गति जीवित प्राणियों की महत्वपूर्ण विशेषताओं में से एक है। जानवरों और पौधों में गति की एक विस्तृत श्रृंखला देखी जाती है। अमीबा जैसे एककोशिकीय जीवों में प्रोटोप्लाज्म का प्रवाह गति का एक सरल रूप है। कई जीव सिलिया, फ्लैजेला और टेंटेकल्स की गति दिखाते हैं। मानव अंगों, जबड़ों, पलकों, जीभ आदि को हिला सकते हैं। कुछ गतियों के परिणामस्वरूप स्थान या स्थिति में परिवर्तन होता है। ऐसी स्वैच्छिक गतियों को लोकोमोशन कहा जाता है। चलना, दौड़ना, चढ़ना, उड़ना, तैरना सभी लोकोमोटरी गतियों के कुछ रूप हैं। लोकोमोटरी संरचनाओं को अन्य प्रकार की गतियों को प्रभावित करने वाली संरचनाओं से अलग होना आवश्यक नहीं है। उदाहरण के लिए, परामीशियम में सिलिया साइटोफैरिंक्स के माध्यम से भोजन की गति में और लोकोमोशन दोनों में मदद करती है। हाइड्रा अपने टेंटेकल्स का उपयोग अपने शिकार को पकड़ने के लिए कर सकता है और साथ ही उनका उपयोग लोकोमोशन के लिए भी कर सकता है। हम शरीर की मुद्राओं में बदलाव और लोकोमोशन दोनों के लिए अंगों का उपयोग करते हैं। उपरोक्त प्रेक्षण सुझाते हैं कि गतियों और लोकोमोशन को अलग से अध्ययन नहीं किया जा सकता है। इन दोनों को इस कथन से जोड़ा जा सकता है कि सभी लोकोमोशन गतियां होती हैं लेकिन सभी गतियां लोकोमोशन नहीं होती हैं।

जानवरों द्वारा की जाने वाली लोकोमोशन की विधियां उनके आवास और स्थिति की मांग के साथ भिन्न होती हैं। हालांकि, लोकोमोशन आमतौर पर भोजन, आश्रय, साथी, उपयुक्त प्रजनन स्थलों, अनुकूल जलवायु परिस्थितियों की खोज के लिए या शत्रुओं/शिकारियों से बचने के लिए होता है।

20.1 गति के प्रकार

मानव शरीर की कोशिकाएं मुख्यतः तीन प्रकार की गति दिखाती हैं—ऐमीबॉयड, सिलियरी और पेशीय। हमारे शरीर की कुछ विशिष्ट कोशिकाएं जैसे रक्त में मौजूद मैक्रोफेज और ल्यूकोसाइट्स ऐमीबॉयड गति प्रदर्शित करती हैं। यह गति प्रोटोप्लाज्म के प्रवाह द्वारा बने छद्मपाद (pseudopodia) के माध्यम से होती है (जैसे ऐमीबा में)। साइटोस्केलेटल तत्व जैसे माइक्रोफिलामेंट्स भी ऐमीबॉयड गति में शामिल होते हैं।

सिलियरी गति हमारे अधिकांश आंतरिक नलिकाओं वाले अंगों में होती है जो सिलियेटेड एपिथीलियम से आच्छादित होते हैं। श्वासनली में सिलिया की समन्वित गति हमें धूल के कणों और वायुमंडलीय वायु के साथ श्वास द्वारा अंदर गई कुछ विदेशी पदार्थों को बाहर निकालने में सहायता करती है। महिला जनन मार्ग के माध्यम से अंडाणु की गति भी सिलियरी गति द्वारा सुगम बनाई जाती है। हमारे अंगों, जबड़े, जीभ आदि की गति पेशीय गति की आवश्यकता होती है।

पेशियों की संकुचनशीलता मानवों और अधिकांश बहुकोशिकीय जीवों द्वारा लोकमोशन और अन्य गतिविधियों के लिए प्रभावी रूप से उपयोग की जाती है। लोकमोशन के लिए पेशीय, अस्थि और तंत्रिका तंत्रों की पूर्ण समन्वित गतिविधि आवश्यक होती है। इस अध्याय में आप पेशियों के प्रकार, उनकी संरचना, संकुचन की क्रियाविधि और अस्थि तंत्र के महत्वपूर्ण पहलुओं के बारे में जानेंगे।

