అధ్యాయం 20 చలనం మరియు కదలిక

చలనం అనేది జీవుల ప్రధాన లక్షణాలలో ఒకటి. జంతువులు మరియు మొక్కలు విస్తృతమైన కదలికలను చూపిస్తాయి. అమీబా వంటి ఏకకోశ జీవుల్లో ప్రోటోప్లాస్మ్ ప్రవాహం చాలా సాధారణమైన చలన రూపం. అనేక జీవులు సిలియా, ఫ్లాజెల్లా మరియు టెంటాకిల్స్ యొక్క కదలికను చూపిస్తాయి. మనుషులు అవయవాలు, జాడలు, కనురెప్పలు, నాలుక మొదలైన వాటిని కదిలించగలరు. కొన్ని కదలికలు స్థానం లేదా స్థలం మార్పును కలిగిస్తాయి. ఇలాంటి స్వచ్ఛంద కదలికలను చలనం అంటారు. నడవడం, పరుగెత్తడం, ఎక్కడం, ఎగరడం, ఈత కొట్టడం—all చలన చర్యల రూపాలు. చలన నిర్మాణాలు ఇతర రకాల కదలికలను ప్రభావితం చేసే నిర్మాణాల నుండి భిన్నంగా ఉండాల్సిన అవసరం లేదు. ఉదాహరణకు, పారామీసియంలో సిలియా సైటోఫారింక్స్ ద్వారా ఆహార కదలికలో మరియు చలనంలో కూడా సహాయపడుతుంది. హైడ్రా తన టెంటాకిల్స్‌ను తన శికారిని పట్టుకోవడానికి ఉపయోగించగలదు మరియు వాటిని చలనం కోసం కూడా ఉపయోగించగలదు. మనం శరీర భంగిమల మార్పుల కోసం మరియు చలనం కోసం కూడా అవయవాలను ఉపయోగిస్తాము. పై పరిశీలనలు సూచిస్తున్నాయి కదలిక మరియు చలనాన్ని వేర్వేరుగా అధ్యయనం చేయలేము. ఈ రెండు ఒకే విధంగా అనుసంధానించవచ్చు—అన్ని చలనాలు కదలికలే, కానీ అన్ని కదలికలు చలనాలు కావు.

జంతువులు చేసే చలన పద్ధతులు వాటి నివాస ప్రాంతాలు మరియు పరిస్థితుల డిమాండ్‌తో మారుతూ ఉంటాయి. అయితే, చలనం సాధారణంగా ఆహారం, ఆశ్రయం, జంట, అనుకూల ప్రజనన ప్రదేశాలు, అనుకూల వాతావరణ పరిస్థితుల కోసం శోధన కోసం లేదా శత్రువుల/శికారుల నుండి తప్పించుకోవడానికి ఉంటుంది.

20.1 కదలిక రకాలు [217-218]#

మన శరీర కణాలు ముఖ్యంగా మూడు రకాల కదలికలను చూపిస్తాయి—అమీబాయిడ్, సిలియరీ మరియు కండర. మన శరీరంలో కొన్ని ప్రత్యేక కణాలు—రక్తంలోని మాక్రోఫేజులు మరియు లుకోసైట్లు అమీబాయిడ్ కదలికను చూపిస్తాయి. ఇది ప్రోటోప్లాస్మ్ ప్రవాహం ద్వారా ఏర్పడే ప్స్యూడోపోడియా ద్వారా ప్రభావితమవుతుంది (అమీబా వలె). మైక్రోఫిలమెంట్ల వంటి సైటోస్కెలిటల్ అంశాలు కూడా అమీబాయిడ్ కదలికలో పాల్గొంటాయి.

సిలియరీ కదలిక మన అంతర్గత నాళ అవయవాలలో ఎక్కువగా జరుగుతుంది, ఇవి సిలియేటెడ్ ఎపిథీలియంతో అలంకరించబడి ఉంటాయి. ట్రాకియాలో సిలియా యొక్క సమన్విత కదలికలు మనకు వాతావరణ గాలితో పాటు శ్వాసించిన దుమ్ము కణాలు మరియు కొన్ని విదేశీ పదార్థాలను తొలగించడంలో సహాయపడతాయి. స్త్రీ ప్రజనన మార్గంలో అండాల ప్రయాణం కూడా సిలియరీ కదలిక ద్వారా సులభతరమవుతుంది. మన అవయవాలు, జాడలు, నాలుక మొదలైన వాటి కదలిక కండర కదలికను అవసరం చేస్తుంది.

కండరాల సంకోచన లక్షణం మనుషులు మరియు ఎక్కువ బహుకణ జీవుల చేత చలనం మరియు ఇతర కదలికల కోసం ప్రభావవంతంగా ఉపయోగించబడుతుంది. చలనం కండర, కంకాళ మరియు నాడీ వ్యవస్థల సమన్విత చర్యను అవసరం చేస్తుంది. ఈ అధ్యాయంలో మీరు కండర రకాలు, వాటి నిర్మాణం, వాటి సంకోచన యంత్రాంగం మరియు కంకాళ వ్యవస్థపై ముఖ్యమైన అంశాలను తెలుసుకుంటారు.

20.2 కండరం [218-220]#

మీరు అధ్యాయం 8లో చదివినట్లు, సిలియా మరియు ఫ్లాజెల్లా కణ పొర యొక్క అవుట్‌గ్రోత్‌లు. ఫ్లాజెల్లర్ కదలిక శుక్రకణాల ఈతలో, స్పాంజ్‌ల కాలువ వ్యవస్థలో నీటి ప్రవాహ నిర్వహణలో మరియు యూగ్లీనా వంటి ప్రోటోజోవాల చలనంలో సహాయపడుతుంది. కండరం అనేది మెసోడెర్మల్ మూలం కలిగిన ప్రత్యేక కణజాలం. ఒక మానవ వయోజన శరీర బరువులో సుమారు 40-50 శాతం కండరాల వలన కలుగుతుంది. వాటికి ఉత్తేజకారిత, సంకోచకత, విస్తరణ మరియు స్థితిస్థాపకత వంటి ప్రత్యేక లక్షణాలు ఉన్నాయి. కండరాలను వేర్వేరు ప్రమాణాల ఆధారంగా వర్గీకరించబడ్డాయి—అవి స్థానం, రూపం మరియు వాటి కార్యకలాపాల నియంత్రణ స్వభావం. వాటి స్థానం ఆధారంగా మూడు రకాల కండరాలు గుర్తించబడ్డాయి: (i) కంకాళ (ii) విస్సరల్ మరియు (iii) కార్డియాక్.

