Қозғалыс. Биофизика

Тақырыпты талдау

Адам қаңқасы

Ересек адам қаңқасында шамамен 206 сүйек бар. Бөлімдері: бас қаңқасы (бас сүйек: ми және бет бөлімдері), тұлға қаңқасы (омыртқа жотасы — мойын, кеуде, бел, сегізкөз және құйымшақ бөлімдеріндегі 33–34 омыртқа; кеуде қуысы — 12 жұп қабырға және төс), белдеулер мен бос аяқ-қолдар қаңқасы.

Сүйектің құрамы: органикалық заттар (оссеин ақуызы — серпімділік) және минералдық заттар (кальций тұздары — қаттылық). Балаларда органикалық зат көп — сүйектері иілгіш, қарттарда минералдық зат көп — сүйектері морт.

Сүйек ұзындыққа шеміршекті өсу пластинкалары, жуандыққа сүйекқап есебінен өседі. Кемікті затта қызыл сүйек кемігі бар (қан түзу).

Сүйектердің байланысы: қозғалмайтын (бас сүйек жіктері), жартылай қозғалмалы (омыртқааралық дискілер арқылы омыртқалар), қозғалмалы (буындар).

Омыртқа жотасының иілімдері (мойын және бел лордозы, кеуде және сегізкөз кифозы) жүргенде соққыны жұмсартады — тік жүрудің белгісі.

Бұлшықеттер

Қаңқа (көлденең жолақты) ұлпасы: көпядролы талшықтар, жылдам әрі ерікті жиырылады.

Жүрек (көлденең жолақты) ұлпасы: жасушалар қыстырма дискілер арқылы байланысқан, еріксіз жұмыс істейді және шаршамайды, автоматиясы бар.

Бірыңғай салалы ұлпа: ішкі мүшелер мен тамырлар қабырғасындағы ұршық тәрізді бірядролы жасушалар, баяу әрі еріксіз жиырылады.

Бұлшықеттер антагонист жұптар болып жұмыс істейді: бүгуші (иықтың екі басты бұлшықеті — бицепс) және жазушы (үш басты — трицепс).

Шаршау сүт қышқылының жиналуымен және O₂ жетіспеуімен байланысты; жаттығу бұлшықеттің массасы мен төзімділігін арттырады.

Бұлшықеттің жиырылу механизмі

Жүйке импульсі бұлшықет талшығына жүйке-бұлшықет синапсы арқылы келеді.

Саркоплазмалық тордан Ca²⁺ иондары шығады.

Миозин бастары актинге ілініп, АТФ жұмсай отырып, актин жіпшелерін саркомер ортасына қарай тартады — жіпшелер бір-біріне қатысты сырғиды (сырғымалы жіпшелер теориясы). Саркомер қысқарады, жіпшелердің өз ұзындығы өзгермейді.

Ca²⁺ кері сорылғанда бұлшықет босаңсиды. Өлгеннен кейін АТФ болмағандықтан, миозин бастары ажырамайды — мәйіттің сіресуі.

Ағзадағы рычагтар

Сүйек — рычаг, буын — тірек нүктесі, бұлшықет күш түсіреді.

Бүгілген білек — жылдамдық рычагы: бицепс шынтаққа жақын бекиді (қысқа иін), сондықтан бұлшықетке жүктің салмағынан бірнеше есе көп күш қажет, бірақ қол жылдам әрі кең қозғалады.

Аяқтың ұшына көтерілгендегі табан — күш рычагы.

Біржасушалылар мен өсімдіктердің қозғалысы

Амёба — жалған аяқтармен амёба тәрізді қозғалады; кірпікшелі кебісше — кірпікшелермен; эвглена, хламидомонада және сперматозоидтар — талшықтармен.

Өсімдіктер негізінен қозғалмайды, бірақ мүшелерін қозғайды. Фототропизм: сабақ жарыққа қарай иіледі, өйткені ауксин көлеңкелі жағында жиналып, сол жақтағы жасушалардың өсуін ынталандырады. Геотропизм: тамыр төмен (оң), сабақ жоғары (теріс) өседі.

