ระบบกล้ามเนื้อ

ระบบกล้ามเนื้อ<Musculoskeletal system>

<ที่มาภาพ : http://sripibul.blogspot.com/2010/06/muscular-system.html>

กล้ามเนื้อ (Muscle; มาจากภาษาละติน musculus "หนูตัวเล็ก" ) เป็นเนื้อเยื่อที่หดตัวได้ในร่างกาย เปลี่ยนแปลงมาจากเมโซเดิร์ม (mesoderm) ของชั้นเนื้อเยื่อในตัวอ่อน และเป็นระบบหนึ่งของร่างกายที่สำคัญต่อการเคลื่อนไหวทั้งหมดของร่างกาย แบ่งออกเป็นกล้ามเนื้อโครงร่าง (skeletal muscle) , กล้ามเนื้อเรียบ (smooth muscle) , และกล้ามเนื้อหัวใจ (cardiac muscle)  ทำหน้าที่หดตัวเพื่อให้เกิดแรงและทำให้เกิดการเคลื่อนที่ (motion) รวมถึงการเคลื่อนที่และการหดตัวของอวัยวะภายใน กล้ามเนื้อจำนวนมากหดตัวได้นอกอำนาจจิตใจ และจำเป็นต่อการดำรงชีวิต เช่น การบีบตัวของหัวใจ หรือการบีบรูด (peristalsis) ทำให้เกิดการผลักดันอาหารเข้าไปภายในทางเดินอาหาร การหดตัวของกล้ามเนื้อที่อยู่ใต้อำนาจจิตใจมีประโยชน์ในการเคลื่อนที่ของร่างกาย และสามารถควบคุมการหดตัวได้ เช่นการกลอกตา หรือการหดตัวของกล้ามเนื้อควอดริเซ็บ (quadriceps muscle) ที่ต้นขา

ใยกล้ามเนื้อ (muscle fiber) ที่อยู่ใต้อำนาจจิตใจแบ่งกว้างๆ ได้เป็น 2 ประเภทคือ กล้ามเนื้อ fast twitch และกล้ามเนื้อ slow twitch กล้ามเนื้อ slow twitch สามารถหดตัวได้เป็นระยะเวลานานแต่ให้แรงน้อย ในขณะที่กล้ามเนื้อ fast twitch สามารถหดตัวได้รวดเร็วและให้แรงมาก แต่ล้าได้ง่าย  

ประเภทของกล้ามเนื้อ

ร่างกายแบ่งกล้ามเนื้อออกเป็น 3 ชนิด คือ กล้ามเนื้อยึดกระดูกหรือกล้ามเนื้อลาย (skeletal muscle or striated muscle) กล้ามเนื้อเรียบ  (smooth muscle)   กล้ามเนื้อหัวใจ (cardiac muscle) โดยที่กล้ามเนื้อลายนั้นถูกควบคุมอยู่ภายใต้อำนาจจิตใจหรือรีเฟล็กซ์  ส่วนกล้ามเนื้อเรียบและกล้ามเนื้อหัวใจทำงานนอกอำนาจจิตใจ

1. กล้ามเนื้อลายหรือกล้ามเนื้อยึดกระดูก (skeleton muscle) 

ภาพกล้ามเนื้อลาย

             เป็นกล้ามเนื้อที่เกาะติดกับโครงกระดูกหรือกล้ามเนื้อลาย  เช่น กล้ามเนื้อแขน กล้ามเนื้อขา จึงทำหน้าที่เกี่ยวกับการเคลื่อนไหวของร่างกายโดยตรง   เมื่อนำเซลล์กล้ามเนื้อเหล่านี้มาศึกษาด้วย    กล้องจุลทรรศน์จะมองเห็นเป็นแถบลาย  เซลล์กล้ามเนื้อนี้มีลักษณะเป็นทรงกระบอกยาว แต่ละเซลล์  มีหลายนิวเคลียส  การทำงานของกล้ามเนื้อยึดกระดูกถูกควบคุมโดยระบบประสาทโซมาติก  การทำงานของกล้ามเนื้อชนิดนี้ ร่างกายสามารถบังคับได้ซึ่งถือว่าอยู่ในอำนาจจิตใจ

