19.4 การเคลื่อนที่ของมนุษย์

iq185029.png
     สัตว์ในไฟลัมอาร์โทรโพดา  เช่น  กุ้ง  ปู  มีโครงร่างแข็งอยู่นอกลำตัวในขณะที่สัตว์มีกระดูกสันหลังส่วนใหญ่มีโครงร่างแข็ง  คือ  กระดูกอยู่ภายในลำตัว
  • คนมีโครงร่างแข็ง  คือ  กระดูก  (bone) อยู่ภายในลำตัว  กระดูกเป็นเนื้อเยื่อที่ใช้ในการค้ำจุนและทำให้ร่างกายเคลื่อนไหวได้  กระดูกประกอบด้วยธาตุแคลเซียม  และฟอสฟอรัสเป็นส่วนใหญ่  และมีโปรตีนทำให้เกิดความยืดหยุ่นได้  ส่วนสัตว์ที่มีโครงร่างแข็งนอกลำตัวมีองค์ประกอบเป็นสารไคทิน  (chitin)  และโปรตีน
  • องค์ประกอบของโครงร่างแข็งภายนอกและภายในลำตัวต่างกันที่องค์ประกอบโครงร่างแข็งภายนอกลำตัวส่วนใหญ่เป็นสารไคทิน  ซึ่งเป็นสารประกอบคาร์โบไฮเดรตชนิดหนึ่ง  สำหรับองค์ประกอบโครงร่างแข็งภายในลำตัวซึ่งเป็นโครงกระดูกส่วนใหญ่ประกอบด้วยแคลเซียมและฟอสฟอรัส
สำหรับสัตว์ มีกระดูกสันหลังทุกชนิด  มีระบบโครงกระดูกซึ่งแยกออกเป็นสองพวกใหญ่ ๆ คือ
  • 1. กระดูกแกน  (axial  skelaton) เป็นกระดูกที่อยู่บริเวณกลางลำตัว  ได้แก่ กระดูกสันหลัง  กระโหลกศีรษะ  กระดูกซี่โครง  และกระดูกอก
  • 2. กระดูกรยางค์  (appendicular  skeleton) เป็นกระดูกที่ยื่นจากกระดูกแกนออกไป  ได้แก่กระดูกแขน  ขา  ในสัตว์บก  หรือครีบอก  ครีบสะโพกในพวกปลา  โครงกระดูกต่าง ๆ ต่อเชื่อมกันโดยมีข้อต่อและเอ็นยึดติดเอาไว้ดังรูปที่  40  ทำให้ร่างกายเคลื่อนไหวได้หลายแนว  เช่น  บิดตัวไปมาได้  เหยียดได้  งอได้  ทำท่าต่าง ๆ ได้
ในคนระบบโครงกระดูกประกอบด้วย  กระดูกอ่อน  กระดูกแบน  กระดูกรยางค์  โดยแยกเป็น
  • กระดูกแกน  มี  80  ชิ้น  ได้แก่  ส่วนที่เป็นกะโหลกศีรษะ  กระดูกสันหลัง  กระดูกซี่โครง  กระดูกก้นกบ  กระดูกหน้าอก
  • กระดูกรยางค์  มี  126  ชิ้น  ได้แก่  กระดูกสะบัก กระดูกไหปลาร้า  กระดูกต้นแขน  กระดูกแขน  กระดูกมือ  กระดูกเชิงกราน  กระดูกต้นขา  กระดูกน่อง  กระดูกแข้ง  กระดูกนิ้วเท้า
  • กระดูกอ่อน  ได้แก่ หลอดลม  ใบหู  ปลายจมูก
ชนิดของกระดูกแบ่งออกตามลักษณะ  รูปร่างของกระดูก  จะแบ่งได้เป็นพวกย่อย ๆ คือ
  • ก. กระดูกที่เป็นท่อนยาว  ๆ  มีขนาดใหญ่  ได้แก่  กระดูกแขน  กระดูกขา
  • ข. กระดูกที่เป็นท่อนสั้น ๆ ได้แก่  กระดูกนิ้วมือ  กระดูกนิ้วเท้า
  • ค. กระดูกที่มีลักษณะเป็นแผ่นบาง ๆ ได้แก่  กะโหลกศีรษะ  กระดูกซี่โครง  กระดูกเชิงกราน  กระดูกสะบัก
  • ง. กระดูกที่จัดเข้าพวกข้างต้นไม่ได้  ได้แก่  พวกกระดูกคอ  กระดูกก้นกบ  กระดูกสันหลัง  กระดูกฝ่ามือ  กระดูกฝ่าเท้า 
iq185013.png
iq185014.jpg

แผนภาพแสดงโครงกระดูกคน

iq185015.jpg

แผนภาพแสดงกระดูกรยางค์ (ซ้าย) ส่วนหน้า (ขวา) ส่วนหลัง

กระดูกแกน (axial skelaton)

