Tip:
Highlight text to annotate it
X
เป็นไงกันบ้าง วันนี้ครูแอนเดอสัน มีวิดีโอที่ว่าด้วยเรื่องของระบบกล้ามเนื้อ
สมัยตอนเด็ก หนังสือเล่มนึงที่ครูชอบมากก็คือกินเนสบุคออฟเวิร์ลดเรดคอร์ด
อันหนึ่งในหลายอย่างที่ทำให้ชอบก็คือในหนังสือนี้มีเรื่องนายคนนี้อยู่ด้วย แกชือ พอล แอนเดอสัน เหมือนชื่อครูเอง
แกเป็นคนที่แข็งแรงที่สุดในโลกตามการบันทึกในปี 1950 ตอนนี้คงไม่ใช่แล้ว
แล้วก็มีบันทึกการทำน้ำหนักแบบยกในท่านอน แต่ครูว่าตัวเลขที่มีการบันทึกนี้
ที่บอกว่าทำได้ถึง 1,000 ปอนด์ ออกจะเหลือเชื่อไปหน่อย ที่ว่ามาทั้งหมดนั้นเป็นการใช้กล้ามเนื้อในแบบนึง มีอีกแบบ
ที่เรียกว่ากล้ามเนื้อแบบหดตัวช้า (slow twitch) เพราะงั้น ตอนที่เราเห็นบางคนอาจจะปุ๊บปั๊บ
ก็วิ่งฉิวไปโน่นแล้ว เราก็จาจจะเห้นคนอีกประเภทที่มีความอึดสูง เรามี
เจ้าของสถิติโลกที่วิ่งได้ในหนึ่งไมล์และใช้เวลาแค่ 3:43 นาที อีตา Hicham El Guerrouj นั้นเป็นการใช้กล้ามเนื้อแบบนี้
เป็นการใช้งานกล้ามเนื้อแบบที่เป็นแอโรบิก ที่จริงแล้ว
กล้ามเนื้อของคนเรามีสามแบบ เรามีกล้ามเนื้อกล้ามเนื้อโครงร่าง (skeletal muscle)
ที่บางคนก็เรียกว่ากล้ามเนื้อลาย (striated muscle) นี่ ตรงนี้ จะเป็นคล้ายๆ กล้ามเนื้อไบเส็ป
หรือกล้ามเนื้อที่อยู่ตรงแขนนี่ ที่คอยช่วยให้เราสามารถเคลื่อนไหวนิ้วไปมาได้ แล้วก็มีกฃ้ามเนื้อเรียบ (smooth muscle) ที่เป็นกล้ามเนื้อแบบที่
เราบังคับไม่ได้ ตัวอย่างเช่นกล้ามเนื้อที่ควบคุมการทำงานส่วนล่างๆของ
หลอดอาหาร กล้ามเนื้อที่ควบคุมการทำงานของลำไส้เล็ก สองอันนี้อาจจะมีลักษณะโครงสร้างต่างกันบ้าง
หรืออาจจะมีหน้าที่การทำงานต่างกันหน่อย แต่มันก็เป็นแบบที่ควบคุมไม้ได้เหมือนกัน เราจะไม่ต้องมาคอยนึกคิดควบคุม
ให้มันทำโน่นนำนี่ เสร็จแล้วก็มีแบบกึ่งกลางระหว่างสองแบบ นั่นคือกล้ามเนื้อหัวใจ (cardiac muscle)
มองดูคล้ายๆเป็นกล้ามเนื้อลาย แต่พบได้ที่หัวใจเท่านั้น แล้วก็จะมี
อะไรสักอย่างที่คล้ายๆกับตัวเชื่อมเล็กๆเรียงตัวขวางอยู่ คอยทำหน้าที่นำสัญญานไฟฟ้า
ผ่านไปมา ทำให้หัวใจเกิดการบีบตัวขึ้นได้ เราก็จะว่าว่ากันด้วย
เรื่องของกล้ามเนื้อลายว่ามีการทำงานอย่างไร เรามาลองดูที่นี่
ตรงนี้จะเป็นส่วนที่เรียกว่าเอ็น (tendon) ที่ทำหน้าที่ในการเชื่อมกระดูกกับกล้ามเนื้อเข้าด้วยกัน ที่จริงแล้ว
เรามีกล้ามเนื้อซึ่งเป็นเส้นใยกล้ามเนื้อ เป็นเส้นใยข้างในเส้นใยอีกทีหนึ่ง แล้วที่สุด
ก็จะเป็นส่วนที่เรียกว่าซาโครเมีย (sarcomere) อันเป็นหน่วยื้นฐานที่สุดของกล้ามเนื้อ
ภายในซาโครเมีย (sarcomere) เราจะพบโครงสร้างทางเคมีสองชนิด
คือแอคติน (actin) กับไมโอซิน (myosin) ดังนั้นถ้าเราต้องการจะเข้าใจการทำงานของกล้ามเนื้อ
เราก็จะต้องมาเข้าใจการทำงานของโครงสร้างเคมีสองตัวนี้ แอคตินนั้นจะมีหน้าตาอย่างที่เห็นนี่
ส่วนไมโอซินจะมีปุ่มเหล่านี้ อย่างที่เห็นเป็นปุ่มอยู่สองข้าง
คอยทำหน้าที่จับตัวกับแอคติน และก่อนที่เราจะมาดูว่า
กล้ามเนื้อจะเกิดการหดตัวได้อย่างไร เราต้องพูดถึงเรื่องแอคตินกับไมโอซินก่อน ..ถ้าเรา
ดูที่ตรงตำแหน่งนี้ ไมโอซินจะมีหัวสองหัวนี้ แต่ที่มัน
