अध्याय 20 गति और चाल

गति जीवित प्राणियों की एक महत्वपूर्ण विशेषता है। जानवरों और पौधों में गति की एक विस्तृत श्रृंखला देखी जाती है। अमीबा जैसे एककोशिकीय जीवों में प्रोटोप्लाज्म का प्रवाह गति का एक सरल रूप है। कई जीव सिलिया, फ्लैजेला और टेंटेकल्स की गति दिखाते हैं। मनुष्य अपने अंगों, जबड़ों, पलकों, जीभ आदि को हिला सकता है। कुछ गतियों के परिणामस्वरूप स्थान या स्थिति में परिवर्तन होता है। ऐसी स्वैच्छिक गतियों को लोकोमोशन कहा जाता है। चलना, दौड़ना, चढ़ना, उड़ना, तैरना सभी लोकोमोटरी गतियों के कुछ रूप हैं। लोकोमोटरी संरचनाओं को अन्य प्रकार की गतियों को प्रभावित करने वाली संरचनाओं से अलग होना आवश्यक नहीं है। उदाहरण के लिए, पैरामीशियम में सिलिया साइटोफैरिंक्स के माध्यम से भोजन की गति और लोकोमोशन दोनों में मदद करती है। हाइड्रा अपने टेंटेकल्स का उपयोग अपने शिकार को पकड़ने के लिए कर सकता है और उन्हें लोकोमोशन के लिए भी उपयोग कर सकता है। हम शरीर की मुद्राओं और लोकोमोशन में परिवर्तन के लिए अंगों का उपयोग करते हैं। उपरोक्त प्रेक्षण सुझाव देते हैं कि गति और लोकोमोशन को अलग से अध्ययन नहीं किया जा सकता है। इन दोनों को इस कथन द्वारा जोड़ा जा सकता है कि सभी लोकोमोशन गतियां होती हैं लेकिन सभी गतियां लोकोमोशन नहीं होती हैं।

जानवरों द्वारा की जाने वाली लोकोमोशन की विधियां उनके आवास और स्थिति की मांग के साथ भिन्न होती हैं। हालांकि, लोकोमोशन आमतौर पर भोजन, आश्रय, साथी, उपयुक्त प्रजनन स्थल, अनुकूल जलवायु परिस्थितियों की खोज के लिए या शत्रुओं/शिकारियों से बचने के लिए होता है।

20.1 गति के प्रकार#

मानव शरीर की कोशिकाओं में तीन प्रमुख प्रकार की गतियाँ पाई जाती हैं, अर्थात् अमीबीय, रेशिकीय और पेशीय। हमारे शरीर की कुछ विशिष्ट कोशिकाएँ जैसे रुधिर में मैक्रोफेज और ल्यूकोसाइट्स अमीबीय गति प्रदर्शित करती हैं। यह गति प्रोटोप्लाज्म के प्रवाह द्वारा बने छद्मपादों के माध्यम से होती है (जैसे अमीबा में)। साइटोस्केलेटल तत्व जैसे सूक्ष्मतंतुक भी अमीबीय गति में सम्मिलित होते हैं।

रेशिकीय गति अधिकांश आंतरिक नलिकाकार अंगों में होती है जो रेशिका आवरणी ऊतक से आवृत होते हैं। श्वासनली में रेशिकाओं की समन्वित गति हमें धूल के कणों और वायुमंडलीय वायु के साथ श्वसित कुछ विदेशी पदार्थों को हटाने में सहायता करती है। स्त्री जनन मार्ग के माध्यम से अंडाणुओं का पारगमन भी रेशिकीय गति द्वारा सुगम बनाया जाता है। हमारे अंगों, जबड़े, जीभ आदि की गति पेशीय गति की आवश्यकता होती है।

पेशियों की संकुचनशीलता मानवों और अधिकांश बहुकोशिकीय जीवों द्वारा चलने और अन्य गतियों के लिए प्रभावी रूप से उपयोग की जाती है। चलने के लिए पेशीय, कंकालीय और तंत्रिकीय तंत्रों की पूर्ण समन्वित गतिविधि आवश्यक होती है। इस अध्याय में आप पेशियों के प्रकारों, उनकी संरचना, उनके संकुचन की क्रियाविधि और कंकालीय तंत्र के महत्वपूर्ण पहलुओं के बारे में जानेंगे।

