చలనం జీవుల యొక్క ముఖ్యమైన లక్షణాలలో ఒకటి. జంతువులు మరియు మొక్కలు విస్తృతమైన చలనాలను ప్రదర్శిస్తాయి. అమీబా వంటి ఏకకణ జీవులలో ప్రోటోప్లాజం ప్రవహించడం చలనం యొక్క సరళ రూపం. అనేక జీవులు కశాభాలు, కశాభికలు మరియు స్పర్శకాల చలనాన్ని చూపిస్తాయి. మానవులు అవయవాలు, దవడలు, రెప్పలు, నాలుక మొదలైనవి కదిలించగలరు. కొన్ని చలనాలు స్థలం లేదా స్థానం మార్పుకు దారితీస్తాయి. ఇటువంటి ఇచ్ఛాపూర్వక చలనాలను సంచలనం అంటారు. నడవడం, పరుగెత్తడం, ఎక్కడం, ఎగరడం, ఈత కొట్టడం అన్నీ సంచలన చలనాల యొక్క కొన్ని రూపాలు. సంచలన నిర్మాణాలు ఇతర రకాల చలనాలను ప్రభావితం చేసే వాటి నుండి భిన్నంగా ఉండవలసిన అవసరం లేదు. ఉదాహరణకు, పారామీసియంలో, కశాభాలు ఆహారం సైటోఫారింక్స్ ద్వారా కదలడానికి మరియు సంచలనంలో కూడా సహాయపడతాయి. హైడ్రా దాని శికారిని పట్టుకోవడానికి దాని స్పర్శకాలను ఉపయోగించవచ్చు మరియు సంచలనం కోసం కూడా వాటిని ఉపయోగించవచ్చు. మనం శరీర భంగిమల మార్పు మరియు సంచలనం కోసం కూడా అవయవాలను ఉపయోగిస్తాము. పై పరిశీలనలు చలనాలు మరియు సంచలనం వేరుగా అధ్యయనం చేయడం సాధ్యం కాదని సూచిస్తాయి. అన్ని సంచలనాలు చలనాలు కానీ అన్ని చలనాలు సంచలనాలు కావు అని చెప్పడం ద్వారా ఈ రెండు అనుసంధానించబడి ఉండవచ్చు.

జంతువులచే నిర్వహించబడే సంచలన పద్ధతులు వాటి ఆవాసాలు మరియు పరిస్థితి యొక్క అవసరాన్ని బట్టి మారుతూ ఉంటాయి. అయితే, సంచలనం సాధారణంగా ఆహారం, ఆశ్రయం, జత, సరైన ప్రజనన ప్రదేశాలు, అనుకూలమైన వాతావరణ పరిస్థితులు లేదా శత్రువులు/భక్షకుల నుండి తప్పించుకోవడానికి జరుగుతుంది.

20.1 చలనాల రకాలు

మానవ శరీర కణాలు మూడు ప్రధాన రకాల చలనాలను ప్రదర్శిస్తాయి, అవి అమీబాయిడ్, కశాభిక మరియు స్నాయువు సంబంధిత చలనాలు. మన శరీరంలోని కొన్ని ప్రత్యేక కణాలు, రక్తంలోని మాక్రోఫేజ్లు మరియు ల్యూకోసైట్లు వంటివి అమీబాయిడ్ చలనాన్ని ప్రదర్శిస్తాయి. ఇది ప్రోటోప్లాజం ప్రవాహం ద్వారా ఏర్పడిన సూడోపోడియా ద్వారా ప్రభావితమవుతుంది (అమీబాలో వలె). మైక్రోఫిలమెంట్లు వంటి సైటోస్కెలిటల్ అంశాలు కూడా అమీబాయిడ్ చలనంలో పాల్గొంటాయి.