20.2 पेशी

आपने अध्याय 8 में पढ़ा है कि सिलिया और फ्लैजेला कोशिका झिल्ली की उभरी हुई संरचनाएँ होती हैं। फ्लैजेलर गति शुक्राणुओं के तैरने, स्पंजों की नालिका प्रणाली में जल-धारा के संचालन और यूग्लीना जैसे प्रोटोजोआ के संचरण में सहायक होती है। पेशी मध्योतकीय उत्पत्ति का एक विशिष्ट ऊतक है। एक मानव वयस्क के शरीर के भार का लगभग 40-50 प्रतिशत भाग पेशियों से होता है। इनमें विशेष गुण होते हैं—उत्तेजनीयता, संकुचनशीलता, विस्तारशीलता और प्रत्यास्थता। पेशियों को विभिन्न मानदंडों—स्थान, दिखावट और उनकी क्रियाओं के नियमन की प्रकृति—के आधार पर वर्गीकृत किया गया है। स्थान के आधार पर तीन प्रकार की पेशियाँ पहचानी जाती हैं: (i) कंकालीय (ii) आंतरिक और (iii) हृदयीय।

कंकालीय पेशियाँ शरीर के कंकालीय अवयवों से घनिष्ठ रूप से जुड़ी होती हैं। सूक्ष्मदर्शी के नीचे इनमें धारीदार दिखावट होती है, इसलिए इन्हें पट्टित पेशियाँ भी कहा जाता है। चूँकि इनकी क्रियाएँ तंत्रिका तंत्र के स्वैच्छिक नियंत्रण में होती हैं, इन्हें स्वैच्छिक पेशियाँ भी कहा जाता है। ये मुख्यतः चलने-फिरने की क्रियाओं और शरीर की मुद्राओं के परिवर्तन में संलग्न होती हैं।

विसरल पेशियाँ शरीर के खोखले विसरल अंगों—जैसे आहार नाल, प्रजनन पथ आदि—की भीतरी दीवारों में स्थित होती हैं। ये किसी भी प्रकार की रेखाचित्रण (striation) नहीं दिखातीं और दिखने में चिकनी होती हैं, इसलिए इन्हें चिकनी पेशियाँ (गैर-रेखाचित्रित पेशी) कहा जाता है। इनकी गतिविधियाँ तंत्रिका तंत्र के स्वैच्छिक नियंत्रण में नहीं होतीं, अतः ये अनैच्छिक पेशियाँ कहलाती हैं। ये, उदाहरणस्वरूप, आहार को पाचन तंत्र से तथा गैमीटों को जनन तंत्र से परिवहन में सहायता करती हैं।

जैसा नाम सूचित करता है, हृदय पेशियाँ हृदय की पेशियाँ होती हैं। अनेक हृदय पेशी कोशिकाएँ शाखायुक्त ढाँचे में एकत्र होकर एक हृदय पेशी बनाती हैं। दिखावट के आधार पर हृदय पेशियाँ रेखाचित्रित होती हैं। ये स्वभाव से अनैच्छिक होती हैं क्योंकि तंत्रिका तंत्र इनकी गतिविधियों का प्रत्यक्ष नियंत्रण नहीं करता।

आइए संरचना और संकुचन की क्रिया को समझने के लिए कंकाल पेशी का विस्तार से अवलोकन करें। हमारे शरीर की प्रत्येक संगठित कंकाल पेशी कई पेशी गुच्छों (fascicles) से बनी होती है, जिन्हें एक सामान्य कोलाजनयुक्त संयोजी ऊतक परत—जिसे फास्किया कहा जाता है—एक साथ बाँधता है। प्रत्येक पेशी गुच्छा कई पेशी तंतुओं (muscle fibres) को समाहित करता है (चित्र 20.1)।

चित्र 20.1 पेशी के अनुप्रस्थ काट का आरेखीय दृश्य जिसमें पेशी गुच्छे और पेशी तंतु दिखाए गए हैं