2.กล้ามเนื้อหัวใจ (cardiac muscle)

ภาพกล้ามเนื้อหัวใจ

             เซลล์มีรูปร่างเป็นทรงกระบอก แต่สั้นกว่าเซลล์กล้ามเนื้อยึดกระดูกและเห็นเป็นลายเช่นเดียวกัน  แต่ตอนปลายของเซลล์มีการแตกแขนง และเชื่อมโยงติดต่อกับเซลล์ข้างเคียง การทำงานของกล้ามเนื้อหัวใจถูกควบคุมโดยระบบประสาทอัตโนวัติ  ดังนั้นร่างกายไม่สามารถบังคับได้ จึงเป็นกล้ามเนื้อที่อยู่

นอกอำนาจจิตใจ

3.กล้ามเนื้อเรียบ (smooth muscle)

ภาพกล้ามเนื้อเรียบ

             กล้ามเนื้อเรียบเป็นกล้ามเนื้อที่พบอยู่ตามอวัยวะภายในเช่นผนังกระเพาะอาหาร ผนังลำไส้  ผนังหลอดเลือด   และม่านตา เป็นต้น   กล้ามเนื้อเหล่านี้ ประกอบด้วยเซลล์ที่มีลักษณะยาว  หัวท้ายแหลม  แต่ละเซลล์มี 1 นิวเคลียส  ไม่มีลายพาดขวาง การทำงานของกล้ามเนื้อเรียบถูกควบคุมโดยระบบประสาทอัตโนวัติ

เซลล์กล้ามเนื้อหัวใจ  กล้ามเนื้อลายและกล้ามเนื้อเรียบที่อวัยวะต่าง ๆ 

การทำงานของกล้ามเนื้อ                                               

         เมื่อสมองสั่งให้ร่างกายเคลื่อนไหว  กล้ามเนื้อจะเกิดการหดตัวและคลายตัว ทำงานประสานเป็นคู่ ๆ  พร้อมกัน  แต่ตรงข้ามกัน ในขณะที่กล้ามเนื้อมัดหนึ่งหดตัว กล้ามเนื้ออีกมัดหนึ่งจะคลายตัว  การทำงานของกล้ามเนื้อในลักษณะนี้ เรียกว่า Antagonistic muscle                               

         มัดกล้ามเนื้อไบเซพ (Biceps) อยู่ด้านบน และไตรเซพ (Triceps) อยู่ด้านล่างของแขน

ไบเซพหรือ (Flexors)   คลายตัว    ไตรเสพ หรือ (Extensors)   หดตัว        »»    แขนเหยียดออก

ไบเซพหรือ (Flexors)    หดตัว       ไตรเสพ หรือ (Extensors)  คลายตัว      »»    แขนงอเข้า  

แสดงการทำงานของกล้ามเนื้อไบเซพ (Bicep) หรือ (Flexors)

และกล้ามเนื้อไตรเซพ (tricep) หรือ (Extensors)

     กายวิภาคของกล้ามเนื้อ

ร่างกายของนักกล้ามแสดงให้เห็นกล้ามเนื้อของร่างกาย

กล้ามเนื้อส่วนใหญ่ประกอบด้วยเซลล์กล้ามเนื้อ ภายในเซลล์มีไมโอไฟบริล (myofibril) ซึ่งภายในมีซาร์โคเมียร์ (sarcomere) ประกอบด้วยแอกติน (actin) และไมโอซิน (myosin) ใยกล้ามเนื้อแต่ละเส้นล้อมรอบด้วยเอนโดไมเซียม (endomysium) หรือเยื่อหุ้มใยกล้ามเนื้อ ใยกล้ามเนื้อหลายๆ เส้นรวมกันโดยมีเพอริไมเซียม (perimysium) กลายเป็นมัดๆ เรียกว่าฟาสซิเคิล (fascicle) มัดกล้ามเนื้อดังกล่าวจะรวมตัวกันกลายเป็นกล้ามเนื้อซึ่งอยู่ภายในเยื่อหุ้มที่เรียกว่าเอพิไมเซียม (epimysium) หรือ เยื่อหุ้มมัดกล้ามเนื้อ Muscle spindle จะอยู่ภายในกล้ามเนื้อและส่งกระแสประสาทรับความรู้สึกกลับมาที่ระบบประสาทกลาง (central nervous system)