కశాభిక చలనం మన అంతర్గత నాళ అవయవాలలో ఎక్కువ భాగంలో సంభవిస్తుంది, అవి కశాభిక ఎపిథీలియంతో పరివేష్టితంగా ఉంటాయి. శ్వాసనాళంలోని కశాభికల సమన్వయ చలనాలు వాతావరణ గాలితో పాటు ఊపిరితో లాగిన ధూళి కణాలు మరియు కొన్ని విదేశీ పదార్థాలను తొలగించడంలో మాకు సహాయపడతాయి. స్త్రీ ప్రత్యుత్పత్తి మార్గం ద్వారా అండాల ప్రయాణం కూడా కశాభిక చలనం ద్వారా సులభతరం చేయబడుతుంది. మన అవయవాలు, దవడలు, నాలుక మొదలైనవి కదలడానికి స్నాయువు సంబంధిత చలనం అవసరం.

స్నాయువుల సంకోచ లక్షణం మానవులు మరియు బహుళకణ జీవుల యొక్క మెజారిటీ ద్వారా సంచలనం మరియు ఇతర చలనాల కోసం సమర్థవంతంగా ఉపయోగించబడుతుంది. సంచలనం స్నాయువు, అస్థిపంజర మరియు నాడీ వ్యవస్థల యొక్క సంపూర్ణ సమన్వయ కార్యాచరణను కోరుతుంది. ఈ అధ్యాయంలో, మీరు స్నాయువుల రకాలు, వాటి నిర్మాణం, వాటి సంకోచం యొక్క యాంత్రికం మరియు అస్థిపంజర వ్యవస్థ యొక్క ముఖ్యమైన అంశాల గురించి తెలుసుకుంటారు.

20.2 కండరం

కశాభాలు మరియు కశాభికలు కణ త్వచం యొక్క బహిర్గతాలు అని మీరు అధ్యాయం 8లో అధ్యయనం చేశారు. కశాభిక చలనం శుక్రకణాల ఈతకు, స్పంజికల కాలువ వ్యవస్థలో నీటి ప్రవాహం నిర్వహణలో మరియు యుగ్లీనా వంటి ప్రోటోజోవాల సంచలనంలో సహాయపడుతుంది. కండరం మీసోడెర్మల్ మూలం యొక్క ప్రత్యేక కణజాలం. మానవ పెద్దల శరీర బరువులో 40-50 శాతం కండరాలు దోహదపడతాయి. వాటికి ఉద్దీపన, సంకోచశీలత, విస్తరణ మరియు స్థితిస్థాపకత వంటి ప్రత్యేక లక్షణాలు ఉన్నాయి. కండరాలు వాటి కార్యకలాపాల స్థానం, రూపం మరియు నియంత్రణ స్వభావం వంటి వివిధ ప్రమాణాలను ఉపయోగించి వర్గీకరించబడ్డాయి. వాటి స్థానం ఆధారంగా, మూడు రకాల కండరాలు గుర్తించబడతాయి: (i) అస్థిపంజర (ii) విసెరల్ మరియు (iii) కార్డియాక్.

అస్థిపంజర కండరాలు శరీరం యొక్క అస్థిపంజర అంశాలతో దగ్గరి సంబంధం కలిగి ఉంటాయి. సూక్ష్మదర్శిని కింద అవి పట్టీల రూపాన్ని కలిగి ఉంటాయి మరియు అందువల్ల వాటిని ధారికలు గల కండరాలు అని పిలుస్తారు. వాటి కార్యకలాపాలు నాడీ వ్యవస్థ యొక్క ఇచ్ఛాపూర్వక నియంత్రణలో ఉన్నందున, వాటిని ఇచ్ఛాపూర్వక కండరాలు అని కూడా పిలుస్తారు. అవి ప్రధానంగా సంచలన చర్యలు మరియు శరీర భంగిమల మార్పులలో పాల్గొంటాయి.

