بوسیله فیبرهای ماهیچه اسکلتی را ساده میکند. یه پتانسیل عمل که به اکسون واحد حرکتی فرستاده میشه، همه فیبرهای واحد حرکتی رو فعال میکنه. روند تنش در حال گسترش درون یه ماهیچه در فصل ۱۵ توضیح داده شده.

در این بخش، اول رابطه اولیه بین پتانسیل عملی که یه واحد حرکتی و تنش ماهیچه ای  تولید شده رو فعال میکنه رو توضیح میدم. بعدش دو راهی که CNS میزان تنش تولیدی در یه ماهیچه اسکلتی رو با کنترل چندین واحدهای حرکتی، کنترل میکنه.

شکل ۶-۱۴ نشون میده که تنش تولیدی بوسیله یه تک واحد حرکتی (بالا) و ایجاد یه پتانسیل عمل در واحد حرکتی (پایین) که یه ماهیچه رو فعال میکنه. یه خط عمودی روی قسمت پتانسیل عمل شکل، تولید یه پتانسیل عمل رو توضیح میده. محور افقی هر دو بخش نیرو و پتانسیل عمل شکل، زمان به میلی ثانیه ست.

شکل ۶-۱۴: نیروی تولیدی بوسیله یه واحد حرکتی در پاسخ به پتانسیلهای عمل

۳- تمرکز روی نرون ها

نرون یا سلول عصبی، واحد اولیه سیستم عصبیه. بخش های نرون بهش اجازه میدن تا از نرون های دیگه یا ماهیچه ها، ورودی رو دریافت یا خروجی رو بفرستند.

بخش های نرون ها 

هر نرون شامل سه بخش اولیه ست:

یه بدنه سلولی: بدنه یه نرون شامل ساختارهایی ه که به فعالیت ش جهت میدن، که شامل متابولیسم و رشد میشه.

دندریت ها: دندریت ها نقشه های نازکی از یه سر سلول های بدن هستن. دندریت ها به عنوان محل های گیرنده اصلی یه نرون عمل میکنن. دندریت ها اطلاعات رو به شکل انتقال دهنده عصبی از دیگر نرون ها دریافت میکنن. در جواب انتقال دهنده عصبی، یه ضربه الکتریکی کوچیک که پتانسیل درجه بندی شده نام داره، در طول دندریت به بدنه سلول فرستاده میشه.

اکسون: اکسون، یه نقشه دراز از سر بدنی سلول در جهت مخالف دندریت ه. در انتهاش، اکسون به شاخه های نازکی تقسیم میشه که collateral نامیده میشن. اگه یه پتانسیل عمل، توسط یه نرون، در پاسخ به ورودی انتقال دهنده عصبی ای که از نرون های دیگه دریافت کرده، تولید بشه، پتانسیل عمل از بدنه سلول در طول اکسون  دور میشه و با شاخه collateral خارج میشه. هر شاخه collateral اکسون، یا با یه نرون دیگه و یا با یه فیبر ماهیچه ای متصل میشه.

۲- تشریح سیستم عصبی

سیستم عصبی شامل میلیاردها تک سلوله که نرون نامیده میشن. نرون, واحد اولیه سیستم عصبیه . رابط بین دو نرون, سیناپس نامیده میشه. نرون ها و سیناپس ها یه سیستم گسترده ارتباطی و کنترلی رو درون بدن تشکیل میدن.

سیگنال ارتباطی در طول یه نرون, یه ضربه الکترکی کوچیک تقریبا ۱۰۰ میلی  ولتی (یک دهم ولت) ه که پتانسیل عمل نامیده میشه. یه نرون میتونه یه پتانسیل عمل رو در جواب ورودی ای که از نرون های دیگه توی سیناپس دریافت میکنه, تولید کنه. ورودی از یه نرون دیگه شامل ماده شیمیایی به نام انتقال دهنده عصبی ه. خیلی ساده, تخصص یه سر نرون, دریافت انتقال دهنده عصبی از دیگر نرونهاست و تخصص سر دیگه اش, رها سازی انتقال دهنده عصبی به دیگر نرونها. (در مورد نرون در ادامه فصل مفصل تر توضیح میدم).

۱- نظارت و کنترل بدن: نقش های سیستم عصبی

سیستم عصبی نقش های کلیدی مختلفی در بدن داره:

جمع  آوری ورودی حسی: سیستم عصبی اطلاعتی رو از درون و بیرون بدن با گیرنده های حسی، جمع  آوری میکنه. این گیرنده ها بدن رو از اطلاعتی که پیرامونش میوفته و از وضعیت داخلی هر سیستمی که بدن رو میسازه، آگاه میکنن. 

