ویزگی های ترسیم شده در بخش قبل با ساختار ماهیچه اسکلتی مشخصه میشوند. با اینکه ۶۴۰ ماهیچه اسکلتی تا حدی با هم فرق دارند, آنها ساختار عمومی همانند آنچه که در شکل ۲-۱۵ نشان داده شده, دارند.
ساختار یه "ماهیچه" شامل دو بخش اصلیه: شکم ماهیچه و یه تاندون در هر دو انتها که شکم ماهیچه رو به یه استخوان وصل میکنن. شکم ماهیچه و تاندون به عنوان یه واحد مکانیکی عمل میکنن یا تنش رو تولید و به استخوان انتقال بدن. برای شروع این بخش, یه توضیح مختصر در مورد تاندون ماهیچه (ساختار کلان ش) میدم و بعدش ساختار داخلی ماهیچه (ریزساختار ش) رو توضیح میدم. این بخش رو با روزی در مورد مدل سه بخشی ماهیچه تموم میکنم. این مدل آناتومی رو ساده میکنه اما در عین حال, ۴ خاصیت ماهیچه رو توضیح میده. این مدل کاربرد عملی برای توضیح چگونگی اعمال نیرو توسط ماهیچه و تاندون برای تاثیر گذاری بر حرکت داره.
 |
| sacromere شکل ۲-۱۵: ساختار ماهیچه از شکم تا |
ساختار کلان ماهیچه ها
ساختار کلی یه ماهیچه در سطح مقطع شکل ۲-۱۵ نشون داده شده. با توضیح سطح درونی شروع میکنم و به سمت سطح خارجی میرم.
فیبر ماهیچه, یه تک سلول ماهیچه ای ه. نیروی ماهیچه درون فیبر ماهیچه تولید میشه. فیبرهای ماهیچه ای, لوله های نازک (کلی نازکتر از تار مو) و بلند (بیشترشون از تاندون تا تاندون میرن) هستن.
فیبرها یا لوله ها, همراستای همن. مایع درون فیبر ماهیچه سارکوپلازم نام داره و غشای سلول دور فیبر ماهیچه, سارکولما نام داره.
یه لایه بافت همبندی که اندومیزیوم نام داره دور فیبر روی سارکولما پیچیده میشه. اندومیزیوم یه پوشش محافظ ه که از کلاژن و فیبرهای الاستین در طول فیبر تشکیل شده و فیبرهارو در کنار هم نگه میداره. اندومیزیومدر دو سر ماهیچه به تاندون میپیونده یا شاید به اندومیزیومیه فیبر دیگه متصل بشه.رگهای خونی و مسیرهای عصبی درون اندومیزیوموجود دارن.خون, مواد مغزی رو به فیبر میاره و مواد زاید رو خارج میکنه. عصبها سیگنالهایی رو برای کنترل و پاسخگویی به فعالیت ماهیچه ای میفرستن (فصل ۱۴ رو ببینید).
یه fascicle bundle کلی فیبرهای ماهیچه ای رو باهم گروهبندی میکنه. هر کدوم از fascicle های درون ماهیچه, درون یه لایه بافت همبندی به نام پریمیزیوم پیچیده شده. پریمیزیوم, fascicleهای مجاور رو کنار هم نگه میداره چون در طول شکم ماهیچه جریان داره تا برسه به درون تاندون در هر سر.
اپیمیزیوم, لایه خارجی تر بافت همبندیه که که همه fascicleهارو کنار هم میپیچه تا شکم ماهیچه رو شکل بدن. مثل اندومیزیوم و پریمیزیوم, اپیمیزیوم در طول شکم ماهیچه جریان داره تا به درون تاندون ها برش.
یه تاندون, شکم ماهیچه رو در هر سر, محکم به استخوان متصل میکنه. بافت همبندی اندومیزیوم, اپیمیزیوم, و پریمیزیوم, همگی, به درون تاندون میپیوندن که از لحاظ آناتومیکی و خیلی سده, سه لایه بافت همبندی تشکیل دهنده شکم ماهیچه ان و فراتر از دو انتهای فیبرهای ماهیچه ای گسترش پیدا میکنن یا ماهیچه رو به استخوان بچسبونن. اندام حسی که اندام تاندونی گلژی نام داره (فصل ۱۴ رو ببینید) با بافت همبندی در انتهای فیبرهای ماهیچه ای, جایی که تاندون جداگانه شروع میشه و پل ماهیچه-تاندون نامیده میشه, در هم تنیده.