విసెరల్ కండరాలు జీర్ణవ్యవస్థ, ప్రత్యుత్పత్తి మార్గం మొదలైన శరీరం యొక్క శూన్య విసెరల్ అవయవాల లోపలి గోడలలో ఉంటాయి. అవి ఏ విధమైన ధారికలను ప్రదర్శించవు మరియు రూపంలో మృదువుగా ఉంటాయి. అందువల్ల, వాటిని మృదు కండరాలు (ధారికలు లేని కండరాలు) అంటారు. వాటి కార్యకలాపాలు నాడీ వ్యవస్థ యొక్క ఇచ్ఛాపూర్వక నియంత్రణలో లేవు మరియు అందువల్ల అవి అనియంత్రిత కండరాలు. అవి, ఉదాహరణకు, జీర్ణమార్గం ద్వారా ఆహారం మరియు జననేంద్రియ మార్గం ద్వారా బీజకణాల రవాణాలో సహాయపడతాయి.

పేరు సూచించినట్లుగా, కార్డియాక్ కండరాలు గుండె కండరాలు. అనేక కార్డియాక్ కండర కణాలు శాఖాయుత నమూనాలో సమావేశమై కార్డియాక్ కండరాన్ని ఏర్పరుస్తాయి. రూపం ఆధారంగా, కార్డియాక్ కండరాలు ధారికలు కలిగి ఉంటాయి. నాడీ వ్యవస్థ వాటి కార్యకలాపాలను నేరుగా నియంత్రించదు కాబట్టి అవి స్వభావంలో అనియంత్రితమైనవి.

సంకోచం యొక్క నిర్మాణం మరియు యాంత్రికాన్ని అర్థం చేసుకోవడానికి ఒక అస్థిపంజర కండరాన్ని వివరంగా పరిశీలిద్దాం. మన శరీరంలోని ప్రతి వ్యవస్థీకృత అస్థిపంజర కండరం ఫాసియా అని పిలువబడే సాధారణ కొల్లాజెన్ కనెక్టివ్ కణజాల పొరతో కలిపి ఉంచబడిన అనేక కండరం కట్టలు లేదా ఫాసికల్స్తో తయారు చేయబడింది. ప్రతి కండరం కట్టలో అనేక కండరం తంతువులు ఉంటాయి (చిత్రం 20.1).

చిత్రం 20.1 కండరం కట్టలు మరియు కండరం తంతువులను చూపించే కండరం యొక్క రేఖాచిత్ర క్రాస్ సెక్షనల్ వీక్షణ