กระดูกแกน ประกอบด้วย
1.กะโหลกศีรษะ (skull
     รวมทั้งกระดูกชิ้นเล็ก ๆ อีกหลาย ๆ ชิ้นเชื่อมติดต่อกัน  ภายในมีลักษณะคล้ายกล่องบรรจุเนื้อสมองไว้  กระโหลกศีรษะจึงทำหน้าที่ทั้งห่อหุ้มและป้องกันมันสมองที่อยู่ภาย นอกจากบริเวณกะโหลกศีรษะแล้ว  ยังมีกระดูกแก้ม  กระดูกขากรรไกร  ซึ่งมีฟันอยู่ภายในซอก  การเคี้ยวอาหารเกิดจากการเคลื่อนไหวของขากรรไกรล่าง
iq185016.jpg

แผนภาพแสดงกระดูกแกน (ก) กระดูกรยางค์ (ข) ซึ่งแสดงด้วยสีดำ

2.กระดูกสันหลัง  (vertebra)
     เป็นกระดูกชิ้นเล็ก ๆ มีลักษณะเป็นข้อ ๆ ต่อกันยาวตลอดความยาวของหลังจนจรดส่วนสะโพก  กระดูกสันหลังแต่ละข้อเชื่อมติดต่อกันด้วยเอ็นและกล้ามเนื้อ  และมีหมอนรองกระดูก  (intervertebral  disc) เป็นแผ่นกระดูกอ่อนรองอยู่ระหว่างกระดูกสันหลังแต่ละข้อ  ในขณะที่เคลื่อนไหว  หากหมอนรองกระดูกเสื่อมจะทำให้ไม่สามารถเอี้ยวตัว หรือบิดตัวได้ หมอนรองกระดูกมีประโยชน์ในการช่วยป้องกันการเสียดสีระหว่างกระดูกสันหลังแต่ละข้อในขณะที่ร่างกายมีการเคลื่อนไหว  ถ้าหมอนรองกระดูกเสื่อมอาจทำให้ร่างกายเคลื่อนไหวไม่สะดวก  เพราะเกิดความเจ็บปวดตรงระหว่างข้อต่อของกระดูกสันหลังในขณะเคลื่อนไหวและทำให้กระดูกสันหลังโค้งงอผิดปกติได้
iq185017.png

แสดงส่วนต่าง ๆ ของกระดูกสันหลัง

iq185018.jpg
iq185019.jpg

แผนภาพแสดงการต่อเชื่อมของกระดูกสันหลังช่วงต่าง ๆ กระดูกสันหลังชิ้นที่หนึ่งกับกระดูกสันหลังชิ้นที่สองต่อเชื่อมกันโดยมีเดือย ซึ่งแตกต่างกับกระดูกสันหลังชนิดอื่น ๆ

3.กระดูกซี่โครง (Ribs)
   มีจำนวน  12  คู่  โดยกระดูกซี่โครงทุกชิ้นจะเชื่อมต่อกับด้านข้างของกระดูกสันหลังช่วงอก  โดยตอนปลายของกระดูกซี่โครง (sternum) ยกเว้นกระดูกซี่โครงคู่ที่  11  และคู่ที่  12  เป็นกระดูกสั้น  ไม่เชื่อมติดกับกระดูกอก  เรียกว่า  ซี่โครงลอย  (floating  ribs) ระหว่างกระดูกซี่โครงมีกล้ามเนื้อยึดกระดูกซี่โครงทั้งแถบนอกและแถบใน  กล้ามเนื้อมีการหดตัวและการคลายตัวสลับกัน  ทำให้กระดูกกซี่โครงยกตัวขึ้นและลง  ทำให้ปริมาตรภายในช่วงอกเปลี่ยนแปลง  เกิดการหายใจเข้าออกดังที่ได้เรียนมาแล้วในเรื่องการหายใจ  กระดูกซี่โครงยังทำหน้าที่ป้องกันอวัยวะที่อยู่ภายใน  เช่น  ปอด  หัวใจ  และอวัยวะอื่น ๆ กระดูกซี่โครงและกล้ามเนื้อยึดซี่โครงเกี่ยวข้องกับการหายใจ  คือเมื่อสูดลมหายใจเข้า  กล้ามเนื้อยึดกระดูกซี่โครงแถบนอกหดตัวและกล้ามเนื้อยึดซี่โครงแถบในคลายตัวทำให้กระดูกซี่โครงเคลื่อนตัวสูงขึ้น  มีผลทำให้ปริมาตรช่องอกเพิ่มขึ้น อากาศจึงเคลื่อนที่เข้าปอดได้  เมื่อหายใจออกกลไกการทำงานของกล้ามเนื้อยึดซี่โครงและกระดูกซี่โครงจะทำงานในทางตรงกันข้ามกับการสูดลมหายใจเข้า
ซี่โครงและกระดูกอก
รายละเอียดของโครงสร้างกระดูกซี่โครงและส่วนที่เชื่อมระหว่างกระดูกซี่โครงและกระดูกสันหลังช่วงอก