تاندون میتونه یه ساختار طنابی شکل مثل تاندون ماهیچه دوسر, که تو شکل ۲-۱۵ نشون داده شده باشه یا یا میتونه یه نور گسترده از بافت همبندی مثل تاندون ماهیچه سه سر باشه. بیشت تاندون شامل کلاژن و الاستین با چنتا فیبر دیگه باشه. فیبرهای کلاژن, در طول تاندون, به صورت موازی کنار هم چیده شدن تا به طرزی موثر نیروی کشنده ماهیچه رو به استخوان منتقل کنن. نیروی کشنده به صورت مساوی روی تاندون در دوسر ماهیچه اعمال میشه.
لایه های بافت همبندی درون شکم ماهیچه و تاندون میتونن کشیده بشن یا انرژی رو مثل یه فنر ذخیره کنن. ذخیره و رهاسازی انرژی درون بافت همبندی, تنش مفعول نامیده میشه و همانطور که بعدا توضیح میدم, این تنش, کل نیروی اعمالی روی استخوانها, حین حرکت رو تحت تاثیر قرار میده.
ریزساختار فیبرهای ماهیچه ای
فیبرهای ماهیچه ای, سلولهایی هستن که توشون ماهیچه ها, نیروی کششی رو تولید میکنن. گسترش نیروی کششی درون ماهیچه, ویژگی خاص شه. ماهیچه ها فقط میتونن بکشن - نمیتونن فشار بدن. نیروی کششی درون فیبرها و در ساختاری که ساکرومر نام داره تولید میشه (به شکل ۲-۱۵ رجوع کنید). نیروی تولیدی توسط ماهیچه, تنش فال نام داره و مجموع نیروهای تولیدی درون هر ساکرومر ه.
ساکرومر: منبع نیروی کششی
همونطور که تو شکل ۲-۱۵ نشون داده شده, هر تک فیبر ماهیچه اسکلتی شامل یه خط طولانی ساکرومر که به صورت ته-به-ته در جایی که خط-z نام داره, متصل شده. درون هر ساکرومر, یه آرایش سه بعدی از رشته های پروتئینی کلفت و نازک وجود داره. رشته های نازک در هر سر به خط-z متصل شدن و به منطقه مرکزی ساکرومر بسط پیدا میکنن. رشته های کلفت در منطقه مرکزی ساکرومر بوسیله ساختاری که باند-H نامیده میشه, ثابت باقی میمونن. همونطور که تو شکل ۲-۱۵ نشون داده شده, هر رشته کلفت با شش رشته نازک احاطه شده. روی هم افتادن رشته های نازک و کلفت, به ماهیچه اسکلتی ظاهری خط دار میده که وقتی زیر میکروسکوپ دیده میشه, نوارهای روشن و تاریک اون معلوم میشه.
رشته واقع یه رشته دوسر ه که از پروتئین اکتین ساخته شده. این دوسر به هم بافته شدم. در هر سر, محل های اتصال قرار دارن که با پروتئینی به نام تروپونین پوشیده شدن. وقتی یه پتانسیل عمل (سیگنال الکتریکی که از سیستم عصبی مرکزی میاد؛ فصل ۱۴ رو ببینید) در طول سارکولما حرکت میکنه, سبب ایجاد یه واکنش الکتروشیمیایی غشا میشه و کلسیم در سارکوپلاسم رها میشه. کلسیم به تروپونین متصل میشه و اونو از سر راه برمیداره تا محل اتصال رو آشکار کنه. رشته نازک حالا آماده تعامل با رشته کلفت ه.
رشته کلفت از پروتئنی به نام میوزن تشکیل شده. این رشته به نظر کلفت میاد چون طرح هایی که چهارراه نامیده میشن, در جهت مختلف و در طول هر سر پشت رشته, همراستا میشن (شکل ۲-۱۵ رو ببینید). وقتی محل های اتصال روی اکتین آشکار میشه, چهارراه های میوزین از پشت میوزین خم میشن و یه اتصال شیمیایی بین چهارراه و محل اتصال روی رشته نازک تشکیل میشه. سپس چهارراه میچرخه و رشته نازک رو به سمت مرکز سارکومر در عملی به نام ضربه قوی میکشه.به خاطر چیدمان چهارراه ها روی رشته کلفت, کشش ضربه محکم, همیشه به سمت مرکز سارکومره؛ ماهیچه ها فقط میتونن بکشن. پیوند بین چهارراه و محل اتصال با یه واکنش شیمیایی شکسته میشه. چهارراه به سمت عقب و به طرف ستون میوزین برمیگرده و چرخه ضربه های محکم تا زمانی که ماهیچه با یه پتانسیل عمل تحریک میشه, ادامه پیدا میکنه.