प्रत्येक मांसपेशी तंतु को सार्कोलेमा नामक प्लाज्मा झिल्ली से घेरा गया है जो सार्कोप्लाज्म को घेरे रहती है। मांसपेशी तंतु एक सिंसाइटियम है क्योंकि सार्कोप्लाज्म में कई केंद्रक होते हैं। एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम, अर्थात् मांसपेशी तंतुओं का सार्कोप्लाज्मिक रेटिकुलम कैल्शियम आयनों का भंडार है। मांसपेशी तंतु की एक विशिष्ट विशेषता सार्कोप्लाज्म में उपस्थित बड़ी संख्या में समानांतर रूप से व्यवस्थित तंतुकणों की उपस्थिति है जिन्हें मायोफिलामेंट्स या मायोफिब्रिल्स कहा जाता है। प्रत्येक मायोफिब्रिल पर बारी-बारी से गहरे और हल्के बैंड होते हैं। मायोफिब्रिल के विस्तृत अध्ययन से यह स्थापित हुआ है कि धारीदार दिखावट दो महत्वपूर्ण प्रोटीनों - एक्टिन और मायोसिन - के वितरण पैटर्न के कारण होती है। हल्के बैंड एक्टिन होते हैं और इन्हें I-बैंड या आइसोट्रोपिक बैंड कहा जाता है, जबकि गहरे बैंड को ‘A’ या एनिसोट्रोपिक बैंड कहा जाता है जिसमें मायोसिन होता है। दोनों प्रोटीन छड़ जैसी संरचनाओं के रूप में एक-दूसरे के समानांतर और मायोफिब्रिल्स की लंबवत अक्ष के समानांतर व्यवस्थित होते हैं। एक्टिन तंतुकण मायोसिन तंतुकणों की तुलना में पतले होते हैं, इसलिए इन्हें क्रमशः पतले और मोटे तंतुकण कहा जाता है। प्रत्येक ‘I’ बैंड के केंद्र में एक लचीला तंतु होता है जिसे ‘Z’ रेखा कहा जाता है जो इसे दो भागों में बांटती है। पतले तंतुकण ‘Z’ रेखा से दृढ़ता से जुड़े होते हैं। ‘A’ बैंड में मोटे तंतुकण भी इस बैंड के मध्य भाग में एक पतले रेशेदार झिल्ली द्वारा एक साथ बंधे होते हैं जिसे ‘M’ रेखा कहा जाता है। ‘A’ और ‘I’ बैंड पूरे मायोफिब्रिल की लंबाई में बारी-बारी से व्यवस्थित होते हैं। दो क्रमागत ‘Z’ रेखाओं के बीच मायोफिब्रिल का भाग संकुचन की कार्यात्मक इकाई माना जाता है और इसे सार्कोमियर कहा जाता है (चित्र 20.2)। विश्राम अवस्था में, मोटे तंतुकणों के दोनों ओर स्थित पतले तंतुकणों के किनारे मोटे तंतुकणों के मुक्त सिरों को आंशिक रूप से ओवरलैप करते हैं जिससे मोटे तंतुकणों का केंद्रीय भाग खुला रह जाता है। मोटे तंतुकण का यह केंद्रीय भाग, जो पतले तंतुकणों द्वारा ओवरलैप नहीं होता, ‘H’ जोन कहलाता है।

चित्र 20.2 (a) एक पेशी तंतु का चित्रात्मक प्रतिनिधित्व जिसमें एक सारकोमेर दिखाया गया है (b) एक सारकोमेर

20.2.1 संकुचनशील प्रोटीनों की संरचना

प्रत्येक एक्टिन (पतला) तंतु दो ‘F’ (तंत्वीय) एक्टिन से बना होता है जो एक-दूसरे के चारों ओर कुंडलाकार रूप से लिपटे होते हैं। प्रत्येक ‘F’ एक्टिन एकलकीय ‘G’ (गोलाकार) एक्टिन का एक बहुलक है। एक अन्य प्रोटीन, ट्रोपोमायोसिन की दो तंतुएँ भी ‘F’ एक्टिन के समीप इसकी संपूर्ण लंबाई में फैली होती हैं। एक जटिल प्रोटीन ट्रोपोनिन ट्रोपोमायोसिन पर नियमित अंतरालों पर वितरित होता है। विश्राम अवस्था में ट्रोपोनिन का एक उपइकाई एक्टिन तंतुओं पर मायोसिन के लिए सक्रिय बंधन स्थलों को ढक लेता है (चित्र 20.3a)।

प्रत्येक मायोसिन (मोटा) तंतु भी एक बहुलकीकृत प्रोटीन है। एक मोटे तंतु को कई एकलकीय प्रोटीन मेरोमायोसिन बनाते हैं (चित्र 20.3b)। प्रत्येक मेरोमायोसिन के दो महत्वपूर्ण भाग होते हैं, एक गोलाकार सिर जिसमें एक छोटी भुजा होती है और एक पूंछ, पहले को भारी मेरोमायोसिन (HMM) और दूसरे को हल्का मेरोमायोसिन (LMM) कहा जाता है। HMM घटक, अर्थात् सिर और छोटी भुजा बहुलकीकृत मायोसिन तंतु की सतह से एक-दूसरे से नियमित दूरी और कोण पर बाहर की ओर निकले होते हैं और इसे क्रॉस आर्म कहा जाता है। गोलाकार सिर एक सक्रिय ATPase एंजाइम है और इसमें ATP के लिए बंधन स्थल और एक्टिन के लिए सक्रिय स्थल होते हैं।