ప్రతి కండరం తంతువు సార్కోప్లాజంను చుట్టుముట్టే సార్కోలెమ్మా అని పిలువబడే ప్లాస్మా త్వచంతో పరివేష్టితంగా ఉంటుంది. కండరం తంతువు ఒక సిన్సిషియం, ఎందుకంటే సార్కోప్లాజంలో అనేక కేంద్రకాలు ఉంటాయి. ఎండోప్లాస్మిక్ రెటిక్యులమ్, అంటే, కండరం తంతువుల సార్కోప్లాస్మిక్ రెటిక్యులమ్ కాల్షియం అయాన్ల నిల్వ ఇల్లు. కండరం తంతువు యొక్క లక్షణం సార్కోప్లాజంలో మయోఫిలమెంట్లు లేదా మయోఫిబ్రిల్స్ అని పిలువబడే సమాంతరంగా అమర్చబడిన అనేక తంతువుల ఉనికి. మయోఫిబ్రిల్ యొక్క వివరణాత్మక అధ్యయనం ధారికలు కనిపించడం రెండు ముఖ్యమైన ప్రోటీన్ల పంపిణీ నమూనా కారణంగా ఉంటుందని నిర్ధారించింది - ఆక్టిన్ మరియు మయోసిన్. తేలికపాటి పట్టీలు ఆక్టిన్ను కలిగి ఉంటాయి మరియు దీనిని I-బ్యాండ్ లేదా ఐసోట్రోపిక్ బ్యాండ్ అంటారు, అయితే ‘A’ లేదా అనిసోట్రోపిక్ బ్యాండ్ అని పిలువబడే చీకటి పట్టీ మయోసిన్ను కలిగి ఉంటుంది. రెండు ప్రోటీన్లు కడ్డీ లాంటి నిర్మాణాలుగా, ఒకదానికొకటి సమాంతరంగా మరియు మయోఫిబ్రిల్స్ యొక్క రేఖాంశ అక్షానికి సమాంతరంగా అమర్చబడి ఉంటాయి. ఆక్టిన్ తంతువులు మయోసిన్ తంతువులతో పోలిస్తే సన్నగా ఉంటాయి, అందువల్ల వాటిని సాధారణంగా వరుసగా సన్నని మరియు మందపాటి తంతువులు అంటారు. ప్రతి ‘I’ బ్యాండ్ మధ్యలో ‘Z’ లైన్ అని పిలువబడే స్థితిస్థాపక తంతువు ఉంటుంది, ఇది దానిని రెండు భాగాలుగా విభజిస్తుంది. సన్నని తంతువులు ‘Z’ లైన్కు దృఢంగా జోడించబడి ఉంటాయి. ‘A’ బ్యాండ్లోని మందపాటి తంతువులు కూడా ఈ బ్యాండ్ మధ్యలో ‘M’ లైన్ అని పిలువబడే సన్నని ఫైబ్రస్ త్వచంతో కలిసి ఉంచబడతాయి. ‘A’ మరియు ‘I’ బ్యాండ్లు మయోఫిబ్రిల్స్ యొక్క పొడవు అంతటా ప్రత్యామ్నాయంగా అమర్చబడి ఉంటాయి. రెండు వరుస ‘Z’ లైన్ల మధ్య ఉన్న మయోఫిబ్రిల్ భాగం సంకోచం యొక్క క్రియాత్మక యూనిట్గా పరిగణించబడుతుంది మరియు దీనిని సార్కోమియర్ అంటారు (చిత్రం 20.2). విశ్రాంతి స్థితిలో, మందపాటి తంతువుల యొక్క రెండు వైపులా ఉన్న సన్నని తంతువుల అంచులు మందపాటి తంతువుల మధ్య భాగాన్ని వదిలిపెట్టి, మందపాటి తంతువుల ఉచిత చివరలను పాక్షికంగా అతివ్యాప్తి చేస్తాయి. మందపాటి తంతువుల యొక్క ఈ మధ్య భాగం, సన్నని తంతువులచే అతివ్యాప్తి చేయబడదు, దీనిని ‘H’ జోన్ అంటారు.

చిత్రం 20.2 (a) సార్కోమియర్ను చూపించే కండరం తంతువు యొక్క శరీర నిర్మాణ శాస్త్రం (b) సార్కోమియర్ యొక్క రేఖాచిత్ర ప్రాతినిధ్యం

20.2.1 సంకోచ ప్రోటీన్ల నిర్మాణం

ప్రతి ఆక్టిన్ (సన్నని) తంతువు రెండు ‘F’ (ఫిలమెంటస్) ఆక్టిన్లతో తయారు చేయబడింది, అవి ఒకదానికొకటి సర్పిలాకారంగా చుట్టబడి ఉంటాయి. ప్రతి ‘F’ ఆక్టిన్ మోనోమెరిక్ ‘G’ (గ్లోబ్యులర్) ఆక్టిన్ల బహుళకం. మరొక ప్రోటీన్ యొక్క రెండు తంతువులు, ట్రోపోమయోసిన్ కూడా దాని పొడవు అంతటా ‘F’ ఆక్టిన్లకు దగ్గరగా నడుస్తాయి. ఒక సంక్లిష్ట ప్రోటీన్ ట్రోపోనిన్ ట్రోపోమయోసిన్పై క్రమం తప్పకుండా విభజించబడింది. విశ్రాంతి స్థితిలో, ట్రోపోనిన్ యొక్క ఒక ఉపయూనిట్ ఆక్టిన్ తంతువులపై మయోసిన్ కోసం సక్రియ బంధన స్థలాలను ముసుగు చేస్తుంది (చిత్రం 20.3a).