روند تولید تنش درون سارکومر که اینجا توضیح داده شده, مدل رشته کشویی تولید نیتی ماهیچه ای نام داره و سبب تنش فعال میشه.
وقتی یه فیبر ماهیچه ای فعال میشه, هزاران ضربه محکم تولید میشه که رشته های نازک رو میکشن. ضربه های محکم همزمان رخ نمیدن, پس رشته های نازک به سمت مرکز با رشته های کلفت و در طول بازه فعال بودن ماهیچه, کشیده میشن. اثر تجمیع همه ضربه های محکم, تلاش برای کشیدن خطوط-z سارکومر به سمت همدیگه ست. چون همه فیبرهای یه واحد حرکتی و واحدهای حرکتی, همزمان به کار گرفته میشن (واحد حرکتی و بکارگیری واحد حرکتی رو در فصل ۱۴ توضیح دادم), نیروی تولیدی ماهیچه و به صورت فعال که درون تاندون تا استخوان فرستاده میشه, اثر جمع شده هزاران ضربه محکمه.
ساده سازی ماهیچه: مدل سه بخشی ماهیچه
چون لایه های بافت پیوندی و تاندون، با فیبر ماهیچه ای، برای گسترش، ذخیره وانتقال نیرو به استخوان میکنن، طبیعیه ماهیچه، لایه های بافت پیوندی و تاندون رو به صورت یه واحد و با نام "ماهیچه" بشناسیم. آناتومی پیچیده ماهیچه میتونه به یه مدل سه بخشی خلاصه بشه، که ویژگی های توسعه پذیری، کشش و انعطاف پذیری ماهیچه رو تحت کنترل محرکی از سیستم عصبی مرکزی (تحریک پذیری), توضیح میده. شکل ۳-۱۵ یه نسخه از مدل سه بخشی ماهیچه رو نشون میده. اینها بخشهاش هستن:
بخش انقباضی: بخش انقباضی نماینده قابلیت خاص تولید-نیروی ماهیچه ست. به صورت یه سارکومر ساده کشیده شده و یه تک رشته کلفت و چهار رشته نازک رو نشون میده. تعامل رشته های کلفت و نازک، منبع تولید نیروی فعال، توسط ماهیچه ست.
بخش الاستیک سری: بخش الاستیک سری (series elastic component - SEC) نماینده تاندون ه. به صورت یه فنر, در امتداد, یا سری, بخش انقباضی ماهیچه سده شده ست.
بخش الاستیک موازی: بخش الاستیک موازی نماینده همه بافت های پیوندی دربرگیرنده سطوح مختلف، یا بسته های آناتومیکی ماهیچه هستن. به صورت یه فنر موازی، یا در کنار، بخش انقباضی کشیده شده.
مدل سه بخشی همچنان قابلیت های توسعه پذیری، کشش و انعطاف پذیری ماهیچه رو توضیح میده. بخش های الاستیک فنری شکل سری و موازی مسوول این هستن که یه ماهیچه چقدر میتونه به صورت غیر فعال کش بیاد (توسعه پذیری) و دوباره به شکل اصلیش برگرده (قابلیت ارتجاعی). بخش انقباضی نماینده توانایی خاص ماهیچه برای گسترش تنش ه (انعطاف پذیری).
فیبر ماهیچه, یه تک سلول ماهیچه ای ه. نیروی ماهیچه درون فیبر ماهیچه تولید میشه. فیبرهای ماهیچه ای, لوله های نازک (کلی نازکتر از تار مو) و بلند (بیشترشون از تاندون تا تاندون میرن) هستن.
فیبرها یا لوله ها, همراستای همن. مایع درون فیبر ماهیچه سارکوپلازم نام داره و غشای سلول دور فیبر ماهیچه, سارکولما نام داره.
یه لایه بافت همبندی که اندومیزیوم نام داره دور فیبر روی سارکولما پیچیده میشه. اندومیزیوم یه پوشش محافظ ه که از کلاژن و فیبرهای الاستین در طول فیبر تشکیل شده و فیبرهارو در کنار هم نگه میداره. اندومیزیومدر دو سر ماهیچه به تاندون میپیونده یا شاید به اندومیزیومیه فیبر دیگه متصل بشه.رگهای خونی و مسیرهای عصبی درون اندومیزیوموجود دارن.خون, مواد مغزی رو به فیبر میاره و مواد زاید رو خارج میکنه. عصبها سیگنالهایی رو برای کنترل و پاسخگویی به فعالیت ماهیچه ای میفرستن (فصل ۱۴ رو ببینید).
