สัตว์มีกระดูกสันหลังทุกชนิดมีระบบโครงกระดูกที่ทำหน้าที่เป็นทั้งโครงร่างค้ำจุนร่างกาย และช่วยส่งเสริมการเคลื่อนที่ ซึ่งสัตว์มีกระดูกสันหลังทั้งที่อาศัยอยู่ในน้ำและบนบก ต่างมีลักษณะการเคลื่อนไหวที่แตกต่างกันออกไปตามปัจจัยการดำรงชีวิต และสภาพแวดล้อมของตน

1. การเคลื่อนที่ของปลา

ปลามีระบบกล้ามเนื้อที่ยึดติดอยู่ 2 ข้างของกระดูกสันหลัง โดยการหดตัวของกล้ามเนื้อข้างใดข้างหนึ่งทั้งชุด เริ่มจากหัวไปหาง และการพัดโบกของครีบหาง ทำให้ปลาเคลื่อนที่เป็นรูปตัว S ครีบต่างๆ ได้แก่ ครีบเดี่ยว เช่น ครีบหลังและครีบหาง จะช่วยพัดโบกให้เคลื่อนที่ไปข้างหน้า และครีบคู่ เช่น ครีบอก และครีบสะโพก ซึ่งช่วยในการพยุงตัวและเคลื่อนที่ลงในแนวดิ่ง

2. การเคลื่อนที่ของนก

อาศัยการทำงานในสภาวะตรงข้ามของกล้ามเนื้อแข็งแรง 2 ชุด ที่ยึดอยู่ระหว่างกระดูกโคนปีกและกระดูกอก คือ กล้ามเนื้อยกปีก (elevator muscle) และกล้ามเนื้อกดปีก (depressor muscle) ที่ทำให้นกสามารถขยับปีกขึ้นลงได้ รวมไปถึงโครงสร้างภายในถุงลม และขนของนกที่สนับสนุนการบิน และการพยุงตัวของนกระหว่างการเคลื่อนที่ในอากาศ

3. การเคลื่อนที่ของเสือชีต้า

สัตว์สี่เท้าที่วิ่งได้เร็วที่สุดนี้ มีโครงสร้างของกล้ามเนื้อขาที่แข็งแรงมาก โดยเฉพาะกล้ามเนื้อของขาหลังที่มีความแข็งแรงพิเศษ เพราะต้องช้ในการกระโดด และมีกระดูกสันหลังที่มีความโค้งงอและยืดหยุ่นได้ มีขาและช่วงก้าวระหว่างขาหน้ากับขาหลังยาว ช่วยให้ความถี่และความแรงของการก้าวดีขึ้น

4. การเคลื่อนที่ของคน

ต้องอาศัยการทำงานร่วมกันของระบบอวัยวะต่อไปนี้

          4.1) ระบบโครงกระดูกและข้อต่อ

          ระบบโครงกระดูก หมายถึง กระดูกอ่อน (cartilage) กระดูกแข็ง (compact bone) ข้อต่อ (joints) รวมถึงสิ่งต่างๆ ที่มาเกี่ยวพัน ได้แก่ เอ็นกล้ามเนื้อ (tendon) เอ็นยึดข้อ (ligament)

มนุษย์มีกระดูกทั้งหมด 206 ชิ้น แบ่งออกเป็น

(ก) กระดูกแกน (axial skeleton) เป็นโครงกระดูกแกนกลางของร่างกาย มี 80 ชิ้น ได้แก่

                    - กะโหลกศีรษะ (skull)
                    - กระดูกสันหลัง (vertebra) ประกอบด้วย กระดูกสันหลังบริเวณคอ (cervical vertebrae), กระดูกสันหลังหลังบริเวณอก (thoracic vertebrae), กระดูกสันหลังบริเวณสะเอว (lumbar vertebrae), กระดูกกระเบนเหน็บ (sacrum) และกระดูกก้นกบ (coccyx)
                    - กระดูกซี่โครง (ribs)
                    - กระดูกอก (sternum)

