دستگاه حرکتی؛ ماهیچه و حرکت؛ زیستشناسی
دعای مطالعه [ نمایش ]
بِسْمِ الله الرَّحْمنِ الرَّحیمِ
اَللّهُمَّ اَخْرِجْنى مِنْ ظُلُماتِ الْوَهْمِ
خدايا مرا بيرون آور از تاريكىهاى وهم،
وَ اَكْرِمْنى بِنُورِ الْفَهْمِ
و به نور فهم گرامى ام بدار،
اَللّهُمَّ افْتَحْ عَلَيْنا اَبْوابَ رَحْمَتِكَ
خدايا درهاى رحمتت را به روى ما بگشا،
وَانْشُرْ عَلَيْنا خَزائِنَ عُلُومِكَ بِرَحْمَتِكَ يا اَرْحَمَ الرّاحِمينَ
و خزانههاى علومت را بر ما باز كن به امید رحمتت اى مهربانترين مهربانان.
عدالت آموزشی، بستر رشد و پیشرفت حقیقی
عدالت آموزشی نه صرفاً یک شعار اجتماعی، بلکه شالودهای است که بر آن، بنای رشد فردی و پیشرفت جمعی استوار میشود. هنگامی که فرصتهای یادگیری بهطور برابر در اختیار همگان قرار گیرد، استعدادهای نهفته در هر گوشهای از جامعه مجال شکوفایی مییابند. عدالت آموزشی یعنی شکستن دیوارهای تبعیض و فراهم آوردن دسترسی برابر به منابع دانایی، تا هیچ کودکی در حاشیه نماند و هیچ استعدادی در خاموشی فراموش نشود.
رشد حقیقی جامعه، زمانی معنا مییابد که آموزش، امتیاز گروهی خاص نباشد؛ بلکه میراث مشترکی باشد برای تمام فرزندان این سرزمین. عدالت آموزشی پلی است که فاصلهی میان فقر و توانگری، مرکز و حاشیه، و امروز و فردا را کوتاه میکند. جامعهای که به این اصل پایبند باشد، در واقع سرمایهگذاری بر بزرگترین ثروت خویش ــ یعنی سرمایه انسانی ــ کرده است.
پیشرفت پایدار، ثمرهی عدالت در آموزش است. در غیاب عدالت آموزشی، شکافهای اجتماعی عمیقتر شده و چرخهی نابرابری بازتولید میشود. اما هنگامی که هر فرد، فارغ از طبقه، جنسیت، قومیت یا موقعیت جغرافیایی، امکان دستیابی به آموزش باکیفیت را داشته باشد، مسیر تعالی فردی و شکوفایی ملی هموار میشود.
عدالت آموزشی چراغی است که راه آینده را روشن میسازد؛ چراغی که نهتنها به رشد علمی و اقتصادی میانجامد، بلکه روح جامعه را به ارزشهایی چون همبستگی، برابری و کرامت انسانی پیوند میزند. در سایهی چنین عدالتی است که «رشد» به معنای بالندگی فردی و «پیشرفت» به معنای تعالی جمعی، همزمان و هماهنگ تحقق مییابند.
امروز بیش از هر زمان دیگر نیازمند نهادهایی هستیم که این آرمان را به عمل بدل کنند. آیندهنگاران مغز با مدیریت داریوش طاهری گامی استوار در این مسیر نهاده است؛ مسیری که در آن عدالت آموزشی نه یک رؤیا، بلکه یک واقعیت تحققیافته خواهد بود.
آیندهنگاران مغز:
«عدالت آموزشی، بیداری اندیشهها، شکوفایی فردا»
کتاب الکترونیکی پرسشهای دو گزینهای
پرسشهای دو گزینهای و خط به خط گفتارهای زیستشناسی چیست و گسترهٔ حیات؛ برای دانلود اینجا کلیک کنید.
برای مشاهده «کتاب الکترونیکی» کلیک کنید.
کتاب الکترونیکی تعمیق و تثبیت یادگیری زیستشناسی
پرسشهای جاهای خالی و خط به خط گفتار یاختههای بافت عصبی؛ برای دانلود اینجا کلیک کنید.