یه fascicle bundle کلی فیبرهای ماهیچه ای رو باهم گروهبندی میکنه. هر کدوم از fascicle های درون ماهیچه, درون یه لایه بافت همبندی به نام پریمیزیوم پیچیده شده. پریمیزیوم, fascicleهای مجاور رو کنار هم نگه میداره چون در طول شکم ماهیچه جریان داره تا برسه به درون تاندون در هر سر.
اپیمیزیوم, لایه خارجی تر بافت همبندیه که که همه fascicleهارو کنار هم میپیچه تا شکم ماهیچه رو شکل بدن. مثل اندومیزیوم و پریمیزیوم, اپیمیزیوم در طول شکم ماهیچه جریان داره تا به درون تاندون ها برش.
یه تاندون, شکم ماهیچه رو در هر سر, محکم به استخوان متصل میکنه. بافت همبندی اندومیزیوم, اپیمیزیوم, و پریمیزیوم, همگی, به درون تاندون میپیوندن که از لحاظ آناتومیکی و خیلی سده, سه لایه بافت همبندی تشکیل دهنده شکم ماهیچه ان و فراتر از دو انتهای فیبرهای ماهیچه ای گسترش پیدا میکنن یا ماهیچه رو به استخوان بچسبونن. اندام حسی که اندام تاندونی گلژی نام داره (فصل ۱۴ رو ببینید) با بافت همبندی در انتهای فیبرهای ماهیچه ای, جایی که تاندون جداگانه شروع میشه و پل ماهیچه-تاندون نامیده میشه, در هم تنیده.
تاندون میتونه یه ساختار طنابی شکل مثل تاندون ماهیچه دوسر, که تو شکل ۲-۱۵ نشون داده شده باشه یا یا میتونه یه نور گسترده از بافت همبندی مثل تاندون ماهیچه سه سر باشه. بیشت تاندون شامل کلاژن و الاستین با چنتا فیبر دیگه باشه. فیبرهای کلاژن, در طول تاندون, به صورت موازی کنار هم چیده شدن تا به طرزی موثر نیروی کشنده ماهیچه رو به استخوان منتقل کنن. نیروی کشنده به صورت مساوی روی تاندون در دوسر ماهیچه اعمال میشه.
لایه های بافت همبندی درون شکم ماهیچه و تاندون میتونن کشیده بشن یا انرژی رو مثل یه فنر ذخیره کنن. ذخیره و رهاسازی انرژی درون بافت همبندی, تنش مفعول نامیده میشه و همانطور که بعدا توضیح میدم, این تنش, کل نیروی اعمالی روی استخوانها, حین حرکت رو تحت تاثیر قرار میده.
ریزساختار فیبرهای ماهیچه ای
فیبرهای ماهیچه ای, سلولهایی هستن که توشون ماهیچه ها, نیروی کششی رو تولید میکنن. گسترش نیروی کششی درون ماهیچه, ویژگی خاص شه. ماهیچه ها فقط میتونن بکشن - نمیتونن فشار بدن. نیروی کششی درون فیبرها و در ساختاری که ساکرومر نام داره تولید میشه (به شکل ۲-۱۵ رجوع کنید). نیروی تولیدی توسط ماهیچه, تنش فال نام داره و مجموع نیروهای تولیدی درون هر ساکرومر ه.
ساکرومر: منبع نیروی کششی
همونطور که تو شکل ۲-۱۵ نشون داده شده, هر تک فیبر ماهیچه اسکلتی شامل یه خط طولانی ساکرومر که به صورت ته-به-ته در جایی که خط-z نام داره, متصل شده. درون هر ساکرومر, یه آرایش سه بعدی از رشته های پروتئینی کلفت و نازک وجود داره. رشته های نازک در هر سر به خط-z متصل شدن و به منطقه مرکزی ساکرومر بسط پیدا میکنن. رشته های کلفت در منطقه مرکزی ساکرومر بوسیله ساختاری که باند-H نامیده میشه, ثابت باقی میمونن. همونطور که تو شکل ۲-۱۵ نشون داده شده, هر رشته کلفت با شش رشته نازک احاطه شده. روی هم افتادن رشته های نازک و کلفت, به ماهیچه اسکلتی ظاهری خط دار میده که وقتی زیر میکروسکوپ دیده میشه, نوارهای روشن و تاریک اون معلوم میشه.