आकृति 20.3 (a) एक एक्टिन (पतली) फिलामेंट (b) मायोसिन मोनोमर (मेरोमायोसिन)

20.2.2 पेशी संकुचन की क्रियाविधि

पेशी संकुचन की क्रियाविधि को स्लाइडिंग फिलामेंट सिद्धांत द्वारा सबसे अच्छी तरह समझाया गया है, जो कहता है कि एक पेशी तंतु का संकुचन पतली फिलामेंट्स के मोटी फिलामेंट्स पर सरकने से होता है।

पेशी संकुचन की शुरुआत केंद्रीय तंत्रिका तंत्र (CNS) द्वारा एक संकेत भेजे जाने से होती है, जो एक मोटर न्यूरॉन के माध्यम से जाता है। एक मोटर न्यूरॉन और उससे जुड़े पेशी तंतु मिलकर एक मोटर इकाई बनाते हैं। एक मोटर न्यूरॉन और पेशी तंतु की सार्कोलेमा के बीच का संधि स्थल न्यूरोमस्कुलर जंक्शन या मोटर-एंड प्लेट कहलाता है। इस जंक्शन तक पहुंचने वाला तंत्रिकीय संकेत एक न्यूरोट्रांसमीटर (एसिटिल कोलिन) छोड़ता है जो सार्कोलेमा में एक एक्शन पोटेंशियल उत्पन्न करता है। यह पेशी तंतु में फैलता है और सार्कोप्लाज्म में कैल्शियम आयनों के रिलीज़ का कारण बनता है। Ca++ स्तर में वृद्धि से कैल्शियम एक्टिन फिलामेंट्स पर ट्रोपोनिन के एक सबयूनिट से बंधता है और इस प्रकार मायोसिन के लिए सक्रिय स्थलों की ढकी हुई स्थिति को हटा देता है। ATP हाइड्रोलिसिस से प्राप्त ऊर्जा का उपयोग करते हुए, मायोसिन सिर अब एक्टिन पर उजागर हुए सक्रिय स्थलों से बंधकर एक क्रॉस ब्रिज बनाता है (आकृति 20.4)।

आकृति 20.4 क्रॉस ब्रिज निर्माण के चरण, सिर का घूमना और क्रॉस ब्रिज का टूटना

यह संलग्न एक्टिन फिलामेंट्स को ‘A’ बैंड के केंद्र की ओर खींचता है। इन एक्टिन से जुड़ी ‘Z’ लाइन भी अंदर की ओर खिंचती है जिससे सार्कोमेर की लंबाई घटती है, अर्थात् संकुचन होता है। उपरोक्त चरणों से स्पष्ट है कि मांसपेशी की संक्षिप्ति, अर्थात् संकुचन के दौरान ‘I’ बैंड घट जाते हैं, जबकि ‘A’ बैंड अपनी लंबाई बनाए रखते हैं (चित्र 20.5)। मायोसिन, ADP और P1 को छोड़कर अपने विश्राम अवस्था में लौटता है। एक नया ATP बंधता है और क्रॉस-ब्रिज टूट जाता है (चित्र 20.4)। ATP फिर से मायोसिन सिर द्वारा हाइड्रोलाइज़ होता है और क्रॉस-ब्रिज बनने और टूटने का चक्र दोहराया जाता है जिससे और स्लाइडिंग होती है। यह प्रक्रिया तब तक जारी रहती है जब तक Ca++ आयन सार्कोप्लाज़्मिक सिस्टर्न में वापस पंप नहीं किए जाते जिससे एक्टिन फिलामेंट्स ढक जाते हैं। इससे ‘Z’ लाइनें अपनी मूल स्थिति में लौट आती हैं, अर्थात् विश्राम होता है। फाइबर की प्रतिक्रिया समय विभिन्न मांसपेशियों में भिन्न हो सकती है। मांसपेशियों की बार-बार सक्रियता से उनमें ग्लाइकोजन के अवायवीय टूटने के कारण लैक्टिक एसिड का संचय हो सकता है जिससे थकान आती है। मांसपेशी में एक लाल रंग का ऑक्सीजन संग्रहित करने वाला पिग्मेंट होता है जिसे मायोग्लोबिन कहा जाता है। कुछ मांसपेशियों में मायोग्लोबिन की मात्रा अधिक होती है जिससे वे लाल दिखाई देती हैं। ऐसी मांसपेशियों को रेड फाइबर कहा जाता है। इन मांसपेशियों में पर्याप्त मात्रा में माइटोकॉन्ड्रिया भी होते हैं जो ATP उत्पादन के लिए इनमें संग्रहित बड़ी मात्रा में ऑक्सीजन का उपयोग कर सकते हैं। इसलिए इन मांसपेशियों को एरोबिक मांसपेशियां भी कहा जा सकता है। दूसरी ओर, कुछ मांसपेशियों में मायोग्लोबिन की मात्रा बहुत कम होती है और इसलिए वे पीले या सफेद दिखाई देती हैं। ये व्हाइट फाइबर होते हैं। इनमें माइटोकॉन्ड्रिया की संख्या भी कम होती है, लेकिन सार्कोप्लाज़्मिक रेटिकुलम की मात्रा अधिक होती है। ये ऊर्जा के लिए अवायवीय प्रक्रिया पर निर्भर करते हैं।