కంకాళ కండరాలు శరీర కంకాళ అంశాలతో దగ్గరగా అనుసంధానించబడి ఉంటాయి. వాటికి సూక్ష్మదర్శిని కింద పట్టణ రూపం ఉంటుంది కాబట్టి వాటిని పట్టణ కండరాలు అంటారు. వాటి కార్యకలాపాలు నాడీ వ్యవస్థ యొక్క స్వచ్ఛంద నియంత్రణలో ఉంటాయి కాబట్టి వాటిని స్వచ్ఛంద కండరాలు కూడా అంటారు. వాటి ప్రధాన పాత్ర చలన చర్యలలో మరియు శరీర భంగిమ మార్పులలో ఉంటుంది.

విస్సరల్ కండరాలు శరీర లోపలి ఖాళీ విస్సరల్ అవయవాల లోపలి గోడలలో ఉంటాయి—అలిమెంటరీ కాలువ, ప్రజనన మార్గం మొదలైనవి. వాటిలో ఎటువంటి పట్టణత కనిపించదు మరియు వాటి రూపం మృదువుగా ఉంటుంది. అందువల్ల వాటిని మృదు కండరాలు (నాన్‌స్ట్రియేటెడ్ కండరాలు) అంటారు. వాటి కార్యకలాపాలు నాడీ వ్యవస్థ యొక్క స్వచ్ఛంద నియంత్రణలో ఉండవు కాబట్టి వాటిని అస్వచ్ఛంద కండరాలు అంటారు. ఉదాహరణకు, అవి జీర్ణ మార్గంలో ఆహార రవాణా మరియు జనన మార్గంలో గామేట్స్ రవాణాలో సహాయపడతాయి.

పేరు సూచించినట్లే, కార్డియాక్ కండరాలు గుండె కండరాలు. అనేక కార్డియాక్ కండర కణాలు శాఖాత్మక నమూనాలో చేరి కార్డియాక్ కండరాన్ని ఏర్పరుస్తాయి. రూపం ఆధారంగా, కార్డియాక్ కండరాలు పట్టణత కలిగి ఉంటాయి. వాటి స్వభావం అస్వచ్ఛందంగా ఉంటుంది, ఎందుకంటే నాడీ వ్యవస్థ వాటి కార్యకలాపాలను నేరుగా నియంత్రించదు.

ఒక కంకాళ కండరాన్ని వివరంగా పరిశీలిద్దాం—నిర్మాణం మరియు సంకోచన యంత్రాంగాన్ని అర్థం చేసుకోవడానికి. మన శరీరంలో ప్రతి వ్యవస్థాపిత కంకాళ కండరం అనేక కండర సముదాయాలు లేదా ఫాసికల్స్‌తో కూడి ఉంటుంది, ఇవి ఫాస్కియా అనే సాధారణ కొలాజెనస్ కనెక్టివ్ టిష్యూ పొర ద్వారా కలిపి ఉంటాయి. ప్రతి కండర సముదాయం అనేక కండర ఫైబర్లను కలిగి ఉంటుంది (చిత్రం 20.1).

చిత్రం 20.1 కండర సముదాయాలు మరియు కండర ఫైబర్లను చూపే కండర యొక్క రేఖాచిత్ర అడ్డకోణ దృశ్యం