20.2 पेशी#

आपने अध्याय 8 में पढ़ा है कि सिलिया और फ्लैजेला कोशिका झिल्ली के बाह्य विकास होते हैं। फ्लैजेलर गति शुक्राणुओं की तैराकी, स्पंजों की नालिका प्रणाली में जल धारा के संचालन और यूग्लीना जैसे प्रोटोजोआ की गति में सहायक होती है। मांसपेशी मेसोडर्मल उत्पत्ति का एक विशिष्ट ऊतक है। एक मानव वयस्क के शरीर के वजन का लगभग 40-50 प्रतिशत भाग मांसपेशियों द्वारा योगदान होता है। इनमें उत्तेजनीयता, संकुचनशीलता, विस्तारशीलता और लोच जैसे विशेष गुण होते हैं। मांसपेशियों को विभिन्न मानदंडों—स्थान, स्वरूप और उनकी गतिविधियों के नियमन की प्रकृति—के आधार पर वर्गीकृत किया गया है। स्थान के आधार पर तीन प्रकार की मांसपेशियाँ पहचानी जाती हैं: (i) कंकालीय (ii) विश्‍वसनीय और (iii) हृदयीय।

कंकालीय मांसपेशियाँ शरीर के कंकाल घटकों से निकटता से जुड़ी होती हैं। इनका सूक्ष्मदर्शी के नीचे धारीदार स्वरूप होता है, इसलिए इन्हें पट्टित मांसपेशियाँ कहा जाता है। चूँकि इनकी गतिविधियाँ तंत्रिका तंत्र के स्वैच्छिक नियंत्रण में होती हैं, इन्हें स्वैच्छिक मांसपेशियाँ भी कहा जाता है। ये मुख्यतः चलने-फिरने की क्रियाओं और शरीर की मुद्राओं में परिवर्तन में संलग्न होती हैं।

विसरल पेशियाँ शरीर के खोखले विसरल अंगों—जैसे आहार नाल, प्रजनन पथ आदि—की भीतरी दीवारों में स्थित होती हैं। ये किसी भी प्रकार की रेखाचित्रण (striation) नहीं दिखातीं और दिखने में चिकनी होती हैं; इसलिए इन्हें चिकनी पेशियाँ (non-striated muscle) कहा जाता है। इनकी गतिविधियाँ तंत्रिका तंत्र के स्वैच्छिक नियंत्रण में नहीं होतीं, अतः ये अनैच्छिक पेशियाँ कही जाती हैं। ये, उदाहरणस्वरूप, पाचन नाल में भोजन के परिवहन और जनन पथ में गैमीट्स के परिवहन में सहायता करती हैं।

नाम से ही स्पष्ट है, कार्डिएक पेशियाँ हृदय की पेशियाँ होती हैं। अनेक कार्डिएक पेशी कोशिकाएँ शाखायुक्त ढाँचे में एकत्र होकर एक कार्डिएक पेशी बनाती हैं। दिखावट के आधार पर कार्डिएक पेशियाँ रेखित (striated) होती हैं। ये स्वभाव से अनैच्छिक होती हैं क्योंकि तंत्रिका तंत्र इनकी गतिविधियों का प्रत्यक्ष नियंत्रण नहीं करता।

आइए संरचना और संकुचन की क्रिया को समझने के लिए किसी कंकालीय पेशी का विस्तार से अवलोकन करें। हमारे शरीर की प्रत्येक संगठित कंकालीय पेशी कई पेशी गुच्छियों (fascicles) से बनी होती है, जिन्हें एक सामान्य कोलाजेनयुक्त संयोजी ऊतक परत—फास्किया (fascia)—एक साथ बाँधे रखती है। प्रत्येक पेशी गुच्छी में अनेक पेशी तंतु (muscle fibres) होते हैं (चित्र 20.1)।

चित्र 20.1 पेशी के अनुप्रस्थ काट का आरेखीय दृश्य, जिसमें पेशी गुच्छियाँ और पेशी तंतु दिखाए गए हैं

