การเคลื่อนไหวที่เกิดขึ้น จากการทำงานของร่างกาย เกิด อะไรกัน
การทำงานของร่างกาย ที่ทำให้เราเกิดการเคลื่อนไหว นั้นเกิดจาก การทำงานร่วมกันของ กล้ามเนื้อโครงสร้าง กับ กระดูก และ ข้อต่อ โดยการควบคุมของระบบประสาท
มัดกล้ามเนื้อที่ทำให้เกิดการเคลื่อนไหว จะทำงานกันเป็นคู่ และ จะทำงานตรงกันข้ามกัน เรียกการทำงานแบบนี้ว่า Antagonist
Antagonist คือ การทำงาน ของกล้ามเนื้อ ที่ยึดเกาะอยู่กับ กระดูก โดยมี ข้อต่อบานพับ เป็น จุดหมุน เรียกกว่า Fulcrum กล้ามเนื้อ ที่ยึดเกาะ อยู่กับ กระดูก จะทำหน้าที่ ตรงข้ามกัน คือ กล้ามเนื้อ มัดนึง ทำหน้าที่ เหยียดตัว อีกมัดนึง ก็ทำหน้าที่คลายตัว ทำให้เกิดการเคลื่อนไหว
กล้ามเนื้อที่ยึดเกาะกับกระดูกที่ทำให้เกิดการเคลื่อนไหว 2 ชนิด
1.Insertion หรือกล้ามเนื้อ ที่ยึดติดกับ กระดูกที่เคลื่อนไหว
2.Origin กล้ามเนื้อที่ติก กระดูกที่ยึดติดอยู่กับที่
ยกตัวอย่าง เช่นการ ยกแขน ของเรา กล้ามเนื้อ ไบเซป ซึ่งเป็นกล้ามเนื้อ ด้านหน้า ก็จะ หด ตัว ในช่วงเวลาเดียวกับ ที่กล้ามเนื้อ ไทเซป ซึ่งเป็นกล้ามเนื้อหลังแขน ทำหน้าที่ คลายตัวออก ก็จะทำให้เกิดการเคลื่อนไหว
กล้ามเนื้อโครงร่าง ประกอบด้วย กล้ามเนื้อที่มีความยาว หลายเซลล์ รวมๆกัน ยาวไปจนตลอดมัดกล้ามเนื้อ โดยแต่ละเซลล์ มีอยู่หลาย นิวเครียส เกิดจากการรวมกันของ เซลล์ในตอนเริ่มแรก เราเรียกว่า เส้นใยกล้ามเนื้อ
เส้นใยกล้ามเนื้อ Myofibril
Myofibril จะประกอบไปด้วย เส้นใย กล้ามเนื้อ ฝอย 2 ชนิด คือ
1.Myosin เป็นกล้ามเนื้อ ชนิดหนา
2.Actin เป็น ชนิดบาง
โดยกล้ามเนื้อ ทั้ง 2 ชนิดนี้ จะเรียงซ้อนกัน แต่ก็ไม่ทับกัน สามารถเคลื่อนที่ ไปมาได้ เมื่อเราส่องกล้องจุลทรรศ์ ไปดูจะเห็นเป็นลาย เราจึงเรียกว่า กล้ามเนื้อ ลาย
ใน 1 หน่วยของ กล้ามเนื้อ เราจะเรียกรวมกันว่า Sarcomere
Sarcomere ลักษณะ ส่วนบน เราจะเรียก เป็น แถบ ว่า A band ประกอบด้วยเส้นใน ไมโอซิน และ แอคติน โดยตรงกลางแถบ จะเป็นลักษณะ จางๆ จะมี เฉพาะ ไมโอซิน เราเรียกบริเวณ นี้ว่า H zone เส้นกึ่งกลาง บริเวณ H คือเส้น M line ระหว่าง แถบ A เป็น แถบจางๆ เรียกว่า I band ประกอบไปด้วย แอคติน อย่างเดียว กลางแถบ I จะมีช่องว่าง เรียกว่า Z line ระหว่าง เส้น Z 2เส้น เราเรียกรวมกันว่า 1 Sarcomere ซึ่งถือเป็นหน่วยพื้นฐาน ของกล้ามเนื้อ ทำหน้าที่ในการหดตัว เมื่อกล้ามเนื้อ หดตัวจะเกิดการ เคลื่อนที่ของกล้ามเนื้อ แอคติน และ ไมโอซิน เมื่อกล้ามเนื้อ หดตัว แอคติน จะถูกดึง เข้าไปด้านใน จะทำให้ มีการดึง Z line เข้ามา ทำให้ Sarcomere สั้นลง ทำให้แถบ I band H zone แคบลง แต่ความยาว ของ แถบ A ไม่เปลี่ยนแปลง ทั้ง แอคติน และ ไมโอซิน มีความยาวคงที่ เมื่อกล้ามเนื้อ หดตัวเต็มที่ จะทำให้ H zone หายไป เนื่องจาก แอคติน เลื่อนเข้าสู่ ศนูย์กลาง ของ Sarcomere การเลื่อนตัวของกล้ามเนื้อฝอยนี้ เกิดขึ้นตาม ทฤษฎี Sliding Filament Theory
Actin เลื่อนได้อย่างไร
การเลือนตัวของ แอคติน เข้าหากันได้ เพราะ แอคติน และ ไมโอซิน โดยขณะที่กล้ามเนื้อ ยังไม่หดตัว โมเลกุลของ แอคติน และ ไมโอซิน ยังไม่ได้เชื่อมต่อกัน สวนหัวของ ไมโอซิน จับกับ Atp (สารพลังงานสูง)และอยู่ในสภพของโครงร่างพลังงานต่ำ เมื่อถูกกระตุ้น ส่วนหัวของ ไมโอซิน จะสลาย Atp เป็น Adp กับ Pi หรือที่เรียกว่า อินออแกนิค ฟอสเฟต