आकृति 20.5 पेशी संकुचन की स्लाइडिंग-फिलामेंट सिद्धांत (पतली फिलामेंट्स की गति और I बैंड तथा H ज़ोन का सापेक्ष आकार)

20.3 कंकाल प्रणाली

कंकाल प्रणाली हड्डियों और कुछ उपास्थियों के एक ढांचे से बनी होती है। यह प्रणाली शरीर द्वारा दिखाए जाने वाले गति में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है। कल्पना कीजिए कि जबड़े की हड्डियों के बिना भोजन चबाना और अंगों की हड्डियों के बिना चलना-फिरना कैसा होगा। हड्डी और उपास्थि विशिष्ट संयोजी ऊतक हैं। पूर्व में कैल्शियम लवणों के कारण इसका मैट्रिक्स बहुत कठोर होता है और उत्तर में कॉन्ड्रोइटिन लवणों के कारण इसका मैट्रिक्स थोड़ा लचीला होता है। मानवों में यह प्रणाली 206 हड्डियों और कुछ उपास्थियों से बनी होती है। इसे दो प्रमुख भागों में बाँटा गया है - अक्षीय और उपांग कंकाल।

अक्षीय कंकाल में शरीर के मुख्य अक्ष के साथ-साथ वितरित 80 हड्डियाँ होती हैं। खोपड़ी, कशेरुका स्तंभ, स्तन की हड्डी और पसलियाँ अक्षीय कंकाल बनाते हैं। खोपड़ी (आकृति 20.6) दो समूहों की हड्डियों से बनी होती है - क्रेनियल और चेहरे की, जिनकी कुल संख्या 22 हड्डियाँ है।

आकृति 20.6 मानव खोपड़ी की आरेखीय दृश्य

कपालीय अस्थियाँ 8 होती हैं। ये मस्तिष्क के लिए कठोर सुरक्षात्मक बाहरी आवरण, कपाल बनाती हैं। चेहरे का क्षेत्र 14 अस्थि तत्वों से बना होता है जो खोपड़ी के सामने के भाग का निर्माण करते हैं। मुंह की गुहा के आधार पर एक U-आकार की एकल अस्थि हायोइड होती है जिसे खोपड़ी में भी शामिल किया जाता है। प्रत्येक मध्य कान में तीन छोटी अस्थियाँ होती हैं - मैलियस, इंकस और स्टेप्स, जिन्हें सामूहिक रूप से कान की अस्थिकाएँ कहा जाता है। खोपड़ी क्षेत्र दो ऑक्सिपिटल कॉन्डाइल्स (द्विकॉन्डिलिक खोपड़ी) की सहायता से मेरुदंड के ऊपरी क्षेत्र से संधित होता है।

हमारा मेरुदंड (चित्र 20.7) 26 क्रमबद्ध रूप से व्यवस्थित इकाइयों जिन्हें कशेरुक कहा जाता है, से बना होता है और यह पृष्ठीय रूप से स्थित होता है। यह खोपड़ी के आधार से शुरू होता है और धड़ का मुख्य ढांचा बनाता है। प्रत्येक कशेरुक में एक केंद्रीय खोखला भाग (तंत्रिका नलिका) होता है जिसके माध्यम से मेरुरज्जु गुजरती है। पहला कशेरुक एटलस है और यह ऑक्सिपिटल कॉन्डाइल्स से संधित होता है। मेरुदंड को खोपड़ी से शुरू होकर ग्रीवा (7), वक्ष (12), लंबर (5), सेक्रल (1-संलयित) और कोक्सीजियल (1-संलयित) क्षेत्रों में विभेदित किया गया है। ग्रीवा कशेरुकों की संख्या लगभग सभी स्तनधारियों में सात होती है जिसमें मानव भी शामिल हैं। मेरुदंड मेरुरज्जु की रक्षा करता है, सिर का समर्थन करता है और पीठ की पसलियों और पेशियों के लिए जोड़ने का बिंदु होता है। स्टर्नम वक्ष का वेंट्रल मध्य रेखा पर स्थित एक समतल अस्थि होता है।