प्रत्येक मांसपेशी तंतु को सरकोलेमा नामक प्लाज्मा झिल्ली से आवृत किया जाता है जो सरकोप्लाज्म को घेरे रहती है। मांसपेशी तंतु एक सिंसिटियम होता है क्योंकि सरकोप्लाज्म में कई केंद्रक होते हैं। एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम, अर्थात् मांसपेशी तंतुओं का सरकोप्लाज्मिक रेटिकुलम कैल्शियम आयनों का भंडार होता है। मांसपेशी तंतु की एक विशिष्ट विशेषता सरकोप्लाज्म में बड़ी संख्या में समानांतर रूप से व्यवस्थित तंतुकणों की उपस्थिति होती है जिन्हें मायोफिलामेंट्स या मायोफिब्रिल्स कहा जाता है। प्रत्येक मायोफिब्रिल पर बारीक अंधेरे और हल्के बैंड बारी-बारी से होते हैं। मायोफिब्रिल के विस्तृत अध्ययन से यह स्थापित हुआ है कि धारीदार दिखावट दो महत्वपूर्ण प्रोटीनों—एक्टिन और मायोसिन—के वितरण पैटर्न के कारण होती है। हल्के बैंड एक्टिन रखते हैं और इन्हें I-बैंड या आइसोट्रोपिक बैंड कहा जाता है, जबकि गहरे बैंड को ‘A’ या एनिसोट्रोपिक बैंड कहा जाता है जिसमें मायोसिन होता है। दोनों प्रोटीन छड़ीनुमा संरचनाओं के रूप में एक-दूसरे के समानांतर और मायोफिब्रिल्स की अनुदैर्ध्य अक्ष के समानांतर व्यवस्थित होते हैं। एक्टिन तंतुकण मायोसिन तंतुकों की तुलना में पतले होते हैं, इसलिए इन्हें क्रमशः पतले और मोटे तंतुकण कहा जाता है। प्रत्येक ‘I’ बैंड के केंद्र में एक लचीला तंतु होता है जिसे ‘Z’ रेखा कहा जाता है जो इसे दो भागों में बांटती है। पतले तंतुकण ‘Z’ रेखा से दृढ़ता से जुड़े होते हैं। ‘A’ बैंड में मौजूद मोटे तंतुकण भी इस बैंड के मध्य भाग में एक पतले रेशेदार झिल्लीनुमा ‘M’ रेखा द्वारा एक साथ बंधे रहते हैं। ‘A’ और ‘I’ बैंड पूरे मायोफिब्रिल की लंबाई में बारी-बारी से व्यवस्थित होते हैं। दो क्रमागत ‘Z’ रेखाओं के बीच का मायोफिब्रिल का भाग संकुचन की कार्यात्मक इकाई माना जाता है और इसे सारकोमीयर कहा जाता है (चित्र 20.2)। विश्राम अवस्था में, मोटे तंतुकों के मुक्त सिरों के दोनों ओर के पतले तंतुकण आंशिक रूप से मोटे तंतुकों के किनारों को ओवरलैप करते हैं, मोटे तंतुकों के केंद्रीय भाग को खाली छोड़ते हुए। मोटे तंतुकण का यह केंद्रीय भाग, जो पतले तंतुकों द्वारा ओवरलैप नहीं होता, ‘H’ क्षेत्र कहलाता है।

चित्र 20.2 (a) एक पेशी तंतु का चित्रात्मक प्रतिनिधित्व जिसमें एक सारकोमेर दिखाया गया है (b) एक सारकोमेर

20.2.1 संकुचनशील प्रोटीनों की संरचना#

प्रत्येक एक्टिन (पतला) तंतु दो ‘F’ (तंत्वीय) एक्टिन से बना होता है जो एक-दूसरे के चारों ओर कुंडलाकार रूप से लिपटे होते हैं। प्रत्येक ‘F’ एक्टिन एकलकीय ‘G’ (गोलाकार) एक्टिन का एक बहुलक है। एक अन्य प्रोटीन, ट्रोपोमायोसिन की दो तंतुएँ भी ‘F’ एक्टिन के समीप इसकी संपूर्ण लंबाई में फैली होती हैं। एक जटिल प्रोटीन ट्रोपोनिन ट्रोपोमायोसिन पर नियमित अंतरालों पर वितरित होता है। विश्राम अवस्था में ट्रोपोनिन का एक उपइकाई एक्टिन तंतुओं पर मायोसिन के लिए सक्रिय बंधन स्थलों को ढक लेता है (चित्र 20.3a)।

प्रत्येक मायोसिन (मोटा) तंतु भी एक बहुलकीकृत प्रोटीन है। एक मोटे तंतु को कई एकलकीय प्रोटीन मेरोमायोसिन बनाते हैं (चित्र 20.3b)। प्रत्येक मेरोमायोसिन के दो महत्वपूर्ण भाग होते हैं, एक गोलाकार सिर जिसमें एक छोटी भुजा होती है और एक पूंछ, पहले को भारी मेरोमायोसिन (HMM) और दूसरे को हल्का मेरोमायोसिन (LMM) कहा जाता है। HMM घटक, अर्थात् सिर और छोटी भुजा बहुलकीकृत मायोसिन तंतु की सतह से एक-दूसरे से नियमित दूरी और कोण पर बाहर की ओर निकले होते हैं और इसे क्रॉस आर्म कहा जाता है। गोलाकार सिर एक सक्रिय ATPase एंजाइम है और इसमें ATP के लिए बंधन स्थल तथा एक्टिन के लिए सक्रिय स्थल होते हैं।