กล้ามเนื้อโครงร่างเป็นกล้ามเนื้อที่ยึดติดอยู่กับเนื้อเยื่อกระดูก (skeletal muscle) ซึ่งแตกต่างจากกล้ามเนื้อหัวใจหรือกล้ามเนื้อเรียบ กล้ามเนื้อโครงร่างจะเรียงตัวอยู่แยกจากกัน เช่นในกล้ามเนื้อไบเซ็ปส์ เบรกิไอ กล้ามเนื้อประเภทนี้จะมีเอ็นกล้ามเนื้อ (tendon) ที่ยึดกับปุ่มนูนหรือปุ่มยื่นของกระดูก ในทางตรงกันข้าม กล้ามเนื้อเรียบจะพบได้หลายขนาดในอวัยวะเกือบทุกชนิด เช่นในผิวหนัง (ทำหน้าที่ทำให้ขนลุก) ไปจนถึงหลอดเลือด (blood vessel) และทางเดินอาหาร (digestive tract) (ทำหน้าที่ควบคุมขนาดของช่องในทางเดินอาหารและการบีบรูด (peristalsis)) กล้ามเนื้อหัวใจเป็นเนื้อเยื่อกล้ามเนื้อที่พบในหัวใจ ซึ่งมีลักษณะคล้ายกับกล้ามเนื้อโครงร่างทั้งส่วนประกอบและการทำงาน ประกอบด้วยไมโอไฟบริลและซาร์โคเมียร์ กล้ามเนื้อหัวใจแตกต่างจากกล้ามเนื้อโครงร่างในทางกายวิภาคคือมีการแตกแขนงของกล้ามเนื้อเพื่อติดต่อกับใยกล้ามเนื้ออื่นๆ ผ่านแผ่นอินเตอร์คาเลต (intercalated disc) และสร้างเป็นซินไซเทียม (syncytium)

ร่างกายของมนุษย์ประกอบด้วยกล้ามเนื้อโครงร่างประมาณ 639 มัด จำนวนใยกล้ามเนื้อไม่สามารถเพิ่มได้จากการออกกำลังกายอย่างที่เข้าใจกัน แต่เซลล์กล้ามเนื้อจะมีขนาดโตขึ้น ใยกล้ามเนื้อมีขีดจำกัดในการเติบโต ถ้ากล้ามเนื้อขยายขนาดมากเกินไปเรียกว่า ภาวะอวัยวะโตเกิน (Organ hypertrophy) และอาจเกิด การเจริญเกิน หรือการงอกเกิน (hyperplasia)

       สรีรวิทยาของกล้ามเนื้อ

แม้ว่ากล้ามเนื้อทั้งสามชนิด (กล้ามเนื้อโครงร่าง, กล้ามเนื้อเรียบ และกล้ามเนื้อหัวใจ) จะมีความแตกต่างกันอย่างสิ้นเชิง แต่การหดตัวของกล้ามเนื้อของกล้ามเนื้อทั้งสามชนิดก็มีความคล้ายคลึงกัน โดยเกิดจากการเคลื่อนที่ของแอกติน (actin) และไมโอซิน (myosin) ในกล้ามเนื้อโครงร่าง การหดตัวเกิดมาจากกระแสประสาทที่ส่งผ่านมาจากเส้นประสาท ซึ่งมักจะมาจากเซลล์ประสาทสั่งการ (motor neuron) การหดตัวของกล้ามเนื้อหัวใจและกล้ามเนื้อเรียบถูกกระตุ้นโดยเซลล์คุมจังหวะ (pacemaker cell) ภายในซึ่งจะหดตัวอย่างเป็นจังหวะ และกระจายการหดตัวไปยังเซลล์กล้ามเนื้อข้างเคียง กล้ามเนื้อโครงร่างทั้งหมดและกล้ามเนื้อเรียบหลายชนิดถูกกระตุ้นโดยสารสื่อประสาท (neurotransmitter) เช่น อะเซติลโคลีน (acetylcholine)