ప్రతి కండర ఫైబర్‌ను సార్కోలెమ్మా అనే ప్లాస్మా పొర చుట్టుముట్టి ఉంటుంది, ఇది సార్కోప్లాస్మ్‌ను కలిగి ఉంటుంది. కండర ఫైబర్ ఒక సింకిటియం, ఎందుకంటే సార్కోప్లాస్మ్‌లో అనేక కేంద్రకాలు ఉంటాయి. కండర ఫైబర్ల ఎండోప్లాస్మిక్ రెటిక్యూలం, అంటే సార్కోప్లాస్మిక్ రెటిక్యూలం, కాల్షియం అయాన్ల నిల్వగా ఉంటుంది. కండర ఫైబర్‌కు ఒక ప్రత్యేక లక్షణం ఏమిటంటే, సార్కోప్లాస్మ్‌లో పెద్ద సంఖ్యలో సమాంతరంగా అమర్చిన ఫిలమెంట్లు ఉంటాయి, వాటిని మయోఫిలమెంట్లు లేదా మయోఫిబ్రిల్స్ అంటారు. ప్రతి మయోఫిబ్రిల్‌పై ప్రత్యామ్నాయంగా చీకటి మరియు వెలుతురు పట్టణాలు ఉంటాయి. మయోఫిబ్రిల్‌పై వివరంగా అధ్యయనం చేసిన తర్వాత, ఈ పట్టణ రూపం రెండు ముఖ్యమైన ప్రోటీన్ల పంపిణీ నమూనా వలన కలుగుతుంది—ఆక్టిన్ మరియు మయోసిన్. వెలుతురు పట్టణాలు ఆక్టిన్‌ను కలిగి ఉంటాయి మరియు వాటిని I-బ్యాండ్ లేదా ఐసోట్రోపిక్ బ్యాండ్ అంటారు, అయితే చీకటి బ్యాండ్‌ను ‘A’ లేదా ఎనిసోట్రోపిక్ బ్యాండ్ అంటారు, ఇది మయోసిన్‌ను కలిగి ఉంటుంది. రెండు ప్రోటీన్లు కూడా రాడ్-లాంటి నిర్మాణాలుగా, ఒకదానికొకటి మరియు మయోఫిబ్రిల్స్ యొక్క అనుదిశ్య అక్షానికి కూడా సమాంతరంగా అమర్చబడి ఉంటాయి. ఆక్టిన్ ఫిలమెంట్లు మయోసిన్ ఫిలమెంట్లతో పోలిస్తే పలుచగా ఉంటాయి, అందువల్ల వాటిని సాధారణంగా పలుచని మరియు మందమైన ఫిలమెంట్లు అంటారు. ప్రతి ‘I’ బ్యాండ్ మధ్యలో ఒక స్థితిస్థాపక ఫైబర్ ఉంటుంది, దీనిని ‘Z’ లైన్ అంటారు, ఇది దానిని రెండు భాగాలుగా విభజిస్తుంది. పలుచని ఫిలమెంట్లు ‘Z’ లైన్‌కు బలంగా అనుసంధానించబడి ఉంటాయి. ‘A’ బ్యాండ్‌లోని మందమైన ఫిలమెంట్లు కూడా ఈ బ్యాండ్ మధ్యలో ‘M’ లైన్ అనే పలుచని ఫైబ్రస్ పొర ద్వారా కలిపి ఉంటాయి. ‘A’ మరియు ‘I’ బ్యాండ్లు మయోఫిబ్రిల్స్ పొడవు అంతటా ప్రత్యామ్నాయంగా అమర్చబడి ఉంటాయి. రెండు వరుస ‘Z’ లైన్ల మధ్య మయోఫిబ్రిల్ భాగాన్ని సంకోచన యొక్క కార్యాత్మక యూనిట్‌గా పరిగణిస్తారు, దీనిని సార్కోమీర్ అంటారు (చిత్రం 20.2). విశ్రాంత స్థితిలో, మందమైన ఫిలమెంట్ల యొక్క ఉచిత చివరలపై పలుచని ఫిలమెంట్ల అంచులు పాక్షికంగా అతికిపోతాయి, మందమైన ఫిలమెంట్ల మధ్య భాగాన్ని వదిలి. మందమైన ఫిలమెంట్ యొక్క ఈ మధ్య భాగం, పలుచని ఫిలమెంట్లచే కప్పబడలేదు, దీనిని ‘H’ జోన్ అంటారు.

చిత్రం 20.2 (a) ఒక సార్కోమీర్‌ను చూపే కండర ఫైబర్ యొక్క రేఖాచిత్ర నిర్మాణం (b) ఒక సార్కోమీర్

20.2.1 సంకోచన ప్రోటీన్ల నిర్మాణం [221]#

ప్రతి ఆక్టిన్ (పలుచని) ఫిలమెంట్ రెండు ‘F’ (ఫిలమెంటస్) ఆక్టిన్లతో తయారై ఉంటుంది, ఇవి ఒకదానికొకటి హెలికల్‌గా చుట్టబడి ఉంటాయి. ప్రతి ‘F’ ఆక్టిన్ మోనోమెరిక్ ‘G’ (గ్లోబ్యులర్) ఆక్టిన్ల యొక్క పాలిమర్. మరొక ప్రోటీన్ యొక్క రెండు ఫిలమెంట్లు, ట్రోపోమయోసిన్ కూడా దాని పొడవు అంతటా ‘F’ ఆక్టిన్ల దగ్గరగా ఉంటాయి. ఒక కాంప్లెక్స్ ప్రోటీన్ ట్రోపోనిన్ ట్రోపోమయోసిన్‌పై నిర్దిష్ట అంతరాలలో పంపిణీ చేయబడి ఉంటుంది. విశ్రాంత స్థితిలో, ట్రోపోనిన్ యొక్క ఒక ఉపయూనిట్ ఆక్టిన్ ఫిలమెంట్లపై మయోసిన్ కోసం ఉన్న యాక్టివ్ బైండింగ్ సైట్లను మస్క్ చేస్తుంది (చిత్రం 20.3a).

ప్రతి మయోసిన్ (మందమైన) ఫిలమెంట్ కూడా ఒక పాలిమరైజ్డ్ ప్రోటీన్. అనేక మోనోమెరిక్ ప్రోటీన్లు మెరోమయోసిన్లు (చిత్రం 20.3b) అనేవి ఒక మందమైన ఫిలమెంట్‌ను ఏర్పరుస్తాయి. ప్రతి మెరోమయోసిన్‌కు రెండు ముఖ్యమైన భాగాలు ఉంటాయి—ఒక గ్లోబ్యులర్ తల తక్కువ చేతితో కలిపి మరియు తోక, మొదటిది హెవీ మెరోమయోసిన్ (HMM) అని పిలవబడుతుంది మరియు రెండవది లైట్ మెరోమయోసిన్ (LMM). HMM భాగం, అంటే తల మరియు తక్కువ చేతి, పాలిమరైజ్డ్ మయోసిన్ ఫిలమెంట్ ఉపరితలం నుండి సమాన దూరం మరియు కోణంలో బయటకు ప్రొజెక్ట్ చేస్తుంది, దీనిని క్రాస్ ఆర్మ్ అంటారు. గ్లోబ్యులర్ తల ఒక యాక్టివ్ ATPase ఎంజైమ్ మరియు ATP కోసం బైండింగ్ సైట్లు మరియు ఆక్టిన్ కోసం యాక్టివ్ సైట్లు కలిగి ఉంటుంది.

చిత్రం 20.3 (a) ఒక ఆక్టిన్ (పలుచని) ఫిలమెంట్ (b) మయోసిన్ మోనోమర్ (మెరోమయోసిన్)

20.2.2 కండర సంకోచన యంత్రాంగం [221-223]#

కండర సంకోచన యంత్రాంగాన్ని స్లైడింగ్ ఫిలమెంట్ సిద్ధాంతం ద్వారా ఉత్తమంగా వివరించవచ్చు, ఇది కండర ఫైబర్ సంకోచన పలుచని ఫిలమెంట్లు మందమైన ఫిలమెంట్లపై స్లైడ్ అవడం ద్వారా జరుగుతుందని చెబుతుంది.