आकृति 20.3 (a) एक एक्टिन (पतली) फिलामेंट (b) मायोसिन मोनोमर (मेरोमायोसिन)

20.2.2 पेशी संकुचन की क्रिया विधि#

पेशी संकुचन की क्रिया विधि को स्लाइडिंग फिलामेंट सिद्धांत द्वारा सबसे अच्छे ढंग से समझाया गया है, जो कहता है कि पेशी तंतु का संकुचन पतली फिलामेंटों के मोटी फिलामेंटों पर फिसलने से होता है।

पेशी संकुचन की शुरुआत केंद्रीय तंत्रिका तंत्र (CNS) द्वारा एक संकेत भेजने से होती है जो एक मोटर न्यूरॉन के माध्यम से जाता है। एक मोटर न्यूरॉन और उससे जुड़े पेशी तंतु मिलकर एक मोटर इकाई बनाते हैं। एक मोटर न्यूरॉन और पेशी तंतु की सार्कोलेमा के बीच का संधि स्थल न्यूरोमस्कुलर जंक्शन या मोटर-एंड प्लेट कहलाता है। इस संधि तक पहुंचने वाला एक तंत्रिकीय संकेत एक न्यूरोट्रांसमीटर (एसिटिल कोलिन) को मुक्त करता है जो सार्कोलेमा में एक एक्शन संभाव उत्पन्न करता है। यह पेशी तंतु में फैलता है और सार्कोप्लाज्म में कैल्शियम आयनों की रिहाई का कारण बनता है। Ca++ स्तर में वृद्धि से ट्रोपोनिन के एक उपइकाई के साथ कैल्शियम का बंधन होता है जो एक्टिन फिलामेंटों पर सक्रिय स्थलों को मायोसिन के लिए अनावृत कर देता है। ATP हाइड्रोलाइसिस से प्राप्त ऊर्जा का उपयोग करते हुए, मायोसिन सिर अब एक्टिन पर उजागर हुए सक्रिय स्थलों से बंधन बनाकर एक क्रॉस ब्रिज बनाता है (आकृति 20.4)।

आकृति 20.4 क्रॉस ब्रिज निर्माण के चरण, सिर का घूर्णन और क्रॉस ब्रिज का टूटना

यह संलग्न एक्टिन फिलामेंट्स को ‘A’ बैंड के केंद्र की ओर खींचता है। इन एक्टिन से जुड़ी ‘Z’ रेखाएं भी अंदर की ओर खींची जाती हैं जिससे सारकोमेर की लंबाई घटती है, अर्थात् संकुचन होता है। उपरोक्त चरणों से स्पष्ट है कि मांसपेशी की संकुचन अवस्था में, अर्थात् संकुचन के दौरान, ‘I’ बैंड घट जाते हैं, जबकि ‘A’ बैंड अपनी लंबाई बनाए रखते हैं (चित्र 20.5)। मायोसिन, ADP और P1 को छोड़कर अपनी विश्राम अवस्था में लौट जाता है। एक नया ATP बंधता है और क्रॉस-ब्रिज टूट जाता है (चित्र 20.4)। ATP फिर से मायोसिन हेड द्वारा हाइड्रोलाइज़ होता है और क्रॉस ब्रिज बनने और टूटने का चक्र दोहराया जाता है जिससे आगे स्लाइडिंग होती है। यह प्रक्रिया तब तक जारी रहती है जब तक Ca++ आयनों को सार्कोप्लाज्मिक सिस्टर्ने में वापस पंप नहीं किया जाता जिससे एक्टिन फिलामेंट्स ढक जाते हैं। इससे ‘Z’ रेखाएं अपनी मूल स्थिति में लौट आती हैं, अर्थात् विश्राम होता है। फाइबर की प्रतिक्रिया समय विभिन्न मांसपेशियों में भिन्न हो सकता है। मांसपेशियों की बार-बार सक्रियता से उनमें ग्लाइकोजन के अनॉक्सीजनेटेड टूटने के कारण लैक्टिक एसिड का संचय हो सकता है, जिससे थकान होती है। मांसपेशी में एक लाल रंग का ऑक्सीजन संग्रहित करने वाला पिग्मेंट होता है जिसे मायोग्लोबिन कहा जाता है। कुछ मांसपेशियों में मायोग्लोबिन की मात्रा अधिक होती है जिससे उन्हें लाल दिखाई देता है। ऐसी मांसपेशियों को लाल फाइबर कहा जाता है। इन मांसपेशियों में पर्याप्त मात्रा में माइटोकॉन्ड्रिया भी होते हैं जो उनमें संग्रहित ऑक्सीजन का उपयोग कर ATP उत्पादन कर सकते हैं। इन मांसपेशियों को इसलिए एरोबिक मांसपेशियां भी कहा जा सकता है। दूसरी ओर, कुछ मांसपेशियों में मायोग्लोबिन की मात्रा बहुत कम होती है और इसलिए वे पीले या सफेद दिखाई देते हैं। ये सफेद फाइबर होते हैं। इनमें माइटोकॉन्ड्रिया की संख्या भी कम होती है, लेकिन सार्कोप्लाज्मिक रेटिकुलम की मात्रा अधिक होती है। ये ऊर्जा के लिए अनॉक्सीजनेटेड प्रक्रिया पर निर्भर करते हैं।