ప్రతి మయోసిన్ (మందపాటి) తంతువు కూడా బహుళకం చేయబడిన ప్రోటీన్. మెరోమయోసిన్స్ అని పిలువబడే అనేక మోనోమెరిక్ ప్రోటీన్లు (చిత్రం 20.3b) ఒక మందపాటి తంతువును ఏర్పరుస్తాయి. ప్రతి మెరోమయోసిన్కు రెండు ముఖ్యమైన భాగాలు ఉంటాయి, ఒక చిన్న చేతితో గ్లోబ్యులర్ తల మరియు ఒక తోక, మునుపటిది హెవీ మెరోమయోసిన్ (HMM) మరియు తరువాతిది, లైట్ మెరోమయోసిన్ (LMM) అని పిలువబడుతుంది. HMM భాగం, అంటే; తల మరియు చిన్న చేయి బహుళకం చేయబడిన మయోసిన్ తంతువు యొక్క ఉపరితలం నుండి ఒకదానికొకటి సాధారణ దూరం మరియు కోణంలో బయటికి ప్రొజెక్ట్ చేయబడుతుంది మరియు క్రాస్ ఆర్మ్గా పిలువబడుతుంది. గ్లోబ్యులర్ తల ఒక సక్రియ ATPase ఎంజైమ్ మరియు ATP కోసం బంధన స్థలాలు మరియు ఆక్టిన్ కోసం సక్రియ స్థలాలను కలిగి ఉంటుంది.

చిత్రం 20.3 (a) ఒక ఆక్టిన్ (సన్నని) తంతువు (b) మయోసిన్ మోనోమర్ (మెరోమయోసిన్)

20.2.2 కండర సంకోచం యొక్క యాంత్రికం

కండరం సంకోచం యాంత్రికం స్లైడింగ్ ఫిలమెంట్ సిద్ధాంతం ద్వారా ఉత్తమంగా వివరించబడింది, ఇది కండరం తంతువు యొక్క సంకోచం మందపాటి తంతువులపై సన్నని తంతువులు జారడం ద్వారా జరుగుతుందని పేర్కొంది.

కండరం సంకోచం కేంద్ర నాడీ వ్యవస్థ (CNS) మోటార్ న్యూరాన్ ద్వారా పంపిన సంకేతం ద్వారా ప్రారంభమవుతుంది. మోటార్ న్యూరాన్ మరియు దానికి అనుసంధానించబడిన కండరం తంతువులు కలిసి ఒక మోటార్ యూనిట్ను ఏర్పరుస్తాయి. మోటార్ న్యూరాన్ మరియు కండరం తంతువు యొక్క సార్కోలెమ్మ మధ్య సంధిని న్యూరోమస్క్యులర్ జంక్షన్ లేదా మోటార్-ఎండ్ ప్లేట్ అంటారు. ఈ సంధికి చేరుకునే నాడీ సంకేతం న్యూరోట్రాన్స్మిటర్ (ఎసిటైల్ కోలిన్)ని విడుదల చేస్తుంది, ఇది సార్కోలెమ్మలో చర్యా సంభావ్యతను ఉత్పత్తి చేస్తుంది. ఇది కండరం తంతువు ద్వారా వ్యాపిస్తుంది మరియు కాల్షియం అయాన్లను సార్కోప్లాజంలోకి విడుదల చేయడానికి కారణమవుతుంది. Ca++ స్థాయి పెరగడం ఆక్టిన్ తంతువులపై ట్రోపోనిన్ యొక్క ఉపయూనిట్తో కాల్షియం బంధనానికి దారితీస్తుంది మరియు తద్వారా మయోసిన్ కోసం సక్రియ స్థలాల ముసుగును తొలగిస్తుంది. ATP జలవిశ్లేషణ నుండి శక్తిని ఉపయోగించుకుని, మయోసిన్ తల ఇప్పుడు క్రాస్ బ్రిడ్జ్ ఏర్పడటానికి ఆక్టిన్పై బహిర్గతమైన సక్రియ స్థలాలకు బంధిస్తుంది (చిత్రం 20.4).