พลังงานที่ได้จากการสลายนี้ จะถูกถ่ายทอด ไปให้กับ ไมโอซิน ทำให้เปลี่ยนไปอยู่ในสภาพ โครงร่าง พลังงานสูง ทำให้ หัวไมโอซิน เชื่อต่อ กับ แอคติน สร้างเป็น สะพานเชื่อต่อกัน เรียกว่า Cross Bridge
ส่วนหัวของไมโอซิน จะโค้งงอ ไปทางหาง แล้วทำหน้าที่ดึง แอคติน เข้าสู่ศนูย์กลาง ของ Sarcomere การเชื่อต่อ ของ ไมโอซิน และ แอคติน จะหมดลง และหลุดออกจากกัน เมื่อ Atp ตัวใหม่จับกับส่วนหัวของ ไมโอซิน ทำให้คืนสู่ระยะพัก เพื่อพร้อมจะทำปฏิกริยา ขั้นต่อไป
จะเห็นได้ว่า เมื่อกล้ามเนื้อ หดตัว ถ้าไม่มี Atp ตัวใหม่ มาจับกับ หัวไมโอซิน จะเป็นตะคริว เพราะ กล้ามเนื้อเกิดอาการ เกร็งค้าง เนื่องจาก หัวไมโอซิน ไม่หลุดจากการเชื่อต่อ กับ แอคติน
กลไก การทำงานของ Cross Bridge ระหว่าง แอคติน และ ไมโอซิน
บนโมเลกุลของ แอคติน มีตำแหน่งที่จะ สามารถจับกันได้กับ ไมโอซิน ในขณะกล้ามเนื้อพัก ตำแหน่งเชื่อมต่อ จะถูกปิดกั้น โดยโปรตีน ที่มีลักษณะ เป็นเส้นยาว เรียกว่า Tropomyosin โดยมีกล้ามเนื้อ อีกชนิด เรียกว่า Troponin ควบคุมไว้อีกทีหนึ่ง
ไมโอซิน จะจับกับ แอคติน เป็น Cross Bridge ได้ ตำแหน่งบน แอคติน ที่จะจับกับ ไมโอซิน นี้ต้องเปิดออกก่อน ซึ่งจะเกิดขึ้นเมื่อมี แคลเซี่ยม เข้าจับกับ Troponin ทำให้ Troponin ผละออก ไปจับกับ แคลเซี่ยมแทน ทำให้ Tropomyosin เคลื่อนออก และจุดของแอคติน ก็จะเปิดออก ทำให้ Myosin เชื่อต่อ กันได้ เมื่อระดับ แคลเซี่ยม ลดลง บริเวณเชื่อต่อก็จะ ปิดอีกครั้ง
แคลเซี่ยม มาจากไหน
กล้ามเนื้อโครงรา่งจะหดตัวได้ โดยคำสั่งจากระบบประสาท เมื่อกล้ามเนื้อถูกกระตุ้น กระแสประสาท จะกระตุ้น ให้แคลเซี่ยม ถูกหลั่งออกมาจาก Endo Plamic reticulum ของกล้ามเนื้อซึ่ง เซลล์กล้ามเนื้อ มีชื่อเรียก เฉพาะว่า Sarco Plamic ReticuLum เมื่อแคลเซี่ยม ไปจับกับ Troponin ทำให้ ไมโอซิน เลื่อนเปิดตำแหน่ง ทำให้เกิดการเชื่อต่อ ทำให้ แอคติน ถูกดึงเข้าสู่ ศนูย์กลาง Sarcomere โดยใช้พลังงาน Atp ดังกล่าวมาแล้ว หลังจากนั้น แคลเซี่ยม จะถูกปั้มกลับ เข้าสู่ Sarco Plamic RetiCulum และ Tropomyosin ก็เลื่อนกลับไปปิด จุดเชื่อมต่อ กลับเข้าสู่ภาวะคลายตัวของกล้ามเนื้อ เช่นเดิม
กลไกการหดัว ของกล้ามเนื้อ อีก 2 ชนิด และ กล้ามเนื้อเรียบ ก็มีหลักการพื้นฐาน เช่นนี้ คือใช้ Atp และ แคลเซี่ยม ต่างกันแค่ใน รายละเอียด และไม่อยู่ใต้อำนาจจิตใจ
สำหรับเรื่อง ของ ระบบกล้ามเนื้อ ทำงานได้อย่างไร ก็จะมีความเชื่อมโยงกับ Atp ซึ่งให้พลังงาน ทำให้มันสามารถที่จะ เคลื่อนไหวได้ ไว้ในบทต่อๆไป ผมจะนำเสนอเรื่อง Atp ว่ามันคืออะไร ใครๆก็พูดว่า เป็นพลังงาน เริ่มแรก ที่ร่างกายใช้ ในความหมายของ คำว่า เป็นพลังงาน เริ่มต้น มันคืออะไร แล้ว Atp เป็นส่วนประกอบ ของอะไรกับอะไร และ ใน1หน่วย นั้นให้พลัง ต่อหน่วย เท่ากับเท่าไหร่ แต่มันอาจจะสับสน มากหน่อย ก็จะหาวิธีอธิบาย ให้ง่าย ซึ่งก็ไม่รู้จะทำได้แค่ไหน เพราะ ขนาด บทนี้ มีภาพประกอบ ก็ยัง มองว่า ยากอยู่