आकृति 20.5 पेशी संकुचन की स्लाइडिंग-फिलामेंट सिद्धांत (पतली फिलामेंट्स की गति और I बैंड तथा H ज़ोन का सापेक्ष आकार)

20.3 कंकाल तंत्र#

कंकाल तंत्र अस्थियों और कुछ उपास्थियों के एक ढांचे से बना होता है। यह तंत्र शरीर द्वारा दिखाए जाने वाले गति में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। कल्पना कीजिए कि जबड़े की हड्डियों के बिना भोजन चबाना और अंगों की हड्डियों के बिना चलना-फिरना कैसा होगा। अस्थि और उपास्थि विशिष्ट संयोजी ऊतक होते हैं। पहले में कैल्शियम लवणों के कारण बहुत कठोर मैट्रिक्स होता है और दूसरे में कॉन्ड्रोइटिन लवणों के कारण थोड़ा लचीला मैट्रिक्स होता है। मानवों में, यह तंत्र 206 अस्थियों और कुछ उपास्थियों से बना होता है। इसे दो प्रमुख भागों में बाँटा गया है - अक्षीय और अपेंडिकुलर कंकाल।

अक्षीय कंकाल में 80 अस्थियाँ होती हैं जो शरीर के मुख्य अक्ष के साथ वितरित होती हैं। खोपड़ी, मेरुदंड, स्तनबंध और पसलियाँ अक्षीय कंकाल बनाते हैं। खोपड़ी (आकृति 20.6) दो अस्थि समूहों - क्रैनियल और फेशियल से बनी होती है, जिनकी कुल संख्या 22 अस्थियाँ होती है।

आकृति 20.6 मानव खोपड़ी की आरेखीय दृश्य

कपालीय अस्थियाँ 8 संख्या में होती हैं। ये मस्तिष्क के लिए कठोर सुरक्षात्मक बाहरी आवरण, कपाल बनाती हैं। चेहरे का क्षेत्र 14 अस्थि तत्वों से बना होता है जो खोपड़ी के सामने के भाग को बनाते हैं। मुंह की गुहा के आधार पर एक अकेली U-आकार की हायॉयड नामक अस्थि उपस्थित होती है और यह भी खोपड़ी में सम्मिलित है। प्रत्येक मध्य कान में तीन छोटी अस्थियाँ – मैलियस, इंकस और स्टेप्स होती हैं, जिन्हें सामूहिक रूप से कान की अस्थिकाएँ कहा जाता है। खोपड़ी क्षेत्र दो आक्सिपिटल कॉन्डाइल्स (द्विकॉन्डाइलिक खोपड़ी) की सहायता से मेरुडंड के ऊपरी क्षेत्र से संधित होता है।

हमारा मेरुडंड (चित्र 20.7) 26 क्रमबद्ध इकाइयों जिन्हें कशेरुकाएँ कहा जाता है, से बना होता है और यह पृष्ठभाग पर स्थित है। यह खोपड़ी के आधार से शुरू होता है और धड़ का मुख्य ढाँचा बनाता है। प्रत्येक कशेरुका में एक केंद्रीय खोखला भाग (तंत्रिका नाल) होता है जिसके माध्यम से मेरुरज्जु गुजरती है। पहली कशेरुका ऐटलस है और यह आक्सिपिटल कॉन्डाइल्स से संधित होती है। मेरुडंड को खोपड़ी से शुरू करके ग्रीवा (7), वक्ष (12), कटि (5), त्रिक (1-संलयित) और कोक्सीजियल (1-संलयित) क्षेत्रों में विभेदित किया गया है। ग्रीवा कशेरुकाओं की संख्या लगभग सभी स्तनधारियों में सात होती है जिसमें मनुष्य भी शामिल हैं। मेरुडंड मेरुरज्जु की रक्षा करता है, सिर को सहारा देता है और पसलियों तथा पीठ की पेशियों के लिए आसंजन बिंदु के रूप में कार्य करता है। स्टर्नम वक्ष का एक समतल अस्थि है जो वक्ष के वेंट्रल मध्य रेखा पर स्थित होता है।