కండర సంకోచనను కేంద్ర నాడీ వ్యవస్థ (CNS) ఒక మోటార్ న్యూరాన్ ద్వారా పంపిన సిగ్నల్ ప్రారంభిస్తుంది. ఒక మోటార్ న్యూరాన్ మరియు దానికి అనుసంధానించబడిన కండర ఫైబర్లు కలిపి ఒక మోటార్ యూనిట్‌ను ఏర్పరుస్తాయి. మోటార్ న్యూరాన్ మరియు కండర ఫైబర్ యొక్క సార్కోలెమ్మా మధ్య ఉన్న జంక్షన్‌ను న్యూరోమస్కులర్ జంక్షన్ లేదా మోటార్-ఎండ్ ప్లేట్ అంటారు. ఈ జంక్షన్‌కు చేరే నాడీ సిగ్నల్ ఒక న్యూరోట్రాన్స్మిటర్ (అసిటైల్ కోలిన్)‌ను విడుదల చేస్తుంది, ఇది సార్కోలెమ్మాలో ఒక యాక్షన్ పొటెన్షియల్‌ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది. ఇది కండర ఫైబర్ ద్వారా వ్యాపిస్తుంది మరియు కాల్షియం అయాన్లను సార్కోప్లాస్మ్‌లో విడుదల చేస్తుంది. Ca++ స్థాయి పెరగడం వల్ల ఆక్టిన్ ఫిలమెంట్లపై ట్రోపోనిన్ యొక్క ఉపయూనిట్‌తో కాల్షియం బైండింగ్ జరుగుతుంది మరియు దీని వల్ల మయోసిన్ కోసం ఉన్న యాక్టివ్ సైట్ల మస్కింగ్ తొలగిపోతుంది. ATP హైడ్రోలిసిస్ నుండి వచ్చిన శక్తిని ఉపయోగించి, మయోసిన్ తల ఇప్పుడు ఆక్టిన్‌పై బహిర్గతమైన యాక్టివ్ సైట్లతో కలిసి ఒక క్రాస్ బ్రిడ్జ్‌ను ఏర్పరుస్తుంది (చిత్రం 20.4).

చిత్రం 20.4 క్రాస్ బ్రిడ్జ్ ఏర్పాటు, తల భ్రమణ మరియు క్రాస్ బ్రిడ్జ్ విచ్ఛిన్నం దశలు

ఇది అనుసంధానించబడిన ఆక్టిన్ ఫిలమెంట్లను ‘A’ బ్యాండ్ మధ్యకు లాగుతుంది. ఈ ఆక్టిన్లతో అనుసంధానించబడిన ‘Z’ లైన్ కూడా లోపలికి లాగబడుతుంది, దీని వల్ల సార్కోమీర్ చిన్నదవుతుంది, అంటే సంకోచన. పై దశల నుండి స్పష్టంగా తెలుస్తుంది, కండరం చిన్నదవుతున్నప్పుడు, అంటే సంకోచన సమయంలో, ‘I’ బ్యాండ్లు తగ్గుతాయి, అయితే ‘A’ బ్యాండ్లు పొడవు నిలుపుకుంటాయి (చిత్రం 20.5). మయోసిన్ ADP మరియు P1‌ను విడుదల చేసి తిరిగి విశ్రాంత స్థితికి వస్తుంది. కొత్త ATP బైండ్ అవుతుంది మరియు క్రాస్-బ్రిడ్జ్ విచ్ఛిన్నమవుతుంది (చిత్రం 20.4). మయోసిన్ తల మళ్లీ ATPను హైడ్రోలైజ్ చేస్తుంది మరియు క్రాస్ బ్రిడ్జ్ ఏర్పాటు మరియు విచ్ఛిన్నం చక్రం పునరావృతమవుతుంది, దీని వల్ల మరింత స్లైడింగ్ జరుగుతుంది. ఈ ప్రక్రియ Ca++ అయాన్లు సార్కోప్లాస్మిక్ సిస్టర్నేకు తిరిగి పంపించబడే వరకు కొనసాగుతుంది, దీని వల్ల ఆక్టిన్ ఫిలమెంట్లు మళ్లీ మస్క్ అవుతాయి. ఇది ‘Z’ లైన్లను తిరిగి వాటి మూల స్థానానికి తీసుకువస్తుంది, అంటే విశ్రాంతి. ఫైబర్ల ప్రతిస్పందన సమయం వేర్వేరు కండరాలలో మారవచ్చు. కండరాల పునరావృత సక్రియకరణ వాటిలో గ్లైకోజెన్ యొక్క ఆక్సిజన్ లేని విచ్ఛిన్నత వల్ల లాక్టిక్ ఆమ్లం పేరుకుపోవడానికి దారితీస్తుంది, దీని వల్ల అలసట కలుగుతుంది. కండరాలలో ఎర్ర రంగు ఆక్సిజన్ నిల్వ పిగ్మెంట్ మయోగ్లోబిన్ ఉంటుంది. కొన్ని కండరాలలో మయోగ్లోబిన్ స్థాయి ఎక్కువగా ఉంటుంది, ఇది ఎర్ర రంగును ఇస్తుంది. ఇలాంటి కండరాలను రెడ్ ఫైబర్లు అంటారు. ఈ కండరాలలో మైటోకాండ్రియా కూడా ఎక్కువగా ఉంటాయి, ఇవి వాటిలో నిల్వ చేసిన పెద్ద మొత్తం ఆక్సిజన్‌ను ATP ఉత్పత్తి కోసం ఉపయోగించగలవు. అందువల్ల ఈ కండరాలను ఎయిరోబిక్ కండరాలు కూడా అంటారు. మరోవైపు, కొన్ని కండరాలలో మయోగ్లోబిన్ చాలా తక్కువగా ఉంటుంది మరియు అందువల్ల అవి పలుచని లేదా తెల్లగా కనిపిస్తాయి. ఇవి వైట్ ఫైబర్లు. వాటిలో మైటోకాండ్రియా సంఖ్య తక్కువగా ఉంటుంది, కానీ సార్కోప్లాస్మిక్ రెటిక్యూలం మొత్తం ఎక్కువగా ఉంటుంది. శక్తి కోసం అవి ఆక్సిజన్ లేని ప్రక్రియపై ఆధారపడతాయి.