(ข) กระดูกรยางค์ (appendicular skeletal) ประกอบด้วยกระดูก 126 ชิ้น ได้แก่

                    - กระดูกแขน ประกอบด้วย กระดูกต้นแขน (humerus)
                    - กระดูกขา
                    - กระดูกไหปลาร้า (clavicle) 
                    - กระดูกสะบัก (scapula)
                    - กระดูกเชิงกราน (pelvic girdle)

กระดูกสามารถแบ่งตามลักษณะของกระดูก ได้แก่

1. กระดูกยาว ได้แก่ กระดูกแขน กระดูกขา
2. กระดูกสั้น ได้แก่ กระดูกข้อมือ กระดูกข้อเท้า
3. กระดูกแบน ได้แก่ กระดูกซี่โครง กระดูกอก กระดูกสะบัก  
4. กระดูกยาว รูปร่างไม่แน่นอน ได้แก่ กะโหลกศีรษะ กระดูกสันหลัง กระดูกเชิงกราน
5. กระดูกลม
6. กระดูกโพรงกะโหลกศีรษะ

ระบบโครงกระดูกมีหน้าที่ต่างๆ ดังนี้

1. เป็นโครงร่าง ทำให้คนเราคงรูปอยู่ได้ นับเป็นหน้าที่สำคัญที่สุด
2. เป็นที่ยึดเกาะของกล้ามเนื้อลาย รวมทั้งพังผืด
3. เป็นโครงร่างห่อหุ้มป้องกันอวัยวะภายใน ไม่ให้เป็นอันตราย เช่น กระดูกสันหลังป้องกัน ไขสันหลัง
4. เป็นแหล่งเก็บแคลเซียมที่ใหญ่ที่สุด
5. เป็นแหล่งสร้างเม็ดเลือดชนิดต่างๆ
6. ช่วยในการเคลื่อนไหว โดยเฉพาะกระดูกยาวทำให้เราสามารถเคลื่อนไหวเป็นมุมที่กว้างขึ้น
7. กระดูกบางชนิดยังช่วยในการนำคลื่นเสียง ช่วยในการได้ยิน เช่น กระดูกค้อน ทั่ง และโกลน ซึ่งอยู่ในหูตอนกลาง จะทำหน้าที่นำคลื่นเสียงผ่ายไปยังหูตอนใน

ข้อต่อ (joint) คือ ตำแหน่งที่กระดูกตั้งแต่ 2 ชิ้น ขึ้นไปมาจรดกัน โดยมีเนื้อเยื่อหรือเนื้อเยื่อเกี่ยวพัน มายึดให้ติดกันเป็นข้อต่อ อาจเคลื่อนไหวได้มากหรือน้อย หรือไม่ได้เลยก็ได้ ขึ้นอยู่กับชนิดของข้อต่อนั้นๆ แต่ประโยชน์ที่สำคัญ คือ เพื่อป้องกันอันตรายต่อกระดูก และให้กระดูกที่มีความแข็งอยู่แล้ว สามารถเคลื่อนไหวหรือปรับผ่อนได้ตามสภาพ และหน้าที่ของกระดูกที่อยู่ ณ ตำแหน่งนั้นๆ

กระดูกอ่อน (cartilage) จัดเป็นเนื้อเยื่อเกี่ยวพันชนิดพิเศษ ที่มีเมทริกซ์ (matrix) แข็งกว่าเนื้อเยื่อเกี่ยวพันชนิดอื่นๆ ยกเว้น กระดูกแข็ง หน้าที่สำคัญของกระดูกอ่อน คือ รองรับส่วนที่อ่อนนุ่มของร่างกาย เนื่องจากผิวของกระดูกอ่อนเรียบ ทำให้การเคลื่อนไหวได้สะดวก ป้องกันการเสียดสี กระดูกอ่อนจะพบที่ปลายหรือหัวของกระดูกที่ประกอบเป็นข้อต่อต่างๆ และยังเป็น ต้นกำเนิดของกระดูกแข็งทั่วร่างกาย ความแตกต่างในแง่ของปริมาณและชนิดของ fiber ที่อยู่ภายใน matrix มีผลให้คุณสมบัติของกระดูกอ่อนแตกต่างกันไป