आकृति 20.7 कशेरूकीय स्तंभ (दाहिने पार्श्वीय दृश्य)

पसलियों के 12 जोड़े होते हैं। प्रत्येक पसली एक पतली समतली हड्डी होती है जो पृष्ठीय रूप से कशेरूकीय स्तंभ से और वेंट्रल रूप से स्टर्नम से जुड़ी होती है। इसके पृष्ठीय सिरे पर दो संधि सतहें होती हैं, इसलिए इसे द्विशिरस्क कहा जाता है। पहले सात जोड़े पसलियों को सच्ची पसलियाँ कहा जाता है। पृष्ठीय रूप से ये वक्षीय कशेरुकों से जुड़ी होती हैं और वेंट्रल रूप से हायलाइन उपास्थि की सहायता से स्टर्नम से जुड़ी होती हैं। 8वीं, 9वीं और 10वीं जोड़ी की पसलियाँ सीधे स्टर्नम से संधि नहीं बनातीं, बल्कि हायलाइन उपास्थि की सहायता से सातवीं पसली से जुड़ी होती हैं। इन्हें कशेरुपार्श्विक (झूठी) पसलियाँ कहा जाता है। अंतिम दो जोड़े (11वीं और 12वीं) पसलियाँ वेंट्रल रूप से जुड़ी नहीं होती हैं, इसलिए इन्हें तैरती हुई पसलियाँ कहा जाता है। वक्षीय कशेरुक, पसलियाँ और स्टर्नम मिलकर पसली पिंजर (आकृति 20.8) बनाते हैं।

आकृति 20.8 पसलियाँ और पसली पिंजर

अंगों की हड्डियाँ अपने कंधे-कूल्हे के पाशों सहित उपांगी कंकाल बनाती हैं। प्रत्येक अंग 30 हड्डियों से बना होता है। हाथ (पूर्व अंग) की हड्डियाँ हैं—ह्यूमरस, रेडियस और अल्ना, कार्पल्स (कलाई की हड्डियाँ—8 संख्या में), मेटाकार्पल्स (हथेली की हड्डियाँ—5 संख्या में) और फैलेन्जीज़ (अंगुलियाँ—14 संख्या में) (चित्र 20.9)। फीमर (जांघ की हड्डी—सबसे लंबी हड्डी), टिबिया और फिबुला, टार्सल्स (टखने की हड्डियाँ—7 संख्या में), मेटाटार्सल्स (5 संख्या में) और फैलेन्जीज़ (अंगुलियाँ—14 संख्या में) पैरों (पश्च अंग) की हड्डियाँ हैं (चित्र 20.10)। कप के आकार की हड्डी जिसे पटेला कहा जाता है, घुटने को सामने से ढकती है (घुटने की टोपी)।

चित्र 20.9 दायाँ पेक्टोरल पाश और ऊपरी भुजा। (सामने का दृश्य)

छाती और कूल्हे के परिघटक अस्थियाँ क्रमशः ऊपरी और निचली अंगों को अक्षीय कंकाल से जोड़ने में सहायता करती हैं। प्रत्येक परिघटक दो भागों से बना होता है। छाती के परिघटक का प्रत्येक भाग एक क्लैविकल और एक स्केपुला से बना होता है (चित्र 20.9)। स्केपुला एक बड़ी त्रिकोणाकार समतल अस्थि है जो वक्ष के पृष्ठ भाग में दूसरी और सातवीं पसलियों के बीच स्थित होती है। स्केपुला का पृष्ठीय, समतल, त्रिकोणाकार शरीर एक हल्की उभरी हुई रिज से युक्त होता है जिसे स्पाइन कहा जाता है और यह एक समतल, फैला हुआ प्रक्रिया के रूप में एक्रोमियन के रूप में बाहर निकलता है। क्लैविकल इससे संधान करता है। एक्रोमियन के नीचे एक गड्ढा होता है जिसे ग्लेनॉइड गुहा कहा जाता है जो ह्यूमरस के सिर से संधान कर कंधे का जोड़ बनाती है। प्रत्येक क्लैविकल एक लंबी पतली अस्थि होती है जिसमें दो वक्रता होती हैं। इस अस्थि को सामान्यतः कॉलर बोन कहा जाता है।