आकृति 20.7 कशेरूकीय स्तंभ (दायां पार्श्वीय दृश्य)

पसलियों के 12 जोड़े होते हैं। प्रत्येक पसली एक पतली समतली हड्डी होती है जो पृष्ठीय रूप से कशेरूकीय स्तंभ से और उरसीय रूप से स्तन हड्डी से जुड़ी होती है। इसके पृष्ठीय सिरे पर दो संधि सतहें होती हैं, इसलिए इसे द्विशिरस्क कहा जाता है। पहले सात जोड़ी पसलियों को सच्ची पसलियाँ कहा जाता है। ये पृष्ठीय रूप से वक्ष कशेरुकों से जुड़ी होती हैं और उरसीय रूप से हायलाइन उपास्थि की सहायता से स्तन हड्डी से जुड़ी होती हैं। आठवीं, नौवीं और दसवीं जोड़ी पसलियाँ सीधे स्तन हड्डी से संधित नहीं होती हैं, बल्कि हायलाइन उपास्थि की सहायता से सातवीं पसली से जुड़ती हैं। इन्हें कशेरुपोष्ठीय (झूठी) पसलियाँ कहा जाता है। अंतिम 2 जोड़ी (ग्यारहवीं और बारहवीं) पसलियाँ उरसीय रूप से जुड़ी नहीं होती हैं, इसलिए इन्हें तैरती पसलियाँ कहा जाता है। वक्ष कशेरुकाएँ, पसलियाँ और स्तन हड्डी मिलकर पसली पिंजरा बनाते हैं (आकृति 20.8)।

आकृति 20.8 पसलियाँ और पसली पिंजरा

अंगों की हड्डियाँ अपने कंधे-कूल्हे के पाशों सहित उपांगी कंकाल बनाती हैं। प्रत्येक अंग 30 हड्डियों से बना होता है। हाथ (पूर्व अंग) की हड्डियाँ हैं—ह्यूमरस, रेडियस और अल्ना, कार्पल्स (कलाई की हड्डियाँ—8 संख्या में), मेटाकार्पल्स (हथेली की हड्डियाँ—5 संख्या में) और फैलेंजीज़ (अंगुलियाँ—14 संख्या में) (चित्र 20.9)। फीमर (जांघ की हड्डी—सबसे लंबी हड्डी), टिबिया और फिबुला, टार्सल्स (टखने की हड्डियाँ—7 संख्या में), मेटाटार्सल्स (5 संख्या में) और फैलेंजीज़ (अंगुलियाँ—14 संख्या में) पैरों (पश्च अंग) की हड्डियाँ हैं (चित्र 20.10)। कप के आकार की एक हड्डी जिसे पटेला कहा जाता है, घुटने को सामने से ढकती है (घुटने की टोपी)।

चित्र 20.9 दायाँ पेक्टोरल पाश और ऊपरी भुजा। (सामने का दृश्य)

स्कंध और श्रोणि परिधि की हड्डियाँ क्रमशः ऊपरी और निचले अंगों को अक्षीय कंकाल से जोड़ने में सहायता करती हैं। प्रत्येक परिधि दो भागों से बनी होती है। स्कंध परिधि के प्रत्येक भाग में एक क्लैविकल और एक स्केपुला होती है (चित्र 20.9)। स्केपुला एक बड़ी त्रिकोणीय समतल हड्डी है जो वक्ष के पृष्ठ भाग में दूसरी और सातवीं पसलियों के बीच स्थित होती है। स्केपुला का पृष्ठीय, समतल, त्रिकोणीय शरीर थोड़ा उठा हुआ कटक (ridge) रखता है जो एक समतल, फैला हुआ प्रक्रम के रूप में एक्रोमियन कहलाता है। क्लैविकल इसी से संधित होता है। एक्रोमियन के नीचे एक गड्ढा होता है जिसे ग्लेनॉयड गुहिका कहा जाता है जो ह्यूमरस के सिर से संधित होकर कंधे का संधि बनाती है। प्रत्येक क्लैविकल एक लंबी, पतली हड्डी होती है जिसमें दो वक्रताएँ होती हैं। इस हड्डी को सामान्यतः कॉलर बोन कहा जाता है।