చిత్రం 20.4 క్రాస్ బ్రిడ్జ్ ఏర్పాటు, తల యొక్క భ్రమణం మరియు క్రాస్ బ్రిడ్జ్ విచ్ఛిన్నం యొక్క దశలు

ఇది జోడించబడిన ఆక్టిన్ తంతువులను ‘A’ బ్యాండ్ మధ్యలోకి లాగుతుంది. ఈ ఆక్టిన్లకు జోడించబడిన ‘Z’ లైన్ కూడా లోపలికి లాగబడుతుంది, తద్వారా సార్కోమియర్ చిన్నదవుతుంది, అంటే సంకోచం. పై దశల నుండి స్పష్టంగా ఉంది, కండరం చిన్నది కావడంలో, అంటే సంకోచం సమయంలో, ‘I’ బ్యాండ్లు తగ్గుతాయి, అయితే ‘A’ బ్యాండ్లు పొడవును నిలుపుకుంటాయి (చిత్రం 20.5). మయోసిన్, ADP మరియు P1ని విడుదల చేస్తూ దాని విశ్రాంతి స్థితికి తిరిగి వెళుతుంది. ఒక కొత్త ATP బంధిస్తుంది మరియు క్రాస్-బ్రిడ్జ్ విచ్ఛిన్నమవుతుంది (చిత్రం 20.4). ATP మళ్లీ మయోసిన్ తల ద్వారా జలవిశ్లేషణ చేయబడుతుంది మరియు క్రాస్ బ్రిడ్జ్ ఏర్పాటు మరియు విచ్ఛిన్నం యొక్క చక్రం మరింత జారడానికి కారణమవుతుంది. Ca++ అయాన్లు సార్కోప్లాస్మిక్ సిస్టర్నేకు తిరిగి పంపబడే వరకు ప్రక్రియ కొనసాగుతుంది, ఫలితంగా ఆక్టిన్ తంతువులు ముసుగు పడతాయి. ఇది ‘Z’ లైన్లు వాటి అసలు స్థానానికి తిరిగి రావడానికి కారణమవుతుంది, అంటే శిథిలం. తంతువుల ప్రతిచర్య సమయం వివిధ కండరాలలో మారవచ్చు. కండరాల పునరావృత ఉత్తేజన వాటిలో గ్లైకోజెన్ యొక్క అనాక్రోబిక్ విచ్ఛిన్నం కారణంగా లాక్టిక్ యాసిడ్ సంచయానికి దారితీస్తుంది, దీని వలన అలసట వస్తుంది. కండరం మయోగ్లోబిన్ అని పిలువబడే ఎరుపు రంగు ఆక్సిజన్ నిల్వ పిగ్మెంట్ను కలిగి ఉంటుంది. కొన్ని కండరాలలో మయోగ్లోబిన్ కంటెంట్ ఎక్కువగా ఉంటుంది, ఇది ఎరుపు రంగు రూపాన్ని ఇస్తుంది. అటువంటి కండరాలను ఎరుపు తంతువులు అంటారు. ఈ కండరాలు కూడా పుష్కలంగా మైటోకాండ్రియాను కలిగి ఉంటాయి, ఇవి ATP ఉత్పత్తి కోసం వాటిలో నిల్వ చేయబడిన పెద్ద మొత్తంలో ఆక్సిజన్ను ఉపయోగించుకోగలవు. అందువల్ల, ఈ కండరాలను ఏరోబిక్ కండరాలు అని కూడా పిలుస్తారు. మరోవైపు, కొన్ని కండరాలు చాలా తక్కువ మొత్తంలో మయోగ్లోబిన్ను కలిగి ఉంటాయి మరియు అందువల్ల, లేత లేదా తెల్లగా కనిపిస్తాయి. ఇవి తెల్ల తంతువులు. వాటిలో మైటోకాండ్రియా సంఖ్య కూడా తక్కువగా ఉంటుంది, కానీ సార్కోప్లాస్మిక్ రెటిక్యులమ్ మొత్తం ఎక్కువగా ఉంటుంది. అవి శ