          4.2) ระบบกล้ามเนื้อ แบ่งออกเป็น 3 ชนิด คือ

(ก) กล้ามเนื้อลาย (skeletal muscle) เป็นกล้ามเนื้อชนิดเดียวที่ยึดเกาะกับกระดูก ประกอบด้วยเซลล์ที่มีลักษณะเป็นทรงกระบอกยาว เรียกว่า เส้นใยกล้ามเนื้อ (muscle fiber) อยู่รวมกันเป็นเซลล์ แต่ละเซลล์ในเส้นใยกล้ามเนื้อจะมีหลายนิวเคลียส ในเส้นใยกล้ามเนื้อแต่ละเส้นจะประกอบด้วยมัดของ เส้นใยฝอย หรือเส้นใยกล้ามเนื้อเล็ก (myofibrils) ที่มีลักษณะเป็นท่อนยาวเรียงตัวตามแนวยาว ภายในเส้นใยฝอยจะประกอบด้วยเส้นใยเล็กๆ เรียกว่า ไมโอฟิลาเมนท์ (myofilament) ไมโอฟิลาเมนต์ก็ประกอบด้วยโปรตีน 2 ชนิด คือ ไมโอซิน (myosin) และแอกทิน (actin) ไมโอซินมีลักษณะเป็นเส้นใยหนา ส่วนแอกทินเป็นเส้นใยที่บางกว่า การเรียงตัวของไมโอซินและแอกทินอยู่ในแนวขนานกัน ทำให้เห็นกล้ามเนื้อเป็นลายขาวดำสลับกัน การทำงานอยู่ภายใต้การควบคุมของจิตใจ ระบบประสาทโซมาติก (voluntary muscle) เช่น กล้ามเนื้อที่ แขน ขา หน้า ลำตัว เป็นต้น

(ข) กล้ามเนื้อเรียบ (smooth muscle) เป็นกล้ามเนื้อที่ไม่มีลายตามขวาง ประกอบด้วยเซลล์ที่มีลักษณะแบนยาว แหลมหัวแหลมท้าย ภายในเซลล์มีนิวเคลียสอันเดียวตรงกลาง ทำงานอยู่นอกอำนาจจิตใจ ระบบประสาทอัตโนมัติ (involuntary muscle) เช่น กล้ามเนื้อของอวัยวะภายในต่างๆ

(ค) กล้ามเนื้อหัวใจ (cardiac muscle) รูปร่างเซลล์จะมีลายตามขวาง และมีนิวเคลียสหลายอันเหมือนกล้ามเนื้อลาย แต่แยกเป็นแขนงและเชื่อมโยงติดต่อกันกับเซลล์ข้างเคียง การทำงานอยู่นอกอำนาจจิตใจเช่นเดียวกับกล้ามเนื้อเรียบ

ในการทำงานของกล้ามเนื้อนั้น จะแบ่งเป็นกล้ามเนื้อไบเซพ (biceps) กับกล้ามเนื้อไตรเซพ (triceps) โดยปลายข้างหนึ่งของกล้ามเนื้อทั้งสองยึดติดกับกระดูกแขนท่อนบน ส่วนปลายอีกด้านหนึ่งยึดติดอยู่กับกระดูกแขนท่อนล่าง เมื่อกล้ามเนื้อไบเซพหดตัว จะทำให้แขนงอตรงบริเวณข้อศอก ขณะที่แขนงอ กล้ามเนื้อไตรเซพจะคลายตัว แต่ถ้ากล้ามเนื้อไบเซพคลายตัว จะทำให้แขนเหยียดตรงได้ ซึ่งขณะนั้นกล้ามเนื้อไตรเซพจะหดตัว ดังนั้น กล้ามเนื้อไบเซพจึงเป็นกล้ามเนื้อเฟล็กเซอร์ ส่วนกล้ามเนื้อไตรเซพจะเป็นกล้ามเนื้อเอ็กซ์เทนเซอร์

พัดชา วิจิตรวงศ์