चित्र 20.10 दायीं श्रोणि परिधि और निचले अंग की हड्डियाँ (सामने का दृश्य)

श्रोणि परिधि दो कॉक्सल हड्डियों से बनी होती है (चित्र 20.10)। प्रत्येक कॉक्सल हड्डी तीन हड्डियों - इलियम, इशियम और प्यूबिस - के संलयन से बनती है। उपरोक्त हड्डियों के संलयन बिंदु पर एक गुहिका होती है जिसे एसिटैबुलम कहा जाता है जिससे जांघ की हड्डी संधित होती है। श्रोणि परिधि के दोनों भाग वेंट्रल दिशा में मिलकर प्यूबिक सिम्फिसिस बनाते हैं जिसमें रेशेदार उपास्थि होती है।

20.4 संधियाँ

जोड़े शरीर की अस्थि भागों से संबंधित सभी प्रकार की गतियों के लिए आवश्यक होते हैं। लोकोमोटरी गतियां इसका अपवाद नहीं हैं। जोड़े अस्थियों के बीच या अस्थियों और उपास्थियों के बीच संपर्क बिंदु होते हैं। पेशियों द्वारा उत्पन्न बल जोड़ों के माध्यम से गति करने में प्रयुक्त होता है, जहाँ जोड़ा एक आधार की तरह कार्य करता है। इन जोड़ों पर गतिशीलता विभिन्न कारकों के आधार पर भिन्न होती है। जोड़ों को तीन प्रमुख संरचनात्मक रूपों में वर्गीकृत किया गया है, अर्थात् रेशीय, उपास्थीय और स्नायविक।

रेशीय जोड़े किसी भी प्रकार की गति की अनुमति नहीं देते हैं। इस प्रकार का जोड़ा समतल खोपड़ी की अस्थियों द्वारा दिखाया जाता है जो सघन रेशीय संयोजी ऊतकों की सहायता से स्यूचर के रूप में अंत-से-अंत जुड़कर क्रेनियम बनाती हैं।

उपास्थीय जोड़ों में, संबंधित अस्थियाँ उपास्थि की सहायता से एक साथ जुड़ी होती हैं। कशेरुका स्तंभ में संलग्न कशेरुकों के बीच का जोड़ा इस प्रकार का होता है और यह सीमित गति की अनुमति देता है।

स्नायविक जोड़ों की विशेषता दो अस्थियों की संधि सतहों के बीच द्रव से भरी स्नायविक गुहा की उपस्थिति होती है। इस प्रकार की व्यवस्था पर्याप्त गति की अनुमति देती है। ये जोड़े लोकोमोशन और अन्य कई गतियों में सहायक होते हैं। गेंद और कुहनी जोड़ा (ह्यूमरस और पेक्टोरल गर्डल के बीच), कब्जा जोड़ा (घुटने का जोड़ा), घूर्णी जोड़ा (एटलस और एक्सिस के बीच), सरकने वाला जोड़ा (कार्पल्स के बीच) और जीन जोड़ा (अंगूठे के कार्पल और मेटाकार्पल के बीच) कुछ उदाहरण हैं।

20.5 पेशीय और अस्थि तंत्र की विकृतियाँ

मायस्थेनिया ग्रेविस: न्यूरोमस्कुलर जंक्शन को प्रभावित करने वाला ऑटो-इम्यून विकार जिससे अस्थि-पेशियों में थकान, कमजोरी और पक्षाघात होता है।

मस्कुलर डिस्ट्रोफी: ज्यादातर जेनेटिक विकार के कारण अस्थि-पेशियों का प्रगतिशील क्षरण।

टेटनी: शरीर के द्रव में Ca++ की कमी के कारण पेशियों में तेज ऐंठन (उग्र संकुचन)।

आर्थराइटिस: जोड़ों की सूजन।

ऑस्टियोपोरोसिस: उम्र से संबंधित विकार जिसमें अस्थि-द्रव्य घट जाता है और फ्रैक्चर की संभावना बढ़ जाती है। एस्ट्रोजन का स्तर घटना एक सामान्य कारण है।

गाउट: यूरिक एसिड क्रिस्टल के जमाव के कारण जोड़ों की सूजन।

सारांश

गति सभी जीवित प्राणियों की एक आवश्यक विशेषता है। प्रोटोप्लाज्मिक स्ट्रीमिंग, रेशेदार गति, पंखों, अंगों, पंखों आदि की गति, ये कुछ ऐसे रूप हैं जो जानवरों द्वारा प्रदर्शित किए जाते हैं। एक स्वैच्छिक गति जो जानवर को अपना स्थान बदलने का कारण बनती है, उसे लोकोमोशन कहा जाता है। जानवर आमतौर पर भोजन, आश्रय, साथी, प्रजनन स्थल, बेहतर जलवायु की तलाश में या खुद की रक्षा के लिए चलते हैं।