Настиялар: тиіп кеткенде мимоза жапырақтарының жабылуы (сейсмонастия), гүлдердің күндіз ашылып, түнде жабылуы (фотонастия).

Биофизика

Биоэлектр: жасушаның сыртында Na⁺, ішінде K⁺ көп; натрий-калий сорғысы ≈ −70 мВ тыныштық потенциалын сақтайды. Қозу кезінде Na⁺ жасушаға кіріп, әрекет потенциалы — жүйке импульсі пайда болады. ЭКГ мен ЭЭГ осыған негізделген.

Қысым: қан қысымы жүрек жұмысынан туады; тонометрмен өлшенеді (Коротков әдісі), қалыпты мәні 120/80 мм сын. бағ.

Көз оптикасы: көз бұршағы — жинағыш линза, торлы қабықта кішірейген төңкерілген кескін түзіледі. Алыстан көрмеуді (кескін торлы қабықтың алдында) шашыратқыш линзалармен, жақыннан көрмеуді жинағыш линзалармен түзетеді. Аккомодация — көз бұршағы қисықтығының өзгеруі.

Дыбыс: адам 16–20 000 Гц естиді; одан төмені — инфрадыбыс, жоғарысы — ультрадыбыс (УДЗ, жарқанат пен дельфиндердің эхолокациясы).

Сүйектің құрамы және сүйектердің байланысуы 8 сынып

Құрамы: ~30 % органикалық заттар, ~60 % минералды, қалғаны су. Тәжірибе: қышқылдағы сүйек иілгіш болады (минералды тұздар кетті), күйдірілгені — морт (органика жанды).

Байланысулар: қозғалмайтын (бас сүйек жіктері), жартылай қозғалмалы (омыртқалар — шеміршек дискілер арқылы), қозғалмалы — буындар (буын қапшығы, шеміршек, синовиалды сұйықтық).

Бұлшықет ұлпасының түрлері 8 сынып

Көлденең жолақты қаңқа ұлпасы — жылдам, ерікті. Жүрек ұлпасы — көлденең жолақты, бірақ еріксіз, жасушалары қыстырма дискілермен байланысқан. Бірыңғай салалы — баяу, еріксіз, мүшелер мен тамырлардың қабырғалары.

Баяу (қызыл) талшықтар — митохондриялар мен миоглобин көп, төзімділік (марафон); жылдам (ақ) — күш пен жылдамдық, тез шаршайды (спринт).

Дене бітімі және жалпақ табан 8 сынып

Дене бітімінің бұзылуы: сколиоз (бүйірлік қисаю), кифоз, лордоз. Себептері — партада дұрыс отырмау, бір иықтағы ауыр сөмке, арқа бұлшықеттерінің әлсіздігі.

Жалпақ табан — табан күмбезінің жалпаюы: күмбез амортизациясын жоғалтады. Алдын алу — ыңғайлы аяқкиім, тегіс емес жермен жалаң аяқ жүру, жаттығулар.

Фотопериодизм және өсімдік қозғалыстары 7 сынып

Фотопериодизм — күн ұзақтығына реакция: ұзақ күндік өсімдіктер жазда гүлдейді (бидай, шалғам), қысқа күндіктер — күзде (хризантема).

Тропизмдер — тітіркендіргіш жаққа қарай өсу қозғалыстары (фототропизм, геотропизм); настиялар — бағытқа тәуелсіз қозғалыстар (гүлдердің түнде жабылуы).