చిత్రం 20.5 కండర సంకోచన యొక్క స్లైడింగ్-ఫిలమెంట్ సిద్ధాంతం (పలుచని ఫిలమెంట్ల కదలిక మరియు I బ్యాండ్ మరియు H జోన్ల సాపేక్ష పరిమాణం)

20.3 కంకాళ వ్యవస్థ [224-226]#

కంకాళ వ్యవస్థ ఎముకల మరియు కొన్ని కార్టిలేజీల నిర్మాణంతో కూడి ఉంటుంది. ఈ వ్యవస్థ శరీరం చూపే చలనంలో ముఖ్యమైన పాత్ర పోషిస్తుంది. జాడల ఎముకలు లేకుండా ఆహారాన్ని నమలడం మరియు అవయవ ఎముకలు లేకుండా తిరగడం ఊహించండి. ఎముక మరియు కార్టిలేజ్ ప్రత్యేక కనెక్టివ్ టిష్యూలు. మొదటిది కాల్షియం ఉప్పుల వల్ల చాలా గట్టి మ్యాట్రిక్స్ కలిగి ఉంటుంది మరియు రెండవది కాండ్రోయిటిన్ ఉప్పుల వల్ల కొంచెం మృదువైన మ్యాట్రిక్స్ కలిగి ఉంటుంది. మనుషులలో ఈ వ్యవస్థ 206 ఎముకలు మరియు కొన్ని కార్టిలేజీలతో కూడి ఉంటుంది. ఇది రెండు ప్రధాన విభాగాలుగా విభజించబడింది—అక్సియల్ మరియు అపెండిక్యులర్ కంకాళ.

అక్సియల్ కంకాళ 80 ఎముకలతో కూడి ఉంటుంది, ఇవి శరీర ముఖ్య అక్షం వెంట పంపిణీ చేయబడి ఉంటాయి. కపాలం, వెర్టిబ్రల్ కాలమ్, స్టెర్నమ్ మరియు రిబ్స్ అక్సియల్ కంకాళను ఏర్పరుస్తాయి. కపాలం (చిత్రం 20.6) రెండు ఎముకల సమితులతో కూడి ఉంటుంది—క్రానియల్ మరియు ఫేషియల్, మొత్తం 22 ఎముకలు.

చిత్రం 20.6 మానవ కపాలం యొక్క రేఖాచిత్ర దృశ్యం

క్రానియల్ ఎముకలు 8. అవి మెదడు కోసం గట్టి రక్షణాత్మక బాహ్య కవరింగ్, క్రానియం‌ను ఏర్పరుస్తాయి. ఫేషియల్ ప్రాంతం 14 స్కెలిటల్ అంశాలతో కూడి ఉంటుంది, ఇవి కపాలం ముందు భాగాన్ని ఏర్పరుస్తాయి. బుక్కల్ క్యావిటీ యొక్క అడుగున U-ఆకారపు ఒకే ఎముక హైయోయిడ్ ఉంటుంది, ఇది కూడా కపాలంలో చేర్చబడింది. ప్రతి మిడిల్ ఇయర్‌లో మూడు చిన్న ఎముకలు ఉంటాయి—మాలియస్, ఇంకస్ మరియు స్టేప్స్, వీటిని కలిపి ఇయర్ ఆసికల్స్ అంటారు. కపాలం ప్రాంతం రెండు ఆక్సిపిటల్ కండైల్స్ (డైకాండిలిక్ స్కల్) సహాయంతో వెర్టిబ్రల్ కాలమ్ యొక్క ఉన్నత ప్రాంతంతో ఆర్టిక్యులేట్ అవుతుంది.

మన వెర్టిబ్రల్ కాలమ్ (చిత్రం 20.7) 26 వరుసగా అమర్చిన వెర్టిబ్రా యూనిట్లతో ఏర్పడుతుంది మరియు ఇది డార్సల్‌గా ఉంచబడింది. ఇది కపాలం యొక్క అడుగు నుండి ప్రారంభమవుతుంది మరియు ట్రంక్ యొక్క ముఖ్య నిర్మాణాన్ని ఏర్పరుస్తుంది. ప్రతి వెర్టిబ్రాకు ఒక కేంద్ర ఖాళీ భాగం (న్యూరల్ కాల్) ఉంటుంది, దీని ద్వారా స్పైనల్ కార్డ్ వెళుతుంది. మొదటి వెర్టిబ్రా అట్లాస్ మరియు ఇది ఆక్సిపిటల్ కండైల్స్‌తో ఆర్టిక్యులేట్ అవుతుంది. వెర్టిబ్రల్ కాలమ్ కపాలం నుండి ప్రారంభమై సర్వైకల్ (7), థోరాసిక్ (12), లంబార్ (5), సాక్రల్ (1-ఫ్యూజ్డ్) మరియు కాక్సిజియల్ (1-ఫ్యూజ్డ్) ప్రాంతాలుగా విభజించబడింది. సర్వైకల్ వెర్టిబ్రాల సంఖ్య మనుషులతో సహా దాదాపు అన్ని మామల్స్‌లో ఏడు ఉంటుంది. వెర్టిబ్రల్ కాలమ్ స్పైనల్ కార్డ్‌ను రక్షిస్తుంది, తలకు మద్దతు ఇస్తుంది మరియు రిబ్స్ మరియు వెనుక కండరాల అటాచ్‌మెంట్ పాయింట్‌గా పనిచేస్తుంది. స్టెర్నమ్ థోరాక్స్ యొక్క వెంట్రల్ మిడ్‌లైన్‌లో ఒక చదునైన ఎముక.