กระดูกรยางค์ (Appendicular skeleton)

     กระดูกรยางค์  มี  126  ชิ้น  ได้แก่  กระดูกแขนและกระดูกขา  ซึ่งต่อยื่นออกมาจากกระดูกแกนในลักษณะเป็นคู่ ๆ กระดูกสะบัก  (scapula) กระดูกไหปลาร้า (clavicle) รวมเป็นกระดูกหัวไหล่ (pectoral  girdle) และกระดูกเชิงกราน (pelvic  girdle
กระดูกแขนของคนเราต่อกับไหล่  โดยมีกระดูกสะบัก  และกระดูกไหปลาร้าเป็นส่วนฐานของแขน  โดยเชื่อมโยงระหว่างกระดูกสันหลังส่วนบนของลำตัวกับกระดูกต้นแขน  กระดูกแขนประกอบด้วยกระดูกต้นแขน (humerus) ซึ่งเป็นกระดูกชิ้นเดียว  ส่วนกระดูกปลายแขนประกอบด้วยกระดูก  2  ชิ้น  คือ  กระดูกปลายแขนท่อนใน  (ulna) กับกระดูกปลายแขนท่อนนอก (metacarpals) และกระดูกนิ้วมือ  (phalages) ซึ่งเป็นกระดูกท่อนสั้นๆ  กระดูกแต่ละท่อนมีการเชื่อมต่อกันด้วยข้อต่อ (joint) ทำให้ทั้งแขนและข้อมือสามารถบิดไปมาได้
แผนภาพแสดงกระดูกแขนและกระดูกขาคน
แผนภาพแสดงข้อต่อชนิดบานพับ (บน) และข้อต่อชนิดลูกบอลในเบ้าหรือในแอ่ง (อ่าง)
     กระดูกขามีลักษณะคล้ายกับกระดูกแขนแต่มีขนาดใหญ่กว่า  ทำให้มีความแข็งแรงมากกว่า  กระดูกขาส่วนแรกคือกระดูกโคนขา  จะอยู่ติดกับกระดูกเชิงกราน  กระดูกเชิงกรานนี้เชื่อมต่อกับกระดูกสันหลังช่วงล่าง  กระดูกโคนขา (femur) เป็นกระดูกแท่งเดียว  ถัดจากกระดูกโคนขาลงไปเป็นกระดูก  2  ชิ้น  คือ  กระดูกหน้าแข้ง  (tibia) กับกระดูกน่อง (fibula) ซึ่งเชื่อมต่อกับกระดูกโคนขาด้วยกระดูกสะบ้า  (patella) ซึ่งเป็นข้อต่อทำให้งอขาและเดินหรือวิ่งได้  ถัดจากกระดูกหน้าแข้งและกระดูกน่องคือ  กระดูกข้อเท้า (tarsals) กระดูกฝ่าเท้า (metatarsal) และกระดูกนิ้วเท้า (phalanges) ซึ่งเป็นกระดูกท่อนสั้น ๆ เช่นเดียวกับกระดูกข้อมือ  กระดูกฝ่ามือ  และกระดูกนิ้วมือ
แผนภาพแสดงการเชื่อมต่อของกระดูก
กระดูกมีเยื่อหุ้มกระดูก (periosteum) หุ้ม  ด้านในของเยื่อมีเซลล์ที่จะเจริญไปเป็นเซลล์กระดูก  นอกจากนั้นเยื่อหุ้มกระดูกยังมีเส้นเลือดนำอาหารและออกซิเจนส่งไปเลี้ยงกระดูกได้ด้วย  และช่วยให้กล้ามเนื้อและเอ็นยึดติดกับกระดูก  ดังนั้นเมื่อเกิดกรณีกระดูกหักเยื่อหุ้มกระดูกนี้สามารถสร้างเซลล์ขึ้นมาต่อเชื่อมกระดูกได้สนิท บางคนนิยมเรียกเยื่อหุ้มกระดูกนี้ว่า  เยื่อกระดูก
  • เมื่อศึกษากระดูกส่วนต่าง ๆ ของร่างกายแล้วสามารถทำกิจกรรมต่าง ๆ เพื่อศึกษาการทำงานของข้อต่อต่าง  ๆ  ตามส่วนต่าง  ๆ  ของร่างกายได้โดยหมุน  แกว่ง  ก้ม  เงย  หรือ งอส่วนต่าง ๆ ดังนี้
    • ก.  แขนช่วงหัวไหล่และข้อศอก
    • ข.  ขาช่วงสะโพกและหัวเข่า
    • ค.  ข้อมือกับนิ้วมือ
    • ง.  กระดูกสันหลังบริเวณลำคอและเอว

ข้อต่อ (joint)