Сүйектің құрылысы және буын түрлері 8 сынып

Түтікті сүйек (иық сүйегі, ортан жілік) денеден — диафизден және екі бастан — эпифиздерден тұрады. Диафиз тығыз (компактылы) заттан құралған, оның ішінде сары сүйек кемігі (май ұлпасы) бар сүйек кемігі қуысы орналасқан. Эпифиздер қызыл сүйек кемігі бар кемікті затқа толы және буын шеміршегімен қапталған. Сүйектің сыртын сүйекқап — тамырлары мен жүйкелері бар қабықша жабады, оның жасушалары сүйектің жуандыққа өсуін және сынғанда бітуін қамтамасыз етеді. Түтікті сүйектерден басқа жалпақ (жауырын, бассүйек күмбезінің сүйектері), қысқа (білезік сүйектері) және аралас (омыртқалар) сүйектер болады.

Микроскоппен қарағанда тығыз зат остеондардан тұрады: тамырлары мен жүйкелері бар орталық өзекшені айнала сүйек пластинкалары концентрлі орналасқан, ал олардың арасындағы қуыстарда сүйек жасушалары жатады. Кемікті зат жүктеме сызықтары бойымен орналасқан сүйек арқалықтарынан түзілген — сүйек жеңіл, бірақ берік болады.

Буындарды буын беттерінің пішіні мен қозғалыс осьтерінің саны бойынша ажыратады. Шар тәрізді — барлық бағытта қозғалады (иық буыны, жамбас-сан буыны); эллипс тәрізді — екі ось (кәрі жілік-білезік буыны); ер тәрізді — екі ось (бас бармақтың білезік-алақан буыны, ол бас бармақты басқаларына қарама-қарсы қоюға мүмкіндік береді); шығыр тәрізді — бір ось, бүгу және жазу (саусақ буынаралық буындары, иық-шынтақ буыны); цилиндр тәрізді — айналу (бірінші және екінші мойын омыртқаларының арасындағы буын). Жарақаттар: буын байламдарының созылуы, буынның шығуы (сүйектердің буында ығысуы), сүйектің сынуы; алғашқы көмек — аяқ-қолды шинамен көршілес екі буынды қамти отырып қозғалтпай бекіту.

Жануарлардың қозғалыс мүшелері 7 сынып

Қозғалу тәсілі тіршілік ортасына байланысты. Жауын құрты тері-бұлшықет қапшығы арқылы жорғалайды: сақиналы және бойлық бұлшықеттер кезек-кезек жиырылып, дене қуысындағы сұйықтыққа (гидроқаңқа) қысым түсіреді, ал қылтандар топыраққа ілінеді. Ұлу бұлшықетті аяғымен сырғиды, кальмар мен сегізаяқ суды итеріп шығарып, реактивті қозғалады. Буынаяқтыларда сыртқы хитинді қаңқа мен буынды аяқтар бар, бұлшықеттер қаңқаға ішкі жағынан бекиді; жәндіктер — ұша алатын жалғыз омыртқасыздар.

Омыртқалыларда қаңқа ішкі, бұлшықеттер сүйектерге бекиді. Балықтар денесі мен құйрығын иіп жүзеді, ал жүзбеқанаттары рөл және тұрақтандырғыш қызметін атқарады; қосмекенділер ұзын артқы аяқтарымен секіріп, жүзеді; бауырымен жорғалаушылар жорғалайды. Құстарда алдыңғы аяқтары қанатқа айналған, төс сүйегінде қуатты кеуде бұлшықеттері бекитін төс қыры бар, сүйектері қуыс. Сүтқоректілер жүреді, жүгіреді, секіреді, ұшады (жарқанаттар) және жүзеді (киттер); олардың аяқтары дененің астында орналасқан.

Бұлшықет топтары және гиподинамия 8 сынып

Қаңқа бұлшықеті құрсақтан — дәнекер ұлпалы қабықшамен (шандырмен) қапталған бұлшықет талшықтарының шоғырларынан — және оны сүйектерге бекітетін сіңірлерден тұрады. Бұлшықет талшығы — миофибриллаларға толы ұзын көпядролы жасуша. Адам денесінде 600-ден астам бұлшықет бар.