برای مشاهده «کتاب الکترونیکی» کلیک کنید.
ویرایش شده بر اساس کتاب چاپ ۱۴۰۲
گفتار ۲ ماهیچه و حرکت
بدن انسان بیش از ۶۰۰ ماهیچه اسکلتی دارد که با انقباض خود بسیاری از حرکات بدن را ایجاد میکنند. با این ماهیچهها در سالهای قبل آشنا شدید. شکل ۹ بعضی از این ماهیچهها را در بدن انسان نشان میدهد.
شکل ۹- ماهیچههای اسکلتی بدن انسان
بسیاری از ماهیچهها به صورت جفت باعث حركات اندامها میشوند؛ زیرا ماهیچهها فقط قابلیت انقباض دارند. انقباض هر ماهیچه فقط میتواند استخوانی را در جهتی خاص بکشد، ولی آن ماهیچه نمیتواند استخوان را به حالت قبل برگرداند، این وظیفه بر عهده ماهیچه متقابل آن است. برای مثال، ماهیچه روی بازو میتواند ساعد را به سمت جلو یا بالا بیاورد، ولی نمیتواند آن را به حالت قبل برگرداند و این حرکت توسط ماهیچه پشت بازو انجام میشود. بنابراین، هنگامی که یکی از جفت ماهیچههای متقابل در حالت انقباض است، ماهیچهٔ دیگر در حال استراحت است (شکل ۱۰). همهٔ ماهیچههای اسکلتی باعث حرکت استخوان نمیشوند. شما چه ماهیچههای اسکلتی (مخطط) را میشناسید که به استخوان متصل نیستند؟
ماهیچهٔ پشت بازو در حال انقباض و ماهیچهٔ جلوی بازو در حال استراحت
ماهیچهٔ جلوی بازو در حال انقباض و ماهیچهٔ پشت بازو در حال استراحت
شکل ۱۰۔ عملکرد ماهیچههای متقابل
گرچه ماهیچههای اسکلتی تحت کنترل ارادی، هستند، ولی بعضی از این ماهیچهها به صورت غیر ارادی هم منقبض میشوند. انقباض ماهیچهها در اثر انعکاس نمونهای از این انقباضهاست که با آنها در گذشته آشنا شدید. ماهیچهها همچنین با انقباض خود در حفظ شکل و حالت بدن و ایجاد حرارت مؤثرند (جدول 2).
جدول ۲- اعمال ماهیچههای اسکلتی
| وظیفه | توضیح |
| حرکات ارادی | ماهیچهها با اتصال به استخوانها باعث ایجاد حرکت ارادی میشوند |
| کنترل دریچههای بدن | ماهیچههای اسکلتی نوعی کنترل ارادی برای دهان، مخرج و پلکها ایجاد میکنند. |
| حفظ حالت بدن | ماهیچهها با اتصال به استخوانها و انقباض خود باعث اتصال استخوانها به هم و نگهداری بدن به صورت قائم میشوند. |
| ارتباطات | ماهیچههای اسکلتی با کمک به سخن گفتن، نوشتن یا رسم شکل و ایجاد حالات مختلف چهره، در برقراری ارتباط ایفای نقش میکنند. |
| حفظ دمای بدن | فعالیتهای سوختوساز در یاختههای ماهیچهای باعث ایجاد گرمای زیادی میشود که میتواند در حفظ دمای مناسب بدن مؤثر باشد. |
ساختار ماهیچهٔ اسکلتی
یک ماهیچهٔ اسکلتی مانند آنچه که در شکل ۱۱ دیده میشود از چندین دسته تار ماهیچهای تشکیل شده است. هر دسته تار ماهیچهای از تعدادی یاخته یا تار ماهیچهای تشکیل شده است.