ข้อต่อ  (joint) อยู่บริเวณที่กระดูก  2  ท่อนมาต่อหรือเชื่อมกัน  อาจเป็นได้  2  กรณี  คือข้อต่อทีเคลื่อนไหวไม่ได้กับข้อต่อที่เคลื่อนไหวได้
  • ข้อต่อที่เคลื่อนไหวไม่ได้อยู่ที่กระดูกกะโหลกศีรษะ  เป็นข้อต่อที่มีความแข็งแรงมาก  การต่อของกระดูกกะโหลกจะต่อกันสนิทเหมือนการต่อรูปภาพ (jigsaw puzzle) และมีความแข็งแรง
  • ข้อต่อที่เคลื่อนไหวได้มีอยู่หลายลักษณะ  เช่น  ข้อต่อของกะโหลกศีรษะกับกระดูกสันหลังข้อแรก  ทำให้มีการเคลื่อนไหวศีรษะได้หลายรูปแบบ  คือ  ก้มหน้า  เงยหน้า  หันซ้าย  หันขวา  ข้อต่อระหว่างหัวกระดูกต้นแขนกับกระดูกสะบักและหัวของกระดูกต้นขากับกระดูกเชิงกรานสามารถเคลื่อนไหวได้หลายทิศทางและเคลื่อนไหวได้คล่องมาก  เพราะมีการเชื่อมต่อเหมือนลูกบอลที่อยู่ในแอ่งข้อต่อที่ข้อศอกต่อกับปลายกระดูกต้นแขนหรือข้อต่อที่เข่า  เคลื่อนไหวในลักษณะของบานพับทำให้พับไปทางเดียว  คือพับไปข้างหน้าหรือข้างหลังได้
     การต่อของกระดูกจะมีกระดูกอ่อน (cartialage) คลุมบริเวณปลายกระดูก  เพื่อลดความเสียดทานพร้อมกับให้เคลื่อนไหวได้สะดวก  นอกจากนั้นยังมีเอ็นยึดอยู่ในลักษณะคล้ายถุง  ภายในถุงมีของเหลวหล่อลื่นอยู่คล้ายน้ำมันหล่อลื่นคือน้ำไขข้อ (synovial  fluid) อยู่ระหว่างกระดูกอ่อน  ซึ่งกระดูกอ่อนมีลักษณะเหนียวยืดหยุ่นได้ดี  น้ำไขข้อยังนำเอาอาหารมาให้กระดูกอ่อนด้วย ทั้งกระดูกอ่อนและน้ำไขข้อทำหน้าที่ช่วยลดการเสียดสีของกระดูกในลักษณะที่กำลังเคลื่อนไหวของเหลวหล่อลื่นหรือน้ำไขข้อนี้  ในวัยเด็กจะสร้างขึ้นมาได้เรื่อย ๆ  แต่เมื่ออายุมากขึ้นของเหลวนี้จะเกิดน้อยและเสื่อมคุณภาพ  ทำให้คนแก่มีการเคลื่อนไหวลำบาก  ในกรณีที่กระดูกอ่อนสึกกร่อน  หรือน้ำไขข้อลดน้อยลง  เมื่อกระดูกทั้งสองเคลื่อนที่จะเบียดมาชิดกันและเสียดสีกัน  ทำให้เกิดการอักเสบ  เมื่อเกิดการอักเสบเป็นเวลานาน ๆ  ปลายกระดูกบริเวณที่ถูกันนั้นจะงอกออกมาเป็นปุ่มตามขอบกระดูก  และเกิดมีเอ็นพังผืดหนาทำให้ข้อบวมโต  การอักเสบบริเวณข้อเกิดได้ทุกข้อต่อ  แต่ที่พบการอักเสบจะเกิดมากที่สะโพก  ข้อเข่า  ข้อเท้า  แต่บริเวณข้อไหล่  ข้อศอก  ข้อมือ  ข้อนิ้ว  หรือข้อต่อของกระดูกสันหลังมีโอกาสเกิดการอักเสบน้อยกว่า