चित्र 20.10 दायाँ कूल्हे का परिघटक और निचली अंगों की अस्थियाँ (सामने का दृश्य)

कूल्हे का परिघटक दो कॉक्सल अस्थियों से बना होता है (चित्र 20.10)। प्रत्येक कॉक्सल अस्थि तीन अस्थियों - इलियम, इशियम और प्यूबिस - के संलयन से बनती है। उपरोक्त अस्थियों के संलयन बिंदु पर एक गुहा होती है जिसे एसिटैबुलम कहा जाता है जिससे जांघ की अस्थि संधान करती है। कूल्हे के परिघटक के दोनों भाग वेंट्रल दिशा में मिलकर प्यूबिक सिम्फिसिस बनाते हैं जिसमें फाइब्रस कार्टिलेज होता है।

20.4 जोड़#

जोड़ शरीर की अस्थि भागों से संबंधित सभी प्रकार की गतियों के लिए आवश्यक होते हैं। लोकोमोटरी गतियाँ इसका अपवाद नहीं हैं। जोड़ वे बिंदु होते हैं जहाँ अस्थियाँ आपस में या अस्थि और उपास्थि के बीच संपर्क बनाते हैं। पेशियों द्वारा उत्पन्न बल जोड़ों के माध्यम से गति करने में प्रयुक्त होता है, जहाँ जोड़ एक उपबलक के रूप में कार्य करता है। इन जोड़ों पर गतिशीलता विभिन्न कारकों के आधार पर भिन्न होती है। जोड़ों को तीन प्रमुख संरचनात्मक रूपों में वर्गीकृत किया गया है—तंत्वीय, उपास्थीय और सायनोवियल।

तंत्वीय जोड़ किसी भी प्रकार की गति की अनुमति नहीं देते। इस प्रकार का जोड़ सपाट खोपड़ी की अस्थियों में देखा जाता है जो सूत्रों के रूप में घने तंत्वीय संयोजी ऊतक की सहायता से अंत-से-अंत मिलकर क्रेनियम बनाती हैं।

उपास्थीय जोड़ों में संलग्न अस्थियाँ उपास्थि की सहायता से जुड़ी होती हैं। कशेरुका स्तंभ में संगत कशेरुकाओं के बीच का जोड़ इसी प्रकार का होता है और यह सीमित गति की अनुमति देता है।

सायनोवियल जोड़ों की विशेषता दो अस्थियों की संधि सतहों के बीच द्रव से भरी सायनोवियल गुहिका की उपस्थिति होती है। ऐसी व्यवस्था पर्याप्त गति की अनुमति देती है। ये जोड़ लोकोमोशन और अन्य अनेक गतियों में सहायक होते हैं। गोलाकार और खोखला जोड़ (ह्यूमरस और पेक्टोरल गर्डल के बीच), कब्जा जोड़ (घुटने का जोड़), धुरी जोड़ (एटलस और एक्सिस के बीच), सरकने वाला जोड़ (कार्पल्स के बीच) और पालकी जोड़ (अंगूठे के कार्पल और मेटाकार्पल के बीच) कुछ उदाहरण हैं।

20.5 पेशीय और अस्थि तंत्र के विकार#

मायस्थीनिया ग्रेविस: न्यूरोमस्कुलर जंक्शन को प्रभावित करने वाला ऑटो-इम्यून विकार जिससे कंकाल की पेशियों में थकान, कमजोरी और पक्षाघात होता है।

मस्कुलर डिस्ट्रॉफी: मुख्यतः आनुवंशिक विकार के कारण कंकाल की पेशियों का प्रगतिशील अपक्षय।

टेटनी: शरीर के द्रव में Ca++ की कमी के कारण पेशियों में तेज ऐंठन (अनियंत्रित संकुचन)।

आर्थराइटिस: जोड़ों की सूजन।

ऑस्टियोपोरोसिस: उम्र से संबंधित विकार जिसमें अस्थि-द्रव्यमान घट जाता है और फ्रैक्चर की संभावना बढ़ जाती है। एस्ट्रोजन का स्तर घटना एक सामान्य कारण है।

गाउट: यूरिक एसिड क्रिस्टलों के जमाव के कारण जोड़ों की सूजन।

सारांश#

गति सभी जीवों की एक आवश्यक विशेषता है। प्रोटोप्लाज्मिक स्ट्रीमिंग, सिलियरी गति, पंखों, अंगों, पंजों आदि की गतियाँ जंतुओं द्वारा प्रदर्शित कुछ रूप हैं। एक स्वैच्छिक गति जिससे जंतु अपना स्थान बदलता है, चलन कहलाती है। जंतु प्रायः भोजन, आश्रय, साथी, प्रजनन स्थल, बेहतर जलवायु की तलाश में या स्वयं की रक्षा के लिए गति करते हैं।