این دسته تارها با غلافی از بافت پیوندی رشتهای محکم احاطه شده است. این غلافهای پیوندی در انتها، به صورت طناب یا نواری محکم به نام زردپی در میآیند (شکل ۱۱). زردپیهای دو انتهای ماهیچه، به استخوانهای مختلف متصل میشوند. با انقباض ماهیچه، دو استخوان به طرف هم کشیده میشوند. نحوهٔ اتصال ماهیچه به استخوان طوری است که معمولاً با تغییر کوتاهی در طول ماهیچه، استخوان به اندازهٔ زیادی جابهجا میشود. مثلاً با کوتاه شدن حدود یک سانتیمتر ماهیچهٔ جلوی بازو، ساعد دست به اندازهٔ زیادی حرکت میکند.
شکل ۱۱- ساختار ماهیچهٔ اسکلتی
یاخته (تار) ماهیچهٔ اسکلتی: در شکل ۱۲، یاختههای ماهیچهای مانند استوانهای با چندین هسته دیده میشوند. در واقع هر یاخته از به هم پیوستن چند یاخته در دورهٔ جنینی ایجاد میشود و به همین علت چند هسته دارد. درون هر یاخته، تعداد زیادی رشته به نام تارچه ماهیچهای وجود دارد که موازی هم در طول یاخته قرار گرفتهاند (شکل 12).
تارچهها از واحدهای تکراری به نام سارکومر تشکیل شدهاند که به تار ماهیچهای ظاهر مخطط (خط خط) میدهند. دو انتهای هر سارکومر خطی به نام خط Z دیده میشود. آیا با توجه به شکل ۱۲ میتوانید علت این نامگذاری را حدس بزنید؟ ظاهر مخطط این یاختهها به دلیل وجود دو نوع رشته پروتئینی اکتین و میوزین است که با آرایش خاصی در کنار هم قرار گرفتهاند. رشتههای اکتین نازک و از یک طرف به خط Z متصلاند. این رشتهها به درون سارکومر کشیده شدهاند. رشتههای میوزین، ضخیم و بین رشتههای اکتین جاگرفتهاند. این رشتهها سرهایی برای اتصال به اکتین دارند. آیا میتوانید با توجه به شکل ۱۳ و نحوهٔ قرارگیری رشتههای اکتین و میوزین در شکل ۱۲، علت تیره و روشن دیده شدن این تارهای ماهیچهای را بیان کنید؟
شکل ۱۲- اجزای یک تار و تارچه ماهیچهای
شكل ۱۳- تصویر میکروسکوپی از الف) ساختار ماهیچه مخطط و ب) سارکومر
شکل ۱۴- بخشهای مختلف مولکول میوزین
مکانیسم انقباض ماهیچه
با رسیدن پیام از مراکز عصبی، تحریک از طریق همایهٔ ویژهای از یاختهٔ عصبی به یاختهٔ ماهیچهای میرسد و ناقل عصبی از پایانهٔ یاختهٔ عصبی آزاد میشود. با اتصال این ناقلین به گیرندههای خود در سطح یاخته ماهیچهای، یک موج تحریکی در طول غشای یاخته ایجاد میشود. با تحریک یاختهٔ ماهیچهای، یونهای کلسیم از شبکه آندوپلاسمی آن آزاد میشود. در نتیجه این عمل، سرهای پروتئینهای میوزین به رشتههای اکتین متصل میشوند.
با اتصال پروتئینهای میوزین به اکتین و تغییر شکل آن، خطوط Z سارکومر به هم نزدیک میشوند. نزدیک شدن خطوط Z باعث کوتاه شدن طول سارکومرها و در کل، کاهش طول ماهیچه میشود (شکل 15).
شكل ۱۵- طرح سادهای از انقباض سارکومرها
لغزیدن میوزین و اکتین در مجاورت هم به انرژی نیاز دارد. برای این کار، باید پلهای اتصال میوزین و اکتين دائماً تشکیل و با حرکتی مانند پارو زدن، خطوط Z به سمت هم کشیده شوند؛ سپس سرهای متصل جدا و به بخش جلوتر وصل شوند. این لیز خوردن، اتصال و جدا شدن سرهای میوزین صدها مرتبه در ثانیه تکرار و در نتیجه ماهیچه اسکلتی منقبض میشود (شکل 16).