     น้ำไขข้อพบที่บริเวณข้อต่อกระดูก  ในเด็กและผู้ใหญ่จะมีปริมาณน้ำไขข้อแตกต่างกัน  เด็กจะมีปริมาณน้ำไขข้อมากกว่าผู้ใหญ่  เพราะร่างกายเด็กยังมีการเจริญเติบโต  และยังมีการสร้างกระดูก  ดังนั้นร่างกายจึงผลิตน้ำไขข้อได้มากกว่าผู้ใหญ่ เหตุที่คนชรามีการเคลื่อนไหวไม่คล่องแคล่วและมีอาการกระดูกลั่นเนื่องมาจากการเสื่อมหรือการสึกกร่อนของกระดูก  หมอนรองกระดูกและข้อต่ออีกทั้งปริมาณน้ำในไขข้อลดน้อยลง  ทำให้เกิดการเสียดสีของกระดูกในขณะที่กระดูกเคลื่อนไหว จึงได้ยินเสียงลั่นของกระดูก ถ้ากระดูกอ่อนบริเวณข้อต่อ เกิดการสึกกร่อนหรือเสื่อมจะมีผลต่อการเคลื่อนไหว  คือ  กระดูกแต่ละท่อนจะเบียดเข้าหากันเกิดการเสียดสีกัน  เกิดการอักเสบ  เมื่ออักเสบนาน ๆ ปลายกระดูกที่เสียดสีกันจะงอกออกมาเป็นจงอยหรือปุ่มตามขอบ  เกิดเอ็นและพังผืดขึ้นมาหุ้มรอบ ๆ ข้อ  ทำให้ข้อบวมโต  ทำให้เคลื่อนไหวไม่สะดวก  และยังเกิดการเจ็บปวด  การป้องกันาทำได้โดยพยายามหลีกเลี่ยงไม่ให้อวัยวะของร่างกาย  โดยเฉพาะข้อต่อต่าง ๆ  ได้รับอันตราย  สำหรับอาหารที่มีสารประกอบแคลเซียมออกซาเลตสูงควรหลีกเลี่ยง  เนื่องจากสารนี้จะสะสมบริเวณข้อต่อของกระดูกอ่อนทำให้กระดูกอ่อนสลายไป  กลายเป็นกระดูกแข็งแทนที่  นอกจากนั้นควรออกกำลังกายอย่างสม่ำเสมอ
แสดงส่วนประกอบของข้อต่อ (บริเวณหัวไหล่ของคน)
     อนึ่ง  กระดูกแต่ละท่อนเชื่อมติดต่อกันด้วยเอ็นลิกาเมนต์ (ligament) ที่มีความหนาเหนียวมาก  และยังช่วยบังคับให้กระดูกเคลื่อนไหวได้จำกัด  ส่วนเอ็นเท็นดอน (tendon) ยึดกล้ามเนื้อให้ติดกับกระดูก  และช่วยในการเคลื่อนไหว
แสดงเท็นดอนและลิกาเมนต์
ภาพวาดของข้อต่อที่หัวเข่าคน  จะเห็นกระดูกที่สำคัญ ๆ ที่ข้อต่อ  คือ  กระดูก femur,  fibula , tibia  ส่วนของลิกาเมนต์จะยึดให้กระดูกเชื่อมติดต่อกันในท่าที่ถูกต้องและมีเท็นดอนยึดกล้ามเนื้อให้ติดกับกระดูก

ในปัจจุบันความก้าวหน้าทางการแพทย์มีมากจนแพทย์สามารถปลูกหรือเปลี่ยนกระดูกเพื่อรักษากระดูกบางส่วนที่เสื่อมหรือถูกทำลายด้วยโรคหรืออุบัติเหตุได้  โดยใช้กระดูกจากร่างกายของคนคนเดียวกันหรือจากผู้อื่นได้  นอกจากนั้นบางครั้งอาจจะใช้กระดูกสัตว์แทนกระดูกคนก็ได้

เซลล์กระดูกที่นำมาใหม่เพื่อใช้ในการปลูกหรือเปลี่ยน  จะทำหน้าที่กระตุ้นเซลล์กระดูกที่มีอยู่เดิมให้สร้างกระดูกขึ้นมาใหม่  เพื่อเสริมแทนส่วนที่ถูกทำลายหรือเกิดอุบัติเหตุ  เมื่อกระดูกสร้างเซลล์ขึ้นมาใหม่เสริมแทนและประสานเข้ากันแล้ว  กระดูกที่นำมาปลูกจะตายและถูกนำออก  การปลูกหรือเปลี่ยนกระดูกจึงจะสมบูรณ์

ในปัจจุบันมีสถานที่รวบรวมกระดูกจากคนหรือสัตว์ที่เสียชีวิตใหม่ ๆ โดย  ตั้ง ธนาคารเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อ โดยเก็บกระดูกไว้ในอุณหภูมิต่ำประมาณ -70 องศาเซลเซียส แต่บางกรณีอาจเก็บไว้ภายใต้อุณหภูมิที่ต่ำกว่านั้นอีก  คือ  ประมาณ  -196 องศาเซลเซียส  เพื่อควบคุมไม่ให้กระดูกกระตุ้นให้ร่างกายต่อต้าน  สำหรับกระดูกขนาดเล็กอาจจะเก็บไว้ในรูปของกระดูกแห้ง  โดยใช้การฆ่าเชื้อโรคและทำให้ปลอดเชื้อด้วยการฉายรังสี  สำหรับประเทศไทย  ธนาคารกระดูกและเนื้อเยื่อตั้งอยู่ที่ศูนย์เนื้อเยื่อชีวภาพกรุงเทพ ฯ โรงพยาบาลศิริราช 
iq185030.png

กล้ามเนื้อ (Muscle)