मानव शरीर की कोशिकाएँ अमीबीय, सिलीयरी और पेशीय गति दर्शाती हैं। लोकमोशन और अन्य कई गतियाँ समन्वित पेशीय क्रियाओं की आवश्यकता होती हैं। हमारे शरीर में तीन प्रकार की पेशियाँ होती हैं। कंकालीय पेशियाँ कंकाल तत्वों से जुड़ी होती हैं। वे रेखित प्रतीत होती हैं और स्वैच्छिक प्रकृति की होती हैं। विश्मेर पेशियाँ, जो विश्मेर अंगों की आंतरिक दीवारों में होती हैं, अरेखित और अनैच्छिक होती हैं। कार्डियक पेशियाँ हृदय की पेशियाँ होती हैं। वे रेखित, शाखित और अनैच्छिक होती हैं। पेशियों में उत्तेजनशीलता, संकुचनशीलता, विस्तारशीलता और लोच होती है।

पेशी तंतु पेशी की शारीरिक इकाई है। प्रत्येक पेशी तंतु में कई समानांतर रूप से व्यवस्थित मायोफाइब्रिल्स होते हैं। प्रत्येक मायोफाइब्रिल में कई क्रमिक रूप से व्यवस्थित इकाइयाँ होती हैं जिन्हें सार्कोमियर कहा जाता है जो कि कार्यात्मक इकाइयाँ हैं। प्रत्येक सार्कोमियर में एक केंद्रीय ‘A’ बैंड होता है जो मोटे मायोसिन तंतुओं से बना होता है, और दो आधे ‘I’ बैंड होते हैं जो पतले एक्टिन तंतुओं से बने होते हैं जो ‘Z’ रेखाओं द्वारा चिह्नित होते हैं। एक्टिन और मायोसिन बहुलकित प्रोटीन हैं जिनमें संकुचन क्षमता होती है। विश्राम अवस्था में एक्टिन तंतु पर मायोसिन के लिए सक्रिय स्थान एक प्रोटीन-ट्रोपोनिन द्वारा ढके होते हैं। मायोसिन सिर में ATPase होता है और इसमें ATP बंधन स्थल और एक्टिन के लिए सक्रिय स्थल होते हैं। एक मोटर न्यूरॉन पेशी तंतु तक संकेत ले जाता है जिससे उसमें एक्शन पोटेंशियल उत्पन्न होता है। इससे सार्कोप्लाज्मिक रेटिकुलम से Ca++ का विमोचन होता है। Ca++ एक्टिन को सक्रिय करता है जो मायोसिन सिर से बंधकर एक क्रॉस ब्रिज बनाता है। ये क्रॉस ब्रिज एक्टिन तंतुओं को खींचते हैं जिससे वे मायोसिन तंतुओं पर स्लाइड होते हैं और इस प्रकार संकुचन होता है। Ca++ फिर सार्कोप्लाज्मिक रेटिकुलम में वापस चले जाते हैं जो एक्टिन को निष्क्रिय कर देता है। क्रॉस ब्रिज टूट जाते हैं और पेशियाँ विश्राम अवस्था में आ जाती हैं।

पेशियों की बार-बार उत्तेजना थकान का कारण बनती है। पेशियों को लाल और सफेद तंतुओं में वर्गीकृत किया जाता है जो मुख्य रूप से उनमें मौजूद लाल रंग के मायोग्लोबिन वर्णक की मात्रा के आधार पर किया जाता है।

हड्डियाँ और उपास्थियाँ हमारी कंकाल प्रणाली का निर्माण करती हैं। कंकाल प्रणाली को अक्षीय और उपांगीय में विभाजित किया जा सकता है। खोपड़ी, कशेरुका स्तंभ, पसलियाँ और स्तनपट्ट अक्षीय कंकाल बनाते हैं। अंगों की हड्डियाँ और पेटियाँ उपांगीय कंकाल बनाती हैं। हड्डियों के बीच या हड्डी और उपास्थि के बीच तीन प्रकार के संधियाँ बनती हैं - रेशेदार, उपास्थीय और स्नायवीय। स्नायवीय संधियाँ पर्याप्त गति की अनुमति देती हैं और इसलिए चलन-फलन में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती हैं।