చిత్రం 20.7 వెర్టిబ్రల్ కాలమ్ (కుడి పార్శ్వ దృశ్యం)

12 జంటల రిబ్స్ ఉన్నాయి. ప్రతి రిబ్ ఒక పలుచని చదునైన ఎముక, ఇది డార్సల్‌గా వెర్టిబ్రల్ కాలమ్‌తో మరియు వెంట్రల్‌గా స్టెర్నమ్‌తో కనెక్ట్ అవుతుంది. దాని డార్సల్ చివర రెండు ఆర్టిక్యులేషన్ ఉపరితలాలు ఉంటాయి మరియు దీనిని బైసెఫాలిక్ అంటారు. మొదటి ఏడు జంటల రిబ్స్‌ను ట్రూ రిబ్స్ అంటారు. డార్సల్‌గా అవి థోరాసిక్ వెర్టిబ్రాలతో అనుసంధానించబడి ఉంటాయి మరియు వెంట్రల్‌గా హైయలిన్ కార్టిలేజ్ సహాయంతో స్టెర్నమ్‌తో కనెక్ట్ అవుతాయి. 8వ, 9వ మరియు 10వ జంటల రిబ్స్ నేరుగా స్టెర్నమ్‌తో ఆర్టిక్యులేట్ చేయవు, కానీ హైయలిన్ కార్టిలేజ్ సహాయంతో 7వ రిబ్‌తో చేరతాయి. వీటిని వెర్టిబ్రోకాండ్రల్ (ఫాల్స్) రిబ్స్ అంటారు. చివరి 2 జంటల (11వ మరియు 12వ) రిబ్స్ వెంట్రల్‌గా కనెక్ట్ చేయబడలేదు కాబట్టి వాటిని ఫ్లోటింగ్ రిబ్స్ అంటారు. థోరాసిక్ వెర్టిబ్రా, రిబ్స్ మరియు స్టెర్నమ్ కలిసి రిబ్ కేజ్‌ను ఏర్పరుస్తాయి (చిత్రం 20.8).

చిత్రం 20.8 రిబ్స్ మరియు రిబ్ కేజ్

అవయవాల ఎముకలు మరియు వాటి గర్డిల్స్ కలిసి అపెండిక్యులర్ కంకాళాన్ని ఏర్పరుస్తాయి. ప్రతి అవయవం 30 ఎముకలతో కూడి ఉంటుంది. చేతి (ఫోర్ లింబ్) ఎముకలు హ్యూమరస్, రేడియస్ మరియు అల్నా, కార్పల్స్ (మణికట్టు ఎముకలు—8), మెటాకార్పల్స్ (పామ్ ఎముకలు—5) మరియు ఫాలాంజీస్ (డిజిట్స్—14) (చిత్రం 20.9). ఫీమర్ (తొడ ఎముక—పొడవైన ఎముక), టిబియా మరియు ఫిబ్యులా, టార్సల్స్ (కాలి ఎముకలు—7), మెటాటార్సల్స్ (5) మరియు ఫాలాంజీస్ (డిజిట్స్—14) కాళ్ల (హిండ్ లింబ్) ఎముకలు (చిత్రం 20.10). కప్ ఆకారపు ఒక ఎముక పటెల్లా మోకాల వెంట్రల్‌గా కప్పబడి ఉంటుంది (నీ క్యాప్).

చిత్రం 20.9 కుడి పెక్టోరల్ గర్డిల్ మరియు అప్పర్ ఆర్మ్ (ఫ్రంటల్ వ్యూ)

పెక్టోరల్ మరియు పెల్విక్ గర్డిల్ ఎముకలు అప్పర్ మరియు లోయర్ లింబ్స్‌ను అక్సియల్ కంకాళంతో ఆర్టిక్యులేట్ చేయడంలో సహాయపడతాయి. ప్రతి గర్డిల్ రెండు భాగాలతో ఏర్పడుతుంది. ప్రతి పెక్టోరల్ గర్డిల్ భాగం ఒక క్లావికల్ మరియు ఒక స్కాప్యులా‌తో కూడి ఉంటుంది (చిత్రం 20.9). స్కాప్యులా ఒక పెద్ద త్రిభుజాకార చదునైన ఎముక, ఇది థోరాక్స్ యొక్క డార్సల్ భాగంలో రెండవ మరియు ఏడవ రిబ్స్ మధ్య ఉంటుంది. స్కాప్యులా యొక్క డార్సల్, చదునైన, త్రిభుజాకార శరీరానికి కొంచెం ఎత్తైన రిజ్ ఉంటుంది, దీనిని స్పైన్ అంటారు, ఇది ఒక చదునైన, విస్తరించిన ప్రక్రియగా ప్రొజెక్ట్ అవుతుంది, దీనిని అక్రోమియన్ అంటారు. క్లావికల్ దీనితో ఆర్టిక్యులేట్ అవుతుంది. అక్రోమియన్ కింద గ్లెనాయిడ్ క్యావిటీ అనే ఒక డిప్రెషన్ ఉంటుంది, ఇది హ్యూమరస్ తలతో ఆర్టిక్యులేట్ అవుతుంది, షోల్డర్ జాయింట్‌ను ఏర్పరుస్తుంది. ప్రతి క్లావికల్ రెండు వంపులతో కూడిన పొడవైన పలుచని ఎముక. ఈ ఎముకను సాధారణంగా కాలర్ బోన్ అంటారు.