กล้ามเนื้อมีอยู่  3  ชนิด  ที่เราเห็นกล้ามเนื้อเกาะอยู่ตามกระดูกนั้นเป็นกล้ามเนื้อลาย ส่วนที่เป็นกระเพาะอาหาร  สำไส้นั้นเป็นกล้ามเนื้อเรียบ  และส่วนที่เป็นหัวใจคือกล้ามเนื้อหัวใจ  สำหรับรายละเอียดและหน้าที่ต่าง ๆ  ของกล้ามเนื้อสามารถแยกอธิบายได้ดังนี้
  • กล้ามเนื้อลายหรือกล้ามเนื้อยึดกระดูก (striated  muscle  หรือ skeletal  muscle) ยึดเกาะติดอยู่กับกระดูก  เซลล์ของกล้ามเนื้อลายเป็นมัดยาว ๆ เหมือนเส้นใย  เรียกว่า เส้นใยกล้ามเนื้อ (muscle  fiber) แต่ละเซลล์มีหลายนิวเคลียส  เมื่อนำไปส่องดูด้วยกล้องจุลทรรศน์ธรรมดาจะพบว่า  มีแถบลายขาวดำสลับกัน  กล้ามเนื้อลายทำงานได้โดยการควบคุมของระบบประสาทโซมาติก (somatic  nervous system) เราจึงสามารถควบคุมการทำงานของกล้ามเนื้อลายได้  ดังนั้นอาจเรียกกล้ามเนื้อลายได้อีกชื่อว่า  กล้ามเนื้อโวลันทารี (voluntary  muscle) กล้ามเนื้อแขน  กล้ามเนื้อขา  เป็นตัวอย่างของกล้ามเนื้อลาย
  • กล้ามเนื้อเรียบ  (smooth  muscle) เซลล์กล้ามเนื้อเรียบรูปร่างเหมือนกระสวย  แหลมหัวแหลมท้าย  มีนิวเคลียสเดียวอยู่กลางเซลล์  กล้ามเนื้อเรียบทำงานได้โดยการควบคุมของระบบประสาทอัตโนวัติ  เราไม่สามารถบังคับให้กล้ามเนื้อเรียบทำงานได้ตามความต้องการ  จึงเรียกกล้ามเนื้อเรียบได้อีกชื่อหนึ่งว่า  กล้ามเนื้ออินโวลันทารี  (involuntary  muscle) ตัวอย่างกล้ามเนื้อเรียบ   เช่น  กล้ามเนื้อหูรูดที่ม่านตา  กล้ามเนื้อที่ผนังกระเพาะอาหาร  กล้ามเนื้อที่ผนังลำไส้
  • กล้ามเนื้อหัวใจ  (cardiac  muscle) มีเฉพาะที่หัวใจเท่านั้น  เซลล์จะมีลายพาดขวางและมีนิวเคลียสหลายอันเหมือนกล้ามเนื้อลาย  แต่ปลายเซลล์จะแยกออกเป็นแฉกไปติดต่อกับเซลล์ข้างเคียง  การทำงานของกล้ามเนื้อถูกควบคุมโดยระบบประสาทอัตโนวัติ  เช่นเดียวกับกล้ามเนื้อเรียบ
(ก) กล้ามเนื้อลาย (ข) กล้ามเนื้อเรียบ (ค) กล้ามเนื้อหัวใจมีลายแต่น้อยกว่ากล้ามเนื้อลาย
กล้ามเนื้อทั้ง  3 ชนิดแตกต่างกัน คือ กล้ามเนื้อลาย  เซลล์รูปร่างยาวทรงกระบอก  มีลายขวางมองเห็นเป็นแถบลายขาวดำสลับกัน ส่วนกล้ามเนื้อเรียบเซลล์ยาว  แหลวหัวแหลมท้าย  กล้ามเนื้อหัวใจคล้ายกับกล้ามเนื้อลาย  แต่เซลล์รูปทรงกระบอกสั้น  มีลาย
สำหรับการเปรียบเทียบรายละเอียดจะเห็นได้จากตาราง

ชนิด

กล้ามเนื้อลาย

กล้ามเนื้อเรียบ

กล้ามเนื้อหัวใจ

ตำแหน่ง
 

ยึดกับกระดูก

ผนังกระเพาะ
ผนังลำไส้

หัวใจ
 

การควบคุมของประสาท

โวลันทารี
 

อินโวลันทารี
 

อินโวลันทารี
 

รูปร่างของใย

กลมยาวปลายตัด
 

ยาวคล้ายกระสวย
ปลายแหลม
 

กลม  ยาว  ปลายเป็นแฉก
และเชื่อมต่อกัน

ลาย

มี

ไม่มี

มี

จำนวนนิวเคลียส
ต่อเส้นใย

จำนวนมาก
 

หนึ่ง
 

หนึ่งหรือสอง
 

ตำแหน่งของนิวเคลียส

ขอบเส้นใย

ตรงกลาง

ตรงกลาง

ความเร็วในการหดตัว

ค่อนข้างเร็ว

ช้าที่สุด

ปานกลาง

ระยะเวลาในการหดตัว

น้อยที่สุด

มากที่สุด

ปานกลาง

 
เมื่อกล้ามเนื้อลายหดตัวทำให้ร่างกายมีการเคลื่อนไหวได้  โดยการทำงานร่วมกันของระบบประสาทและโครงกระดูก