گیرنده های حسی شامل چشمها، گوشها، بینی، غدد چشایی و ساختار ها که proprioceptor ها نامیده میشن و تخصص  شون، جمع آوری دیگر اطلاعات مثل لمس، دما و درده، تشکیل شد. proprioceptor ها همچنین دارای دو ساختار مخصوص هستن که در ماهیچه های اسکلتی بدن قرار دارن. این ساختار های ویژه طول ماهیچه ها و مقدار تنش ماهیچه ای یا نیرویی که تولید میکنن رو تشخیص میدن. این دو گیرنده حسی - دوک ماهیچه و اندام تاندون - رو بعدا در این فصل توضیح میدم.

یکپارچه سازی ورودی حسی و آغاز خروجی حرکتی: اطلاعات گرفته شده از گیرنده های حسی به سیستم عصبی  مرکزی برای پردازش فرستاده میشن. هرگونه پاسخ ماهیچه ای یا خروجی حرکتی به ورودی حسی درون سیستم عصبی مرکزی آغاز میشه. (در مورد سیستم عصبی  مرکزی، بعدا بیشتر توضیح میدم).

فرستادن خروجی حرکتی: پاسخ حرکتی که در سیستم عصبی  مرکزی آغاز میشه به بیرون فرستاده میشه یا تنش یا نرون تولید شده توسط ماهیچه هارو کنترل کنه. این پاسخ، خروجی حرکتی یا موتوری نامیده میشه چون ماهیچه ها به عنوان موتورهایی برای کنترل استخوان های بدن عمل میکنن.

تشخیص اطلاعات حسی و فرستادن پاسخ خروجی حرکتی با سیستم عصبی پیرامونی، همه بافت نرونی بیرون از سیستم عصبی مرکزی، انجام میشه.

۰ - لمس یک عصب: ملاحظات عصبی در بیومکانیک

در این فصل 

• فهم اینکه سیستم عصبی چه کار میکند 
• نگاه به سیستم های عصبی مرکزی و پیرامونی 
• تقسیم بندی نرون ها 
• حس کردن طول و تنش ماهیچه ها 
• فعال سازی واحدهای حرکتی 

سیستم عصبی , سیستم تشخیص دهنده, مکاتبه کننده و کنترل کننده بدن است. سیستم عصبی  انسان, شاید پیچیده ترین سیستم جهان باشد. اینکه چگونه کار میکنه, مرکز توجه تحقیقات پیچیده در بسیاری رشته های علمیه.

سیستم ماهیچه ای اسکلتی توسط  سیستم عصبی  کنترل میشه. سیستم عصبی اطلاعات در مورد بدن و محیطش  رو با گیرنده های حسی جمع  آوری میکنه, اطلاعات رو با سیگنال های الکتریکی و شیمیائی مکاتبه, و پاسخ ماهیچه ای رو کنترل میکنه.

تو این فصل, روی کنترل سیستم عصبی و نظارت بر ماهیچه ها تمرکز میکنم. اول, یه توضیح ساده در مورد بخش های اصلی سیستم عصبی, سیستم های عصبی مرکزی و پیرامونی میدم. بعدش نرون رو توضیح میدم چون واحد ابتدائی سیستم عصبیه و اطلاعات ی در مورد سه نوع نرون های مهم که سیستم ماهیچه ای رو کنترل و نظارت میکنن, میدم. توضیح میدم که چجوری نرون ها و دو گیرنده حسی مهم مرتب شدن تا ماهیچه هارو کنترل کنن و یه خلاصه در مورد اینکه چجوری سیستم عصبی , تنش یا نیروی تولیدی توسط ماهیچه هارو کنترل میکنه, میگم.

۵ - رشد و تغییر استخوان

استخوان زنده یه ساختار پویاست. استخوان دایما تغییر میکنه، از ابتدای رشد جنین تا مرگ. بیشتر اسکلت یه نوزاد، غضروف ه، اما همونطور که بچه رشد میکنه، غضروف، استخوانی، یا تبدیل به استخوان سفت میشه. همونطور که قد بچه بلند میشه، استخوانها هم مشخصا بلند میشن. اما عرض اونها هم زیاد میشه تا از وزن بیشتر و نیروهای عضلانی قویتر حمایت کنن. تغییرات طولی معمولا از ۲۵-۱۸ سالگی کامل میشن اما تغییرات عرضی استخوان در طول زندگی ادامه مییابد. در این بخش تغییرات اندازه های استخوان و نقش استرس مکانیکی روی این تغییرات رو توضیح میدم.