رشته واقع یه رشته دوسر ه که از پروتئین اکتین ساخته شده. این دوسر به هم بافته شدم. در هر سر, محل های اتصال قرار دارن که با پروتئینی به نام تروپونین پوشیده شدن. وقتی یه پتانسیل عمل (سیگنال الکتریکی که از سیستم عصبی مرکزی میاد؛ فصل ۱۴ رو ببینید) در طول سارکولما حرکت میکنه, سبب ایجاد یه واکنش الکتروشیمیایی غشا میشه و کلسیم در سارکوپلاسم رها میشه. کلسیم به تروپونین متصل میشه و اونو از سر راه برمیداره تا محل اتصال رو آشکار کنه. رشته نازک حالا آماده تعامل با رشته کلفت ه.
رشته کلفت از پروتئنی به نام میوزن تشکیل شده. این رشته به نظر کلفت میاد چون طرح هایی که چهارراه نامیده میشن, در جهت مختلف و در طول هر سر پشت رشته, همراستا میشن (شکل ۲-۱۵ رو ببینید). وقتی محل های اتصال روی اکتین آشکار میشه, چهارراه های میوزین از پشت میوزین خم میشن و یه اتصال شیمیایی بین چهارراه و محل اتصال روی رشته نازک تشکیل میشه. سپس چهارراه میچرخه و رشته نازک رو به سمت مرکز سارکومر در عملی به نام ضربه قوی میکشه.به خاطر چیدمان چهارراه ها روی رشته کلفت, کشش ضربه محکم, همیشه به سمت مرکز سارکومره؛ ماهیچه ها فقط میتونن بکشن. پیوند بین چهارراه و محل اتصال با یه واکنش شیمیایی شکسته میشه. چهارراه به سمت عقب و به طرف ستون میوزین برمیگرده و چرخه ضربه های محکم تا زمانی که ماهیچه با یه پتانسیل عمل تحریک میشه, ادامه پیدا میکنه.
روند تولید تنش درون سارکومر که اینجا توضیح داده شده, مدل رشته کشویی تولید نیتی ماهیچه ای نام داره و سبب تنش فعال میشه.
وقتی یه فیبر ماهیچه ای فعال میشه, هزاران ضربه محکم تولید میشه که رشته های نازک رو میکشن. ضربه های محکم همزمان رخ نمیدن, پس رشته های نازک به سمت مرکز با رشته های کلفت و در طول بازه فعال بودن ماهیچه, کشیده میشن. اثر تجمیع همه ضربه های محکم, تلاش برای کشیدن خطوط-z سارکومر به سمت همدیگه ست. چون همه فیبرهای یه واحد حرکتی و واحدهای حرکتی, همزمان به کار گرفته میشن (واحد حرکتی و بکارگیری واحد حرکتی رو در فصل ۱۴ توضیح دادم), نیروی تولیدی ماهیچه و به صورت فعال که درون تاندون تا استخوان فرستاده میشه, اثر جمع شده هزاران ضربه محکمه.
ساده سازی ماهیچه: مدل سه بخشی ماهیچه
چون لایه های بافت پیوندی و تاندون، با فیبر ماهیچه ای، برای گسترش، ذخیره وانتقال نیرو به استخوان میکنن، طبیعیه ماهیچه، لایه های بافت پیوندی و تاندون رو به صورت یه واحد و با نام "ماهیچه" بشناسیم. آناتومی پیچیده ماهیچه میتونه به یه مدل سه بخشی خلاصه بشه، که ویژگی های توسعه پذیری، کشش و انعطاف پذیری ماهیچه رو تحت کنترل محرکی از سیستم عصبی مرکزی (تحریک پذیری), توضیح میده. شکل ۳-۱۵ یه نسخه از مدل سه بخشی ماهیچه رو نشون میده. اینها بخشهاش هستن:
بخش انقباضی: بخش انقباضی نماینده قابلیت خاص تولید-نیروی ماهیچه ست. به صورت یه سارکومر ساده کشیده شده و یه تک رشته کلفت و چهار رشته نازک رو نشون میده. تعامل رشته های کلفت و نازک، منبع تولید نیروی فعال، توسط ماهیچه ست.
بخش الاستیک سری: بخش الاستیک سری (series elastic component - SEC) نماینده تاندون ه. به صورت یه فنر, در امتداد, یا سری, بخش انقباضی ماهیچه سده شده ست.
بخش الاستیک موازی: بخش الاستیک موازی نماینده همه بافت های پیوندی دربرگیرنده سطوح مختلف، یا بسته های آناتومیکی ماهیچه هستن. به صورت یه فنر موازی، یا در کنار، بخش انقباضی کشیده شده.
 |
| شکل ۳-۱۵: یه مدل سه بخشی از ماهیچه |
هیچ نظری موجود نیست:
ارسال یک نظر