การทำงานของกล้ามเนื้อลายมีลักษณะเป็นสายยาว  เรียกว่า เส้นใยกล้ามเนื้อ(
muscle fiber)ภายในเซลล์กล้ามเนื้อหรือเส้นใยกล้ามเนื้อยังมีเส้นใยฝอย (myofibrils) มีลักษณะเป็นท่อนยาว ๆ ซ้อนเรียงกันตามแนวยาว  เส้นใยฝอยจะรวมกันเป็นมัด  มัดเหล่านี้จะรวมกันเป็นเส้นใยกล้ามเนื้อโดยมีเยื่อหุ้มเซลล์หุ้มเอาไว้  ในเส้นใยกล้ามเนื้อมีปลายแอกซอนแทรกอยู่ภายใน  เส้นใยฝอยประกอบด้วยเส้นใยเล็ก ๆ เรียกว่า ไมโอฟิลาเมนต์ (miofilament) จากการเรียงตัวของไมโอฟิลาเมนต์  ทำให้เห็นโปรตีน  2  ชนิด คือ แอกทิน  (actin) กับไมโอซิน (miosin) แอกทินจะเป็นเส้นบาง  ไมโอซินจะเป็นเส้นหนา  การเรียงตัวของแอกทินและไมโอซินจะอยู่ในแนวขนานกัน  ไมโอซินหนึ่งเส้นจะมีแอกทินล้อมรอบอยู่หกเส้น

ฮักเลย์และแฮนสัน (H. E.Huxley  และ Jean Hanson) เสนอสมมติฐาน  การหดตัวของกล้ามเนื้อลายว่าเกิดจากการเลื่อนผ่านของแอกทินเข้าหากัน  โดยอาศัยพลังงาน  ATP ในกล้ามเนื้อ  และแคลเซียมไอออน  ทำให้กล้ามเนื้อหดตัว
ส่วนประกอบของใยกล้ามเนื้อในไมโอไฟบริลประกอบด้วยไมโอฟิลาเมนต์ที่มีโปรตีนแอกทินและไมโอซิน ทำให้เกิดแถบทึบและจางสลับกัน
เมื่อกล้ามเนื้อหดตัว รูปบนเป็นสภาพปกติที่กล้ามเนื้อคลายตัว รูปกลาง และรูปล่างเมื่อกล้ามเนื้อหดตัว มีการเลื่อนของแอกทินฟิลาเมนต์เข้าหากัน ทำให้ช่วงของซาร์โคเมียร์หดสั้นเข้า

     จากภาพในขณะที่กล้ามเนื้อคลายตัวและหดตัวนั้น  การทำงานของโปรตีนจะแตกต่างกันคือ เมื่อแอกทินเลื่อนเข้าหากัน  ทำให้กล้ามเนื้อหดตัว  เมื่อแอกทินเลื่อนออกจากกัน  ทำให้กล้ามเนื้อหดตัว  เมื่อแอกทินเลื่อนออกจากกัน  ทำให้กล้ามเนื้อคลายตัว  ส่วนไมโอซินจะอยู่   กับที่

     จากรูป แสดงให้เห็นโครงสร้างของกล้ามเนื้อลาย  จะเห็นว่ามัดกล้ามเนื้อแต่ละมัดประกอบด้วยกลุ่มเส้นใยกล้ามเนื้อ ( muscle  fasciculus) ซึ่งภายในมีเส้นใยกล้ามเนื้อ (muscle  fiber) อยู่เรียงขนานกันจำนวนมาก  เส้นใยกล้ามเนื้อนี้คือเซลล์กล้ามเนื้อ (muscle  cell) นั่นเอง   แต่ละเซลล์มีเส้นผ่าศูนย์กลางประมาณ  60  ไมโครเมตร  เส้นใยกล้ามเนื้อแต่ละเส้นประกอบด้วยเส้นใยฝอย  (myofibril) ซึ่งมีเส้นผ่าศูนย์กลางประมาณ  1  ไมโครเมตร  เรียงกันตามแนวขนาน  ในแต่ละไมโอไฟบริลยังประกอบด้วย  ไมโอฟิลาเมนต์ (miofilament) ซึ่งเป็นหน่วยย่อยที่สุดของกล้ามเนื้อ  โดยมีโปรตีนที่สำคัญ  2  ชนิด  เป็นองค์ประกอบคือ  แอกทินและไมโอซิน  การเรียงตัวของแอกทินและไมโอซินทำให้เกิดแถบทึบและจางสลับกัน  แถบทึบเรียกว่า  A band ซึ่งมีทั้งโปรตีนแอกทินและไมโอซิน  แถบจางเรียกว่า  I band  มีแต่โปรตีนแอกทินเท่านั้น  นอกจากนี้แถบจางยังถูกแบ่งครึ่งด้วยเส้น  Z line บริเวณที่อยู่ระหว่าง  Z-line สองเส้นเรียกว่า  1 ซาร์โคเมียร์ (sarcomere) ในส่วนของแถบทึบหรือ  A band นั้นที่มีส่วนของแอกทินที่ยื่นเข้าไปแต่ไม่ถึงตรงกลางของ  A band จึงทำให้เกิดส่วนจางที่เรียกว่า  H- zone เมื่อมีการหดตัวของกล้ามเนื้อ  แอกทินฟิลาเมนต์จะเลื่อนเข้าหากัน  ทำให้ซาร์โคเมียร์หดสั้นเข้า  มีผลทำให้เซลล์กล้ามเนื้อสั้นเข้าและอ้วนขึ้น