చిత్రం 20.10 కుడి పెల్విక్ గర్డిల్ మరియు లోయర్ లింబ్ ఎముకలు (ఫ్రంటల్ వ్యూ)

పెల్విక్ గర్డిల్ రెండు కాక్సల్ ఎముకలతో కూడి ఉంటుంది (చిత్రం 20.10). ప్రతి కాక్సల్ ఎముక మూడు ఎముకల కలయికతో ఏర్పడుతుంది—ఇలియం, ఇస్చియం మరియు ప్యూబిస్. పై ఎముకల కలయిక స్థలంలో ఒక క్యావిటీ ఉంటుంది, దీనిని అసెటాబ్యులం అంటారు, దీనికి తొడ ఎముక ఆర్టిక్యులేట్ అవుతుంది. పెల్విక్ గర్డిల్ యొక్క రెండు భాగాలు వెంట్రల్‌గా కలిసి ఫైబ్రస్ కార్టిలేజ్ కలిగిన ప్యూబిక్ సింఫిసిస్‌ను ఏర్పరుస్తాయి.

20.4 జాయింట్లు [226-227]#

శరీరంలోని ఎముక భాగాలతో కూడిన అన్ని రకాల కదలికలకు జాయింట్లు అవసరం. చలన చర్యలకు ఇది మినహాయింపు కాదు. జాయింట్లు ఎముకల మధ్య లేదా ఎముక మరియు కార్టిలేజ్ మధ్య సంపర్క బిందువులు. కండరాలు ఉత్పత్తి చేసే బలం జాయింట్ల ద్వారా కదలికను నిర్వహించేందుకు ఉపయోగించబడుతుంది, ఇక్కడ జాయింట్ ఒక ఫుల్క్రంగా పనిచేస్తుంది. ఈ జాయింట్ల వద్ద కదలిక సామర్థ్యం వేర్వేరు అంశాలపై ఆధారపడి ఉంటుంది. జాయింట్లను మూడు ప్రధాన నిర్మాణ రూపాలుగా వర్గీకరించబడింది—ఫైబ్రస్, కార్టిలేజినస్ మరియు సైనోవియల్.

ఫైబ్రస్ జాయింట్లు ఎటువంటి కదలికను అనుమతించవు. ఈ రకపు జాయింట్ చదునైన కపాల ఎముకల ద్వారా చూపబడుతుంది, ఇవి చివర నుండి చివర వరకు డెన్స్ ఫైబ్రస్ కనెక్టివ్ టిష్యూల సహాయంతో సూచర్ల రూపంలో కలిసి క్రానియం‌ను ఏర్పరుస్తాయి.

కార్టిలేజినస్ జాయింట్లలో, భాగస్వామ్యం చేసే ఎముకలు కార్టిలేజ్ సహాయంతో కలిపి ఉంటాయి. వెర్టిబ్రల్ కాలమ్‌లో అనుసంధాన వెర్టిబ్రా మధ్య జాయింట్ ఈ నమూనా కలిగి ఉంటుంది మరియు ఇది పరిమిత కదలికను అనుమతిస్తుంది.

సైనోవియల్ జాయింట్లలో రెండు ఎముకల ఆర్టిక్యులేటింగ్ ఉపరితలాల మధ్య ద్రవం నిండిన సైనోవియల్ క్యావిటీ ఉంటుంది. ఇలాంటి ఏర్పాటు గణనీయమైన కదలికను అనుమతిస్తుంది. ఈ జాయింట్లు చలనంలో మరియు ఇతర అనేక కదలికలలో సహాయపడతాయి. బాల్ మరియు సాకెట్ జాయింట్ (హ్యూమరస్ మరియు పెక్టోరల్ గర్డిల్ మధ్య), హింగ్ జాయింట్ (నీ జాయింట్), పివోట్ జాయింట్ (అట్లాస్ మరియు అక్సిస్ మధ్య), గ్లైడింగ్ జాయింట్ (కార్పల్స్ మధ్య) మరియు సాడిల్ జాయింట్ (థంబ్ కార్పల్ మరియు మెటాకార్పల్ మధ్య) కొన్ని ఉదాహరణలు.

20.5 కండర మరియు కంకాళ వ్యవస్థల వ్యాధులు [227]#

మయాస్తీనియా గ్రావిస్: న్యూరోమస్కులర్ జంక్షన్‌ను ప్రభావితం చేసే ఆటో ఇమ్యూన్ డిజార్డర్, ఇది కండర అలసట, బలహీనత మరియు పారాలిసిస్‌కు దారితీస్తుంది.

మస్కులర్ డిస్ట్రోఫీ: జన్యుపరమైన డిజార్డర్ వల్ల కంకాళ కండరాల ప్రోగ్రెసివ్ డిజెనరేషన్.

టెటనీ: శరీర ద్రవాలలో తక్కువ Ca++ వల్ల కండరాలలో వేగవంతమైన స్పాజమ్స్ (వన్ కంట్రాక్షన్లు).

ఆర్థరైటిస్: జాయింట్ల వాపు.

ఆస్టియోపోరోసిస్: వయస్సుతో వచ్చే డిజార్డర్, ఇది తగ్గిన ఎముక ద్రవ్యరాశి మరియు విరిగే అవకాశాల పెరుగుదలతో విశేషించబడుతుంది. ఎస్ట్రోజెన్ స్థాయిలు తగ్గడం ఒక సాధారణ కారణం.

గౌట్: యూరిక్ ఆమ్ల క్రిస్టల్స్ పేరుకుపోవడం వల్ల జాయింట్ల వాపు.

సారాంశం#

చలనం అన్ని జీవులకు అవసరమైన లక్షణం. ప్రోటోప్లాస్మిక్ ప్రవాహం, సిలియరీ కదలికలు, ఫిన్స్, లింబ్స్, వింగ్స్ మొదలైనవి కదలికల రూపాలు. ఒక స్వచ్ఛంద కదలిక, ఇది జంతువును దాని స్థానాన్ని మార్చేందుకు కారణమవుతుంది, దీనిని చలనం అంటారు. జంతువులు సాధారణంగా ఆహారం, ఆశ్రయం, జంట, ప్రజనన ప్రదేశం, మెరుగైన వాతావరణం కోసం లేదా తమను తాము రక్షించుకోవడానికి కదులుతాయి.