การหดตัวของกล้ามเนื้อจะต้องใช้พลังงานอย่างมาก เซลล์กล้ามเนื้อทุกเซลล์ผลิตโมเลกุลอะดีโนซีนไตรฟอสเฟต (Adenosine Triphosphate) หรือ ATP ซึ่งให้พลังงานในการเคลื่อนที่ส่วนหัวของไมโอซิน (myosin) กล้ามเนื้อจะเก็บสะสม ATP ในรูปของครีเอตินฟอสเฟต(creatine phosphate) ซึ่งสร้างขึ้นมาจาก ATP เมื่อกล้ามเนื้อต้องการพลังงานในการหดตัว ครีเอตินฟอสเฟตสามารถผลิต ATP กลับคืนมาได้ กล้ามเนื้อสามารถเก็บกลูโคส (glucose) ไว้ในรูปของไกลโคเจน (glycogen) เช่นกัน ไกลโคเจนสามารถเปลี่ยนเป็นกลูโคสได้อย่างรวดเร็วเพื่อให้เกิดการหดตัวของกล้ามเนื้อที่มีกำลังมากและนานขึ้น ในเซลล์กล้ามเนื้อโครงร่าง โมเลกุลกลูโคส 1 โมเลกุลสามารถถูกสลายโดยกระบวนการไกลโคไลซิส (glycolysis) ซึ่งทำให้ได้ ATP 2 โมเลกุลและกรดแลกติก 2 โมเลกุล นอกจากนั้นภายในเซลล์กล้ามเนื้อยังสามารถเก็บไขมันซึ่งจะถูกใช้ไประหว่างการออกกำลังกายแบบใช้ออกซิเจน (aerobic exercise) การหายใจแบบใช้ออกซิเจนจะผลิต ATP ได้เป็นเวลานานกว่า ให้ประสิทธิภาพในการทำงานสูงสุด และผลิต ATP ได้จำนวนมากกว่าการหายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจนแม้จะต้องผ่านกระบวนการทางชีวเคมีมากกว่า

ในทางตรงกันข้าม กล้ามเนื้อหัวใจสามารถสลายสารอาหารโมเลกุลใหญ่ (macronutrients) เช่นโปรตีน กลูโคส ไขมัน ได้ทันทีและให้ ATP ออกมาเป็นจำนวนมาก หัวใจและตับสามารถใช้พลังงานจากกรดแลกติกซึ่งผลิตขึ้นมาและหลั่งออกจากกล้ามเนื้อโครงร่างระหว่างการออกกำลังกาย

         อ้างอิง

http://www.thaigoodview.com/node/32442

http://www.promma.ac.th/main/biology/web/p4.htm

http://www.thaigoodview.com/node/71535

http://th.wikipedia.org/wiki/%E0%B8%81%E0%B8%A5%E0%B9%89%E0%B8%B2%E0%B8%A1%E0%B9%80%E0%B8%99%E0%B8%B7%E0%B9%89%E0%B8%AD

http://th.wikipedia.org/wiki/%E0%B8%AA%E0%B8%A3%E0%B8%B5%E0%B8%A3%E0%B8%A7%E0%B8%B4%E0%B8%97%E0%B8%A2%E0%B8%B2%E0%B8%81%E0%B8%A5%E0%B9%89%E0%B8%B2%E0%B8%A1%E0%B9%80%E0%B8%99%E0%B8%B7%E0%B9%89%E0%B8%AD

http://sripibul.blogspot.com/2010/06/muscular-system.html