     ในส่วนของ  thin filament  หรือแอกทินฟิลาเมนต์ยังประกอบด้วยโปรตีนที่เกี่ยวข้องกับการหดตัวของกล้ามเนื้อ  3  ชนิด  คือ  แอกทิน  โทรโพไมโอซิน (tropomyosin) และโทรโพนินคอมเพล็กซ์ (troponin  complex) ลำดับเหตุการณ์ในขณะที่กล้ามเนื้อหดตัว เมื่อกล้ามเนื้อถูกกระตุ้น (a) ด้วยเซลล์ประสาทนำคำสั่ง (motor  neuron) จะเกิดแอกชันโพแทนเชียลที่เยื่อหุ้มเซลล์ของใยกล้ามเนื้อและส่งผ่านไปตาม  T – tubule ซึ่งเป็นท่อตามขวาง  (b) ทำให้เกิดการหลั่งแคลเซียมออกจาก  terminal  cisterna ซึ่งเป็นกระเปาะที่ปลายซาร์โคพลาสมิกเรติคิวลัม (sarcoplaslmic  reticulum, SR) เข้าสู่ซาร์โคพลาซึม (c) ต่อไป  Ca2+  จะจับกับโทรโพนิน  ทำให้โทรโพไมโอซินขยับออกและทำให้ไมโอซินมาจับกับแอกทินได้  ทำให้เกิด  cross – bridge ขึ้นระหว่างแอกทินกับไมโอซิน

แผนภาพโครงสร้างโมเลกุลของเส้นใยแอกทิน แสดงให้เห็นถึงโทรโพไมโอซิน และโทรโพนินคอมเพล็กซ์
เหตุการณ์ที่เกิดขึ้นในขณะที่กล้ามเนื้อหดตัว

การทำงานของแอกซอนที่แทรกอยู่ในกล้ามเนื้อจะกระตุ้น  ทำให้กล้ามเนื้อหดตัว  ซึ่งทำให้โครงกระดูกเคลื่อนที่ตามไปด้วย  การทำงานของกล้ามเนื้อจะทำงานเป็นคู่ ๆ โดยทำงานตรงกันข้าม (antagonism) คือกล้ามเนื้อมัดหนึ่งหดตัว  กล้ามเนื้อที่อยู่ตรงกันข้ามจะคลายตัวทำให้เกิดการเคลื่อนไหวได้

กล้ามเนื้อมัดที่หดตัวแล้วทำให้อวัยวะงอตัวเข้ามา  เรียกว่า กล้ามเนื้อเฟลกเซอร์ (flaxor) ในทางตรงกันข้ามกล้ามเนื้อมัดที่หดตัวแล้วทำให้อวัยวะนั้นเหยียดออกกล้ามเนื้อมัดนั้นเรียกว่า  เอกซ์เทนเซอร์ (extensor)

ตัวอย่างจะเห็นได้จากการทำงานของกล้ามเนื้อแขน  ซึ่งประกอบด้วยกล้ามเนื้อไบเซฟ (biceps) กับกล้ามเนื้อไตรเซพ(triceps) ด้านปลายบนของกล้ามเนื้อทั้งสองยึดติดกับหัวกระดูกแขนด้านบน  ส่วนปลายล่างของกล้ามเนื้อยึดติดกับกระดูกแขนท่อนล่าง  เมื่อกล้ามเนื้อไบเซพหดตัวไตรเซพจะคลายตัวแขนจะงอเข้าหาตัว  จึงอาจเรียกกล้ามเนื้อไบเซพว่า  กล้ามเนื้อเฟลกเซอร์  เมื่อกล้ามเนื้อไตรเซพหดตัวไบเซพจะคลายตัวทำให้แขนเหยียดออก  กล้ามเนื้อไตรเซพจึงเรียกว่า  กล้ามเนื้อเอกซ์เทนเซอร์ได้

แผนภาพแสดงการเกาะของกล้ามเนื้อที่กระดูกแขน