మన శరీర కణాలు అమీబాయిడ్, సిలియరీ మరియు కండర కదలికలను చూపిస్తాయి. చలనం మరియు ఇతర అనేక కదలికలు సమన్విత కండర కార్యకలాపాలను అవసరం చేస్తాయి. మన శరీరంలో మూడు రకాల కండరాలు ఉన్నాయి. కంకాళ కండరాలు కంకాళ అంశాలతో అనుసంధానించబడి ఉంటాయి. అవి పట్టణంగా కనిపిస్తాయి మరియు స్వచ్ఛంద స్వభావం కలిగి ఉంటాయి. విస్సరల్ కండరాలు విస్సరల్ అవయవాల లోపలి గోడలలో ఉంటాయి, అవి నాన్‌స్ట్రియేటెడ్ మరియు అస్వచ్ఛందంగా ఉంటాయి. కార్డియాక్ కండరాలు గుండె కండరాలు. అవి పట్టణంగా, శాఖాత్మకంగా మరియు అస్వచ్ఛందంగా ఉంటాయి. కండరాలకు ఉత్తేజకారిత, సంకోచకత, విస్తరణ మరియు స్థితిస్థాపకత ఉంటాయి.

కండర ఫైబర్ కండర యొక్క నిర్మాణాత్మక యూనిట్. ప్రతి కండర ఫైబర్‌లో అనేక సమాంతరంగా అమర్చిన మయోఫిబ్రిల్స్ ఉంటాయి. ప్రతి మయోఫిబ్రిల్‌లో అనేక వరుసగా అమర్చిన యూనిట్లు ఉంటాయి, వాటిని సార్కోమీర్లు అంటారు, ఇవి కార్యాత్మక యూనిట్లు. ప్రతి సార్కోమీర్‌కు మధ్యలో మందమైన మయోసిన్ ఫిలమెంట్లతో కూడిన కేంద్ర ‘A’ బ్యాండ్ ఉంటుంది, మరియు దాని రెండు వైపులా ‘Z’ లైన్లతో గుర్తించబడిన పలుచని ఆక్టిన్ ఫిలమెంట్లతో కూడిన రెండు అర్ధ ‘I’ బ్యాండ్లు ఉంటాయి. ఆక్టిన్ మరియు మయోసిన్ సంకోచకత కలిగిన పాలిమరైజ్డ్ ప్రోటీన్లు. విశ్రాంత ఆక్టిన్ ఫిలమెంట్‌పై మయోసిన్ కోసం ఉన్న యాక్టివ్ సైట్లు ట్రోపోనిన్ అనే ప్రోటీన్ ద్వారా మస్క్ చేయబడి ఉంటాయి. మయోసిన్ తల ATPase కలిగి ఉంటుంది మరియు ATP బైండింగ్ సైట్లు మరియు ఆక్టిన్ కోసం యాక్టివ్ సైట్లు కలిగి ఉంటుంది. ఒక మోటార్ న్యూరాన్ కండర ఫైబర్‌కు సిగ్నల్ తీసుకువెళుతుంది, ఇది దానిలో యాక్షన్ పొటెన్షియల్‌ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది. ఇది సార్కోప్లాస్మిక్ రెటిక్యూలం నుండి Ca++ విడుదలకు కారణమవుతుంది. Ca++ ఆక్టిన్‌ను సక్రియం చేస్తుంది, ఇది మయోసిన్ తలతో కలిసి క్రాస్ బ్రిడ్జ్‌ను ఏర్పరుస్తుంది. ఈ క్రాస్ బ్రిడ్జ్‌లు ఆక్టిన్ ఫిలమెంట్లను లాగుతాయి, దీని వల్ల అవి మయోసిన్ ఫిలమెంట్లపై స్లైడ్ అవుతాయి మరియు దీని వల్ల సంకోచన జరుగుతుంది. Ca++ తిరిగి సార్కోప్లాస్మిక్ రెటిక్యూలంకు వెళుతుంది, ఇది ఆక్టిన్‌ను నిష్క్రియం చేస్తుంది. క్రాస్ బ్రిడ్జ్‌లు విచ్ఛిన్నమవుతాయి మరియు కండరాలు విశ్రాంతి పొందుతాయి.

కండరాల పునరావృత ఉత్తేజన అలసటకు దారితీస్తుంది. కండరాలను ప్రధానంగా ఎర్ర రంగు మయోగ్లోబిన్ పిగ్మెంట్ మొత్తం ఆధారంగా రెడ్ మరియు వైట్ ఫైబర్లుగా వర్గీకరిస్తారు.

ఎముకలు మరియు కార్టిలేజ్‌లు మన కంకాళ వ్యవస్థను ఏర్పరుస్తాయి. కంకాళ వ్యవస్థను అక్సియల్ మరియు అపెండిక్యులర్‌గా విభజించవచ్చు. కపాలం, వెర్టిబ్రల్ కాలమ్, రిబ్స్ మరియు స్టెర్నమ్ అక్సియల్ కంకాళను ఏర్పరుస్తాయి. లింబ్ ఎముకలు మరియు గర్డిల్స్ అపెండిక్యులర్ కంకాళను ఏర్పరుస్తాయి. ఎముకల మధ్య లేదా ఎముక మరియు కార్టిలేజ్ మధ్య మూడు రకాల జాయింట్లు ఏర్పడతాయి—ఫైబ్రస్, కార్టిలేజినస్ మరియు సైనోవియల్. సైనోవియల్ జాయింట్లు గణనీయమైన కదలికను అనుమతిస్తాయి మరియు అందువల్ల చలనంలో ముఖ్యమైన పాత్ర పోషిస్తాయి.