Бұлшықет топтары: бас — шайнау бұлшықеттері (төменгі жақты қозғалтады) және ым бұлшықеттері (теріге бекіп, бет әлпетін жасайды); мойын; тұлға — кеуде, қабырғааралық бұлшықеттер, көкет, омыртқа жотасын ұстап тұратын құрсақ және арқа бұлшықеттері; қол — дельта тәрізді бұлшықет (қолды көтереді), иықтың екі басты және үш басты бұлшықеттері; аяқ — бөксе бұлшықеттері, санның төрт басты бұлшықеті (сирақты жазады), балтыр бұлшықеті (жүргенде өкшені көтереді). Ең ірі бұлшықет — үлкен бөксе бұлшықеті: ол денені тік қалыпта ұстайды.

Гиподинамия — қозғалыстың жетіспеуі. Оның салдары: бұлшықеттер әлсіреп, кішірейеді, сүйектер кальцийін жоғалтады, жүректің жұмысы мен зат алмасу нашарлайды, артық салмақ, дене бітімінің бұзылуы және жалпақ табан пайда болады. Бұлшықет жұмысы динамикалық (дене немесе жүк орын ауыстырады: жүру, гантель көтеру) және статикалық (дене қалпы ұсталып тұрады: тұру, жүкті ұстап тұру) болады; статикалық жұмыс тезірек шаршатады.

Бұлшықеттің жұмысы және шаршауы: И. М. Сеченовтың тәжірибелері 9 сынып

Бұлшықеттің механикалық жұмысы: $A=F\cdot h$ — күш (Н) мен жүкті көтеру биіктігінің (м) көбейтіндісі, мұндағы жүктің ауырлық күші F = m · g. Қол басы бұлшықеттерінің ең үлкен күшін динамометрмен, төзімділігін шаршағанға дейінгі қайталау санымен немесе жүкті ұстап тұру уақытымен өлшейді. Эргографпен (жүкті саусақпен белгілі ырғақпен көтеру) жүргізілген тәжірибелер көрсеткендей, ең көп жұмыс орташа жүктеме мен орташа ырғақта орындалады, ал тым ауыр жүк немесе тым жиі ырғақ тез шаршатады.

Шаршау — жұмыс қабілетінің уақытша төмендеуі. Ол бұлшықетте сүт қышқылының жиналуымен және АТФ жетіспеуімен ғана емес, жүйке орталықтарының шаршауымен де байланысты. И. М. Сеченов шаршаған оң қол толық тыныштықта отырғаннан гөрі, үзілісте сол қол жұмыс істегенде тезірек қалпына келетінін анықтады — бұл белсенді демалыс. Сондықтан ақыл-ой жұмысын сергіту сәттерімен алмастырып отырған пайдалы.

Саркомер: дискілер мен аймақтар 10 сынып

Микроскоппен қарағанда миофибрилла жолақты: күңгірт A дискілері (анизотропты) ашық I дискілерімен (изотропты) кезектеседі. A дискісінің ұзындығы жуан миозин жіпшелерінің ұзындығына тең; оның шеттерінде олар жіңішке актин жіпшелерімен бір-бірін жабады, ал A дискісінің ортасында тек миозин болатын ашық H аймағы, оның ортасында M сызығы бар. I дискісінде тек актин болады және ол актин жіпшелері бекитін Z сызығымен қақ бөлінген. Саркомер — бір Z сызығынан көршілес Z сызығына дейінгі бөлік.

Жиырылғанда жіпшелер сырғиды: Z сызықтары жақындайды, I дискілері мен H аймағы қысқарады (күшті жиырылғанда H аймағы жойылады), ал A дискісінің ұзындығы өзгермейді, себебі миозин жіпшелерінің ұзындығы өзгермейді. Тыныштықта актиндегі байланысу орындарын тропомиозин ақуызы жауып тұрады. Келген Ca²⁺ иондары тропонин ақуызымен қосылады, ол тропомиозинді ығыстырады да, миозин бастары актинге қосылады; бастың әрбір «ескек есуі» бір молекула АТФ жұмсайды.