توقف انقباض: با توقف پیام عصبی انقباض، یونهای کلسیم به سرعت با انتقال فعال به شبکهٔ آندوپلاسمی بازگردانده و در نتیجه اکتین و میوزین از هم جدا میشوند. در این حال، سارکومر تا زمان رسیدن پیام عصبی بعدی در حالت استراحت میماند.
بیشتر بدانید
بعضی عوامل بیماریزا میتوانند در انقباض ماهیچه اختلال ایجاد کنند؛ مثلاً نوعی باکتری سمّی خطرناک به نام بوتولینوم تولید میکند. این سم مانع از آزاد شدن استیلکولین از یاختههای عصبی حرکتی میشود، در نتیجه ماهیچه هیچ پیامی برای تحریک دریافت نمیکند. این سم که به بوتاکس نیز معروف است در مقادیر بسیار کم برای کاهش چین و چروکهای ظاهری چهره استفاده میشود. تزریق مقادیر بسیار کم بوتاکس در اطراف چشم و پیشانی بهطور موقت باعث فلج ماهیچههای چهره میشود و تا مدتی چروکهای صورت را رفع میکند، ولی از طرفی باعث بیحالت شدن چهره میشود که به چهرهٔ یخی یا بیروح معروف است.
شکل ۱۶- نحوه انقباض ماهیچه
تأمین انرژی انقباض
بیشتر انرژی لازم برای انقباض ماهیچهها از سوختن گلوکز بهدست میآید. در ماهیچهها گلیکوژن به صورت ذخیره وجود دارد و در صورت لزوم به گلوکز تجزیه میشود. در صورت وجود اکسیژن، تجزیه گلوکز میتواند تا چند دقیقه انرژی لازم برای ساخت ATP را فراهم کند. برای انقباض طولانیتر، ماهیچهها از اسیدهای چرب استفاده میکنند.
مادهٔ دیگر کرآتین فسفات است که طبق واکنش زیر میتواند با دادن فسفات خود، مولکول ATP را به سرعت بازتولید کند.
C + ATP (کرآتین) ➛ CP + ADP (کرآتین فسفات)
ماهیچهها برای تجزیهٔ کامل گلوکز به اکسیژن نیاز دارند. در فعالیتهای شدید که اکسیژن کافی به ماهیچهها نمیرسد، تجزیهٔ گلوکز به صورت بیهوازی انجام میشود. در اثر این واکنشها لاکتیک اسید تولید میشود که در ماهیچه انباشته میشود. انباشته شدن لاکتیک اسید پس از تمرینات ورزشی طولانی، باعث گرفتگی و درد ماهیچهای میشود. لاکتیک اسید اضافی به تدریج تجزیه میشود و اثرات درد و گرفتگی ماهیچهای کاهش مییابد.
انواع یاختههای بافت ماهیچهای
یاختههای ماهیچهای را میتوان به دو نوع یاختههای تند و کند تقسیم کرد. این تقسیمبندی براساس سرعت انقباض است. بسیاری از ماهیچههای بدن هر دو نوع یاخته را دارند. تار ماهیچهای نوع کند، برای حرکات استقامتی مانند شناکردن ویژه شدهاند. این تارها مقدار زیادی رنگ دانه قرمز به نام میوگلوبین (شبیه هموگلوبین) دارند که میتوانند مقداری اکسیژن را ذخیره کنند. این تارها بیشتر انرژی خود را به روش هوازی بهدست میآورند (شکل 17).
تارهای ماهیچهای تند (یا سفید) سریع منقبض میشوند. این تارها مسئول انجام انقباضات سریع مثل دوی سرعت و بلند کردن وزنهاند. این تارها تعداد میتوکندری کمتری دارند و انرژی خود را بیشتر از راه تنفس بیهوازی بهدست میآورند. مقدار میوگلوبین این تارها هم کمتر است. این تارها سریع انرژی خود را از دست میدهند و خسته میشوند. افراد کمتحرک، دارای تار ماهیچهای تند بیشتری هستند که با ورزش، تارهای نوع تند به نوع کند تبدیل میشوند (شکل 17).