मानव शरीर की कोशिकाएँ अमीबॉयड, सिलियरी और पेशीय गति प्रदर्शित करती हैं। लोकोमोशन और कई अन्य गतियों के लिए समन्वित पेशीय गतिविधियों की आवश्यकता होती है। हमारे शरीर में तीन प्रकार की पेशियाँ उपस्थित होती हैं। कंकालीय पेशियाँ कंकालीय तत्वों से जुड़ी होती हैं। वे रेखित प्रतीत होती हैं और स्वैच्छिक प्रकृति की होती हैं। विशेरल पेशियाँ, जो विशेरल अंगों की आंतरिक दीवारों में उपस्थित होती हैं, अरेखित और अनैच्छिक होती हैं। कार्डियक पेशियाँ हृदय की पेशियाँ होती हैं। वे रेखित, शाखित और अनैच्छिक होती हैं। पेशियों में उत्तेजनशीलता, संकुचनशीलता, विस्तारशीलता और लोच होती है।

पेशी तंतु पेशी की शारीरिक इकाई है। प्रत्येक पेशी तंतु में समानांतर रूप से व्यवस्थित कई मायोफाइब्रिल होते हैं। प्रत्येक मायोफाइब्रिल में क्रमिक रूप से व्यवस्थित कई इकाइयाँ होती हैं जिन्हें सारकोमियर कहा जाता है जो कि कार्यात्मक इकाइयाँ हैं। प्रत्येक सारकोमियर में एक केंद्रीय ‘A’ बैंड होता है जो मोटे मायोसिन तंतुओं से बना होता है, और इसके दोनों ओर दो आधे ‘I’ बैंड होते हैं जो पतले एक्टिन तंतुओं से बने होते हैं और ‘Z’ रेखाओं द्वारा चिह्नित होते हैं। एक्टिन और मायोसन संकुलित प्रोटीन हैं जिनमें संकुचन क्षमता होती है। विश्राम अवस्था में एक्टिन तंतु पर मायोसिन के सक्रिय स्थान एक प्रोटीन-ट्रोपोनिन द्वारा ढके रहते हैं। मायोसिन सिर में ATPase होता है और इसमें ATP बंधन स्थल और एक्टिन के लिए सक्रिय स्थल होते हैं। एक मोटर न्यूरॉन पेशी तंतु तक संकेत ले जाता है जिससे उसमें एक्शन पोटेंशियल उत्पन्न होता है। इससे सारकोप्लाज्मिक रेटिकुलम से Ca++ का विमोचन होता है। Ca++ एक्टिन को सक्रिय करता है जो मायोसिन सिर से बंधकर एक क्रॉस ब्रिज बनाता है। ये क्रॉस ब्रिज एक्टिन तंतुओं को खींचते हैं जिससे वे मायोसिन तंतुओं पर सरकते हैं और इस प्रकार संकुचन होता है। फिर Ca++ को सारकोप्लाज्मिक रेटिकुलम में वापस ले लिया जाता है जिससे एक्टिन निष्क्रिय हो जाता है। क्रॉस ब्रिज टूट जाते हैं और पेशियाँ शिथिल हो जाती हैं।

पेशियों की बार-बार उत्तेजना थकान का कारण बनती है। पेशियों को लाल और सफेद तंतुओं में वर्गीकृत किया जाता है जो मुख्यतः उनमें उपस्थित लाल रंग के मायोग्लोबिन वर्णक की मात्रा के आधार पर होता है।

हड्डियाँ और उपास्थियाँ हमारी कंकाल प्रणाली का निर्माण करती हैं। कंकाल प्रणाली को अक्षीय और उपांगी में विभाजित किया जा सकता है। खोपड़ी, मेरुदंड, पसलियाँ और सीने की हड्डी अक्षीय कंकाल का निर्माण करते हैं। अंगों की हड्डियाँ और कंधे-कटि की पेटियाँ उपांगी कंकाल बनाते हैं। हड्डियों के बीच या हड्डी और उपास्थि के बीच तीन प्रकार के संधियाँ बनती हैं - रेशीय, उपास्थिक और साइनोवियल। साइनोवियल संधियाँ पर्याप्त गति की अनुमति देती हैं और इसलिए चलन-फिरन में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती हैं।