ก็เพียงอย่างเดียวก็คือจับตัวกับแอคติน
หน้าที่เพียงอย่างเดียวของมันคือการจับแอคติน จะทำอย่างนั้นได้มันจะต้องมีสองสิ่ง .. อันนึง
คือ ATP อันเป็นตัวให้พลังงาน แค่นั้นไม่พอ ถ้าจะจับกับแอคซินได้ มันต้องสัมผัสถึงแอคซินได้ด้วย
แต่ในสภาพปกติไมโอซินจะเข้าไม่ถึงแอคติน เนื่องจากมีโทรโปไมโอซิน (tropomyosin ) ขวางอยู่
ไมโอซินเลยต้องรออยู่ตรงนี้อย่างเศร้าศร้อย เนื่องจากรักแอคตินเสียเหลือเกิน
ขณะที่แอคตินก็รออยู่ทางฝั่งมี โดยมีโทรโปไมโอซินทำตังเป็นก้างขวางคออยู่
แล้วจะทำอย่างไรกันดี ก็เทื่อเราต้องการ ATP กับใบผ่านทาง ที่จะได้มา
ก็โดยการใช้แคลเซียม ที่จะได้มาอีกทีโดยการ
ปล่อยออกมาจากสัญญานประสาทที่มีศักย์ (action potential nerve signals) เข้ามาสั่งการการทำงานของกล้ามเนื้อ
หน้าที่ที่แคลเซียมเข้ามาทำก็คือ มันจะเข้ามาจับตัวกับโทรโปไมโอซิน
ทำให้โทรโปไมโอซินที่ขวางอยู่เคลื่อนตัว เปิดทางออกมา
ตอนนี้ไมโอซินก็สามารถปล่อยฟอสเฟตกรุ๊ปเพื่อเข้ามาจับกับ
แอคตินได้ ลองมาดูตัวอย่างตรงนี้ เพราะว่าไมโอซินนั้นอยากที่จะเกาะกับ
แอคตินทันทีที่มีโอกาส แต่ยังทำไม่ได้ ดังนั้นพอมีแคลเซียมเข้ามา ตัวกั้นก็หมดไป สามารถปล่อย
ฟอสเฟตออกมาทำให้มันเลื่อนตัวไปตามแอคติน ดังนั้น ตราบใดที่
ยังมี ATPกับแคลเซียมอยู่ ไมโอซินก็จะยังสามารถ
เลื่อนแอคตินผ่านไปได้เรื่อยๆ ไมโอซินมีปุ่ม
ที่สามารถทำการเลื่อนนี้อยู่มากมาย ในการที่จะทำให้แอคตินเลื่อนไปตามไมโอซิน
กระบวนการที่เกิดขึ้นนี้ก็คือการทำให้กล้ามเนื้อหดตัว พอแคลเซียมกับ ATP หายไป .. ถ้าไม่มี
ATP ก็เกิดขึ้นไม่ได้ เราจึงควรเข้าใจกระบวนการที่ไมโอซิน
ใช้ส่วนปุ่มนั้นเลื่อนตัวไปตามแอคติน เราจะแสดงภาพของกระบวนการนี้
อย่างไร? เข้ามามุงดูใกล้ๆนี่ หลักก็คือเราจะมีแถบหลายแถบ ซึ่งเป็นแถบที่เราเห็น
เป็นลายในกล้ามเนื้อลาย แต่สิ่งที่เราควรจะเข้าใจก็คือ
ตรงส่วนปลายจะเป็นส่วนที่เราเรียกว่า Z disks เป็นส่วนของแผ่น
ยาวๆลงมาตามแนวนี้ เราก็มีอยู่ตรงนี้อันนึง แล้วก็ตรงนี้อีกอันนึง แล้วก็มี
แอคติน ซึ่งเป็นส่วนที่มีสีฟ้าในรูป เป็นแนวอยู่ตรงกลางนั้น
เสร็จแล้วก็มีไปโอซินสลับเรียงตัวแทรกอยู่
ที่ส่วนปลายทั้งสองข้างจะติดแน่นอยู่กับไมโอซิน ทำให้มีส่วนที่ยึดอยู่ด้วยกัน
ส่วนนี้ติดกันอยู่ เรามีปุ่มของไมโอซินตรงนี้ แล้วก็มีแอคตินอยู่ตรงกลาง
ทุกอย่างเกือบครบแล้ว ก็เป็นหน้าที่ของไมโอซิน ทันทีที่มี ATP และมีแคลเซียม
ปุ่มต่างๆตรงนี้ก็จะเริ่มจับตัวกับแอคตินทำให้เกิดการเลื่อนตัว
ของแอคตินมาทางนี้ ดึงมาทางด้านนี้
แล้วจะได้อะไรขึ้นมา ถ้าดูข้างล่างนี่ ก็จะเห็นเป็นแอคติน
เลื่อนผ่านไปตามไมโอซิน แล้วเป็นไง ถ้าดูตรงนี้ ก็จะเป็นว่า Z disks
จะเลื่อนเข้ามาหากัน เกิดการหดตัวของกล้ามเนื้อ เสร็จแล้ว
จึงเลื่อนกลับไปอยู่ที่เดิม ตอนที่กล้ามเนื้อหดตัว เป็นการกระทำของใคร?
เป็นปุ่มของไมโอซินที่กำลังยึดจับไปตามแอคติน ดึงแอคติน
ผ่านไปเรื่อยๆ พอปล่อยปุ๊บ ก็จะเลื่อนกลับไปที่เดิม ทั้งหมด
นี้ก็คือการทำงานของกล้ามเนื้อ เรียกกันว่าทฤษฎีการเลื่อนฟิลาเมนท์ (sliding filament theory) หวังว่าคงได้ความรู้
ไม่มากก็น้อย