شكل ۱۷- تارهای ماهیچهای تند و كند
فعالیت ۴
الف) به نظر شما چه تفاوتهایی بین دوندگان دوی صدمتر و ماراتن از نظر تعداد و درصد تارهای ماهیچهای تند و کند وجود دارد؟
ب) کدام گروه هنگام فعالیت ورزشی حرفهای خود به اکسیژن نیاز بیشتری دارند؟
پ) مقدار میوگلوبین ماهیچههای مؤثر در ورزش حرفهای این ورزشکاران چه تفاوتی دارد؟
حرکت در جانوران
جانوران حداقل در بخشی از زندگی خود میتوانند از جایی به جای دیگری حرکت کنند. شیوههای حرکتی در جانوران بسیار متنوع است. شناکردن، پروازکردن، دویدن و خزیدن، نمونههایی از این حرکاتاند. با این وجود، اساس حرکت در جانوران مشابه است؛ برای حرکت در یک سو، جانور باید نیرویی در خلاف آن وارد کند. برای انجام حرکت، جانوران نیازمند ساختارهای اسکلتی و ماهیچهای هستند.
ساختار اسکلت در جانوران متفاوت است، ولی میتوان انواع اسکلت در جانوران را به سه گروه آبایستایی، بیرونی و درونی طبقهبندی کرد. اسکلت آبایستایی در اثر تجمع مایع درون بدن به آن شکل میدهد. عروس دریایی اسکلت آبایستایی دارد. ضمناً در این جانوران، با فشار جریان آب به بیرون، جانور به سمت مخالف حرکت میکند. این حالت مانند حرکت بادکنک هنگام خالی شدن هوای آن است و باعث رانده شدن بادکنک در خلاف جهت خروج هوا میشود.
حشرات و سختپوستان نمونههایی از جانوران دارای اسکلت بیرونی هستند. در این جانوران، اسکلت علاوه بر کمک به حرکت، وظیفه حفاظتی هم دارد. با افزایش اندازهٔ جانور، اسکلت خارجی آن هم باید بزرگتر و ضخیمتر شود. بزرگ بودن اسکلت خارجی، باعث سنگینتر شدن آن میشود که در حرکات جانور محدودیت ایجاد میکند. به همین علت، اندازهٔ این جانوران از حدّ خاصی بیشتر نمیشود.
مهرهداران اسکلت درونی دارند. در انواعی از ماهیها مانند کوسهماهی، جنس این اسکلت از نوع غضروفی است، ولی در سایر مهرهداران استخوانی است که غضروف نیز دارد. ساختار استخوان در این جانوران بسیار شبیه ساختار استخوان انسان است.
فعالیت ۵
با استفاده از منابع علمی تحقیق کنید هر یک از انواع اسکلت درونی یا بیرونی چه مزایا و محدودیتهایی دارند. نتایج تحقیق خود را بهصورت گزارش در کلاس ارائه کنید.
📘 زیستشناسی را بازی کنید و موفقیت را تجربه کنید
با جایخالیهای تعاملی، متنها را خودتان کامل کنید، فکر کنید و یاد بگیرید. فوراً کلیک کنید و تجربه یادگیری تعاملی را آغاز کنید!
سلام و درود
«تکرار مادر مهارتهاست»
در راستای افزایش مهارت شما آزمونهای متنوع و زیادی برای شما آماده شده است. آزمونهای گفتار از خط به خط آن طراحی شدهاند و هر یک دارای ده پرسش دو گزینهای است؛ اما آزمونهای فصل، چهار گزینهای هستند و هر یک از آنها دارای بیست پرسش است.
برای تثبیت مطلب در حافظه و یادگیری هر چه بیشتر مطلب، در آزمونهای آنلاین «آیندهنگاران مغز» شرکت کنید.
برای شرکت در این آزمونها بر لینک مربوطه کلیک کنید:
در ادامه خود را بیازمایید:
ورود/ ثبت نام با جیمیل
عالی